技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于管井的组合式过滤器，特别是涉及一种用于
水源
热泵系统中回灌井的过滤器，这种过滤器分内外两层，它的外层过滤器固定在井内，而内层过滤器是活动式的，可以提出井外，也可以重新安装在井内。因此，内层过滤器可定期从井内提到地面上进行清洗并可重复使用。
背景技术
[0002] 全球范围的一次性
能源短缺和经常出现的能源危机极大地制约了世界经济的发展，寻找和开发
可再生能源早已成为世界性的潮流。
[0003]
地源热泵技术是当前世界上最先进的供暖制冷技术，它利用浅层常温
地热能解决供暖制冷问题，属于可再生能源利用技术。
[0004] 随着中国国民经济的高速发展，对能源的需求量越来越大，不可再生能源供不应求。在现在和未来的若干年中，中国都将面临着巨大的能源压
力，一方面，中国的经济要保持高速的增长，另一方面，又必须考虑环境保护和可持续发展问题。因此，开发利用新能源就变得十分迫切和重要。随着《可再生能源法》、《可再生能源中长期发展规划》等法律法规的相继出台，中国可再生能源的开发利用工作得到了不断的加强和长足的进展。其中，尤以地源热泵技术发展最快。截止到2010年底，中国从事地源热泵相关设备产品制造、工程设计与施工、系统集成与调试管理维护的企业已经达到400多家，工程数量近8000个，工程供暖面积达1.5亿平方米。
[0005] 在地源热泵尤其
地下水源热泵的快速发展过程中，也出现了一些问题，其中一个突出的问题是
地下水回灌难的情况非常普遍，甚至回灌难在某种程度上已经成为困扰我国乃至世界范围地下水源热泵发展的
瓶颈，在一定程度上制约了地下水源热泵的发展；另一个是对地下水污染的认识不全面，甚至没有给予高度的重视。
[0006] 地下水源热泵系统是通过提水井将地下水提取出来，经过
空调机组进行热（冷）量交换来达到供暖和制冷的目的，置换
能量后的地下水再通过回灌井回灌到地下。地下水大量开采后，如果没有进行及时回灌，不仅会造成水资源的浪费，还会造成地面沉降，影响
建筑物的安全，而且还会因为局部地下水的过量开采造成生态环境的恶化。因此，对采用后的地下水进行完全回灌是很有必要的，国家和地方的法律法规也明确规定，必须采取可靠的回灌措施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到地下同一含水层中，并不得对地下水资源造成浪费和污染，2011年10月出台的《全国地下水污染防治规划（2011-2020）》也将对防止地下水污染起到重要作用。
[0007] 水井尤其用来回灌地下水的回灌井，在使用一段时间后，都会发生回灌水量减少的现象，即出现水井的堵塞问题，水井堵塞是造成回灌难的最主要原因。造成水井堵塞的主要原因有（1）物理堵塞：砂砾、杂物和空气等造成的堵塞;(2)化学堵塞：溶解于水中的
氧与地下水中的多种成分发生化学反应生成不溶于水的有一定硬度的
结垢物以及井管在水中
腐蚀生锈形成的结垢物造成的堵塞；（3）
生物化学堵塞：
微生物进入地下水中，与
铁细菌和
硫酸还原菌繁殖产生结垢物造成的堵塞。根据大量井下视频观测资料，回灌井在使用一段时间后，均会产生结垢物附着在过滤器上或充填在过滤器的孔（缝）隙内，经视频仔细观察，在不同区域内，结垢物的
颜色、形态、结构和结垢的程度等都有一定差异，尤其结垢的程度差异更大，有的回灌井使用不到半年时间，其过滤器上的结垢物厚度竟然超过5cm，这些结垢物造成了回灌井的堵塞，使回灌水量减少。因此，水井需定期清洗。由于传统的井壁管、沉淀管和过滤器（本发明的外层过滤器）是在凿井时一次性安装固定在井内的，无法提出地面，所以，目前采用的洗井方法都是将洗井设备下入井内来完成的，不仅耗费人力、物力，在洗井过程中还会对地下水造成二次污染，对地下水构成潜在的危害。
发明内容
[0008] 本发明的目的，是提供一种组合式管井过滤器，这种过滤器的外层固定在井内，而内层可以定期提升到地面上进行清洗，方便快捷，可避免对地下水造成二次污染。同时，对结垢物的取样（化验）变得非常容易，可以对结垢物进行全面的、系统的、动态的物理、化学和生物等方面的分析。这种过滤器的内层还可以根据地下水水质的不同以及结垢物种类的不同，安装不同的滤网和过滤材料，有针对性地进行过滤；也可以安装
