[發明專利]3D打印技術形成對扣式降水井貼礫過濾器的方法及結構

在審

• 申請號: 202011103674.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112277335A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 朱雁飛;潘偉強;王建秀;瞿建勛;武昭;龍冠宏;金鑫;裴烈烽;溫鎖林;楊流
• 申請（專利權）人: 上海隧道工程有限公司;同濟大學
• 主分類號: B29C69/02
• 分類號: B29C69/02;B29C64/153;B29C64/393;B29C65/58;B33Y10/00;B33Y50/02;B28B1/00;E03B3/18;E03B3/24
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司 31229
• 代理人: 季辰玲

本發明公開了一種3D打印技術形成對扣式降水井貼礫過濾器的方法及結構，其方法包括步驟：利用3D建模技術建立適配于各含水層的貼礫層三維立體模型；利用3D打印方法按照貼礫層三維立體模型制作貼礫層，所述貼礫層包括對扣形成管狀的第一弧形片和第二弧形片；將所述第一弧形片和所述第二弧形片對扣于對應的濾水管上形成所述貼礫過濾器。本發明可快速制作多個適用于不同深度含水層的顆粒粒徑、孔隙分布、強度等均符合需求的貼礫層。

技術領域

本發明涉及降水工程技術領域，尤其涉及一種3D打印技術形成對扣式降水井貼礫過濾器的方法及結構。

背景技術

貼礫過濾器起源于二十世紀70年代，在降水井成井過程中采用貼礫過濾器代替傳統回填濾料(如各種級配的砂土、礫石等)，有如下幾項優點：①取消了成井過程中的回填濾料工序，施工成本降低。②成井過程中代替濾料的貼礫層隨井管準確下至含水層部位，成井質量可靠。③有利于洗井。過濾器與井壁間的環狀間隙不用填任何充填物(不填礫成井時)，洗井過程中只要井管內外有一定的水位差，泥皮就容易垮塌。盡管貼礫過濾器在管井成井中具有上述優點，但傳統的貼礫層均由合成樹脂等粘結劑將一定粒徑規格且具有較高磨圓度的石英砂、陶粒、塑料、磁砂等濾料顆粒粘貼到可透水的鋼質或塑料管上制成，濾料顆粒的粒徑大小和孔隙特征需要根據地層土體的顆粒級配來確定，針對突變漸變地層或者其他含水層、隔水層交替分布的復雜地層，則須按需制作多個適用于不同含水層的貼礫過濾器，如采用傳統方法制作費事費力且成功率較低，制成的貼礫層往往存在綜合孔隙率低、孔隙結構固定、力學性質較差等缺陷，阻沙濾水效果較差且在安裝和成井過程中容易損壞，極大地限制了其在降水井領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種3D打印技術形成對扣式降水井貼礫過濾器的方法及結構，可快速制作多個適用于不同深度含水層的顆粒粒徑、孔隙分布、強度等均符合需求的貼礫層。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種3D打印技術形成對扣式降水井貼礫過濾器的方法，利用3D建模技術建立適配于各含水層的貼礫層三維立體模型；

利用3D打印方法按照貼礫層三維立體模型制作貼礫層，所述貼礫層包括對扣形成管狀的第一弧形片和第二弧形片；

將所述第一弧形片和所述第二弧形片對扣于對應的濾水管上形成所述貼礫過濾器。

可選地，在建立貼礫層三維立體模型的步驟之前，還包括步驟：

檢測地層中含水層的分布情況；

根據各含水層土體的顆粒級配確定匹配各含水層所需的貼礫過濾器外層貼礫層的顆粒粒徑、空隙分布。

可選地，所述3D打印方法包括以下一種或多種：選擇性激光燒結法、選擇性激光熔化法、電子束熔化法、三維印刷法。

可選地，所述第一弧形片對扣于所述第二弧形片的連接端部設有凸榫，所述第二弧形片對扣于所述第一弧形片的連接端部設有供所述凸榫卡接的凹槽。

可選地，在利用3D打印方法按照貼礫層三維立體模型制作貼礫層的步驟中所用的打印材料包括以下一種或多種：粉末狀的聚合物、陶瓷、復合材料。

以及，一種3D打印技術形成對扣式降水井貼礫過濾器的結構，包括：

兩端開口的濾水管，包括管體以及設于所述管體上的多個透水孔；

利用3D打印方法制成且設于所述濾水管外層呈多孔結構狀的貼礫層，包括對扣形成管狀的第一弧形片和第二弧形片。

可選地，所述第一弧形片對扣于所述第二弧形片的連接端部設有凸榫，所述第二弧形片對扣于所述第一弧形片的連接端部設有供所述凸榫卡接的凹槽。

可選地，所述貼礫層由粉末狀的聚合物、陶瓷以及復合材料中的一種或多種制成。