土壤污染物抽提处理系统的制作方法

本申请涉及土壤污染物处理技术领域，特别是涉及一种土壤污染物抽提处理系统。

背景技术：

目前，大多采用sve技术对污染场地进行有机污染土壤原位抽提，传统sve抽提系统具有设备简单、对场地环境破坏小、修复时间短，修复费用低，并可以和地下水曝气以及生物曝气联合使用，并且在建筑物下操作，不破坏建筑物等特点，但也存在对低渗透性和非均质性地层抽提效果不佳，不清楚污染物含量，无法提供水平钻井和水平压裂技术，无法确定地层，无法精准确定地层中污染物集中点等问题。上述问题使sve抽提技术的推广应用受到了较大的限制。

技术实现要素：

本申请提供一种土壤污染物抽提处理系统，解决低渗透性和非均质性地层抽提效果不佳的技术问题。

土壤污染物抽提处理系统，其特征在于，包括：

竖直井，分布于待处理污染地层中；

至少一层水平井，分布于待处理地层中且与所述竖直井相连通；

压裂装置，包括对应伸入所述竖直井和水平井中并用于向目标地层中喷入高压流体的高压喷头；

有机污染物含量和地层识别装置，包括对应伸入所述竖直井和水平井中并用于收集和计数来自土壤的γ射线数量的检测探头。

压裂装置为低渗透地层增加孔隙或提高孔隙连通性，解决低渗透性和非均质性地层抽提效果不佳的技术问题；有机污染物含量和地层识别装置可对地层进行识别和判断，可为抽提过程提供指导，提高修复效率和修复的准确性；水平井及水平井上压裂装置的设置可以横向对致密地层压裂和抽提，满足复杂地质和在产企业污染产地的污染物抽提。垂直井和水平井一体化的设置，在复杂条件下，可以在不新钻井前提下，采用同一个钻孔，对多个点位进行抽提，提高了地面设备处理效率，降低了地面设备处理成本，确保整体工作有序进行。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

可选的，所述压裂装置还包括：

压力泵，设置于地面用于将流体加压并向所述高压喷头输送加压流体；

导管，伸入对应井内的一端连接所述高压喷头、另一端连接所述压力泵。

可选的，所述竖直井和水平井内的圆周面上分布流体喷射孔，所述高压喷头伸入对应流体喷射孔处。

可选的，所述流体喷射孔的孔径为φ5～8mm。进一步地，孔径为φ6mm。

可选的，相邻喷射孔之间的孔心间距为1.5～3cm。进一步地，孔心间距为2mm。

可选的，所述竖直井和水平井内沿轴向设置多段流体喷射段，每段流体喷射段上均分布所述流体喷射孔。

可选的，所述检测探头包括：

γ射线收集及计数器，用于收集并计数来自土壤的γ射线数量；

信号放大器，用于将来自γ射线数量收集器的信号放大；

电源，用于给所述γ射线收集及计数器和信号放大器供电。

可选的，所述有机污染物含量和地层识别装置还包括处理器和存储器，所述存储器中存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下操作：接收来自所述信号放大器的信号并将其进行数据处理后进行地层识别。

可选的，所述水平井设置为1～3层。

可选的，还包括电动滑套，用于将所述高压喷头和检测探头送至目标地层处。

可选的，还包括设于对应井孔处的封隔器。

与现有技术相比，本申请的抽提系统至少具有以下技术效果之一：

(1)常规的场地抽提系统，只能垂向抽提，不能水平抽提，在复杂地层条件以及地面具有建筑情况，垂向钻井并不能实施抽提，因此水平井能够很好的抽提这种条件的污染物。

(2)常规抽提系统，只能对垂向提供了地层压裂，本次改进了压裂体系，提供了水平压裂系统，减少钻井数量和工作量，并且水平压裂后，可以采用水平抽提，该抽提方式可以直接解决垂直井解决不了的抽提问题。

(3)有机污染物含量和地层识别系统，地层中的自然伽马放射性主要取决性铀、钍和钾，这三种元素受到有机物影响明显，尤其是铀元素主要受有机物吸附，当有机物含量增加，测到放射性gr值越大，即gr高值带为富有机物地层。根据地层吸附特征，泥岩gr值最高，随着泥质含量减少，gr值逐渐降低，砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩、石灰岩的gr含量逐渐降低，可以用该值识别地层，弥补取心差的地层。

附图说明

图1为本申请抽提系统的结构示意图。

图2为图1中压裂装置的结构示意图。

图3为图1中有机污染物含量和地层识别装置的结构示意图。

图中附图标记说明如下：

1、地层；2、竖直井；3、水平井；4、压裂装置，41、高压喷头；5、有机污染物含量和地层识别装置，51、γ射线收集及计数器，52、电源，53、信号放大器；6、测线；7、多功能钻井/测井工程车。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的实施方式中，一种土壤污染物抽提处理系统，包括布置在地层中的井、压裂装置和有机污染物含量和地层识别装置。井包括竖直井2和水平井3，水平井的其中一端与竖直井2相连通，水平井可设置为一层或多层，竖直井和水平井均通过常规打井设备完成，垂直井和水平井一体化的设置，在复杂条件下，可以在不新钻井前提下，采用同一个钻孔，对多个点位进行抽提，提高了地面设备处理效率，降低了地面设备处理成本，确保整体工作有序进行。