电解法等电磁装置进行除垢或防止结垢。
[0009] 采用的技术方案一种组合式管井过滤器，它包括外层过滤器和内层过滤器。外层过滤器在凿井时一次性固定安装在井内，不能提出地面，外层过滤器的结构可采用
钢管穿孔（割条）外缠丝等形式，其直径可为325-529mm、壁厚约20mm；内层过滤器由多根过滤器（每根长4-6m）组合在一起，每根过滤器的两端固定有
法兰盘或快速连接装置。内层过滤器的外径与外层过滤器的内径一致、长度与外层过滤器的长度一致。内层过滤器通过吊装设备一根一根下入外层过滤器内或一根一根提出地面。
[0010] 内层过滤器的结构可采用（不锈）钢管穿孔（条）式或
钢筋骨架式等形式，在钢管或钢筋骨架外侧设置多层过滤网，过滤网总厚度约50--100mm，过滤网的材质可以是
不锈钢等金属（
合金）类、聚乙烯等朔料类等等，过滤网内置过滤材料或电磁装置，内层过滤器的孔隙率应大于50%。
[0011] 内层过滤器的外层滤网应有弹性，下入外层过滤器内与外层过滤器内壁紧贴在一起，尤其受到回灌水流冲击时内层过滤器的滤网膨胀使内层过滤器与外层过滤器
过盈配合，从而对外层过滤器起到保护作用。滤网的材质和滤网内充填何种过滤材料根据地下水水质和结垢物的种类进行确定，内层过滤器的滤网内也可安装产生
电场或
磁场等的装置进行除垢和防止结垢。
[0012] 组合式过滤器使用一段时间后，如回（提）水量衰减不能满足工作需要时，或根据井下视频观察内层过滤器结垢严重时，即用吊装设备将内层过滤器提出地面，随即下入另一套清洗好的内层过滤器，恢复原位，并将结垢的内层过滤器送车间清洗待用。
[0013] 本发明的组合式管井过滤器，在新建井时，外层过滤器一次性固定安装在井内，内层过滤器随之下入外层过滤器内；但如果是旧井改造，则原管井的过滤器即为外层过滤器，加工与之相匹配的内层过滤器并安装在旧井过滤器即外层过滤器内即可，因此本发明有利于旧井改造。
[0014] 本发明的意义在于：组合式管井过滤器的内层过滤器可以从井中提出地面，易于清洗并清洗彻底，它对外层过滤器起到保护作用，使外层过滤器减缓结垢或少量结垢，从而使外层过滤器保持良好的工作状态，在很大程度上解决了地下水回灌难的问题，也可延长井的使用寿命。另一方面，将内层过滤器提出地面的同时，也将结垢物一起带到地面，这使结垢物的取样化验变得非常容易，可以对结垢物进行全面的、系统的、动态的物理、化学和生物等方面的分析，为研究结垢物的形成机理提供科学依据。内层过滤器还可以根据地下水水质的不同以及结垢物的种类选择不同材质的滤网和不同的过滤材料，也可以安装
电子处理装置，如利用电场或磁场作用来防止地下水结垢和过滤器受腐蚀以及抑制细菌生长。
[0015] 本发明的另一重大意义在于组合式过滤器有针对性地过滤和防止地下水结垢，在很大程度上保护了地下水资源不受污染，同时，内层过滤器的清洗过程是在地面上（车间里）进行的，避免了洗井过程中对地下水的二次污染。因此，本发明的成功实施使地下水源热泵技术真正意义上达到了绿色环保。
[0017] 图1是本发明的
实施例外层过滤器横截面示意图。
[0018] 图2是本发明的实施例内层过滤器横截面示意图。
[0019] 图3是本发明的实施例组合式过滤器横截面示意图。实施例
[0020] 一种组合式管井过滤器，它包括外层过滤器（1）和内层过滤器（2）。外层过滤器（1）在凿井时一次性固定安装在井内，内层过滤器（2）由多根过滤器组合而成，每根过滤器的两端固定有法兰盘或快速接头。外层过滤器（1）的结构可为钢管穿孔（割条）外缠丝等形式，其特征在于：内层过滤器（2）的结构可为不锈钢管穿孔式（3）或钢筋骨架式（5）等形式和包设在（3）或（5）上的过滤层（4）构成，过滤层（4）为过滤网内置过滤材料，厚度50--100mm，内层过滤器（2）外径与外层过滤器（1）内径一致，通常325--529mm，每根过滤器的长度4--6m。内层过滤器（2）的孔隙率大于50%，是一种透水性良好的过滤器。
[0021] 内层过滤器（2）装设在外层过滤器（1）内，内层过滤器（2）的外壁与外层过滤器（1）的内壁
接触，当回灌水流进入内层过滤器（2）时，由于过滤层（4）受到水流的冲击而膨胀，使内层过滤器与外层过滤器过盈配合。