压裂装置4包括高压喷头41，高压喷头41对应伸入竖直井和水平井中，用于向目标地层中喷入高压流体，为低渗透地层增加孔隙或提高孔隙连通性，解决低渗透性和非均质性地层抽提效果不佳的技术问题。

有机污染物含量和地层识别装置5包括检测探头，检测探头对应伸入竖直井和水平井中，用于收集并计数来自土壤的γ射线数量，有机污染物含量和底层识别装置可对地层进行识别和判断，可为抽提过程提供指导，提高修复效率和修复的准确性。

水平井及水平井上压裂装置的设置可以横向对致密地层压裂和抽提，满足复杂地质和在产企业污染产地的污染物抽提。

压裂装置4为低渗透地层增加孔隙或提高孔隙连通性，作为压裂装置的一种实施方式，在井管中套用水压喷射装置，用高速和高压流体携带砂体进行射孔，在地层中打开裂隙，提供有效的孔隙通道，改善低渗地层的渗透性，打开地层与井筒之间的通道后，提高流体排量。具体地，高压喷射装置包括高压喷头41、导管(图中未示出)和压力泵(图中未示出)，高压喷头是带有细沙或者抗压物质，通过电动滑套送至目的层段后，在井管侧向具有孔的井段，采用高压喷射方式，将带有细沙的液体注入致密地层，疏通不连贯地层。导管对应套设于竖直井和水平井内，压力泵设置于地面，可采用电动压力泵。导管伸入地层的一端连接高压喷头41、伸出地面的一端连接压力泵。压力泵将喷射流体加压后通过导管输送给高压喷头，通过高压喷头向地层内喷射。

为使高压流体顺利喷入地层中，一种实施方式中，竖直井和水平井内的圆周面上分布流体喷射孔，高压喷头伸入对应流体喷射孔处，经由流体喷射孔喷入地层中。

一种实施方式中，流体喷射孔的孔径为φ6mm；一种实施方式中，相邻流体喷射孔之间的孔心间距为2cm。

一种实施方式中，竖直井和水平井内沿轴向设置多段流体喷射段，每段流体喷射段上均分布所述流体喷射孔，能够对不同位置处进行高压流体喷射。

检测探头伸入对应的井内，收集并计数来自土壤的γ射线数量，一种实施方式中，检测探头包括γ射线收集及计数器51、信号放大器53和电源52。射线收集及计数器51用于收集并计数来自土壤的γ射线数量；信号放大器用于将来自γ射线数量收集器的信号放大；电源用于给所述γ射线收集及计数器和信号放大器供电。

有机污染物含量和底层识别装置还包括处理器(图中为示出)，处理器与检测探头之间通过测线6相连，处理器通过得到的信号曲线垂向变化规律以及信号转化生成的曲线变化范围，可以得到不同岩性地层。基于伽马射线的地层测量装置本身为现有技术，例如可采用ngt-c自然伽马能谱测井仪等。钻井或者因为致密地层进行压裂后，有机污染物含量和地层识别装置通过收集γ射线数量，并通过前段放大器，将收集到的信号放大，得到地层中有机污染物定性含量，不同岩性中有机物含量不同，砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩、石灰岩的有机物含量逐渐降低，因此可以用来区分地层。

一种实施方式中，所述水平井设置为1～3层。

水平井可以进行多级压裂，该技术可以实现任意层，任意次序单层单段施工，任意多级批量施工。水力喷射压裂能够在裸眼井中不使用密封原件，并保持较低的井筒压力，迅速、准确的打开多条裂缝。水力喷射方式不受完井方式限制，可用于水平井以及水平井使用的分段压裂技术，非常适合裸眼井的压裂。

一种实施方式中，还包括电动滑套和封隔器，电动滑套用于将高压喷头、检测探头和抽提设备送至目标层处，方便操作；封隔器设于井孔处，设计有抽提通道，坐封时，活塞套上行，抽提通道被打开；坐封后，上层压力作用在平衡活塞上，向上推动胶筒，使解封销钉免受剪切力；解封时，靠胶筒与套管的摩擦力剪断解封销钉，活塞套下行，关闭抽提通道。电动滑套和封隔器均为本领域成熟技术，直接采用现有技术即可。

抽提装置为本领域常规抽提设备，例如可采用mpe抽提设备，可由多功能钻井/测井工程车7提供动力。

本实用新型的工作过程如下：

第一步、通过压裂装置在地层中打开孔隙，增加地层孔隙或提高孔隙连通性，有利于污染物的抽提；

第二步、通过地层识别装置对地层进行判断，极大的提高了修复效率和修复的准确性，可适用于重非水相液体dnapls和轻非水相液体lnapls；

第三步、取出压裂设备和地层识别装置，通过抽提装置对地层中的有机污染物进行抽提和收集，该过程中可根据第二步得到的地地层结果调整抽提参数。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。不同实施例中的技术特征体现在同一附图中时，可视为该附图也同时披露了所涉及的各个实施例的组合例。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。