[发明专利]3D打印技术形成对扣式降水井贴砾过滤器的方法及结构

说明书

本发明公开了一种3D打印技术形成对扣式降水井贴砾过滤器的方法及结构，其方法包括步骤：利用3D建模技术建立适配于各含水层的贴砾层三维立体模型；利用3D打印方法按照贴砾层三维立体模型制作贴砾层，所述贴砾层包括对扣形成管状的第一弧形片和第二弧形片；将所述第一弧形片和所述第二弧形片对扣于对应的滤水管上形成所述贴砾过滤器。本发明可快速制作多个适用于不同深度含水层的颗粒粒径、孔隙分布、强度等均符合需求的贴砾层。

技术领域

本发明涉及降水工程技术领域，尤其涉及一种3D打印技术形成对扣式降水井贴砾过滤器的方法及结构。

背景技术

贴砾过滤器起源于二十世纪70年代，在降水井成井过程中采用贴砾过滤器代替传统回填滤料(如各种级配的砂土、砾石等)，有如下几项优点：①取消了成井过程中的回填滤料工序，施工成本降低。②成井过程中代替滤料的贴砾层随井管准确下至含水层部位，成井质量可靠。③有利于洗井。过滤器与井壁间的环状间隙不用填任何充填物(不填砾成井时)，洗井过程中只要井管内外有一定的水位差，泥皮就容易垮塌。尽管贴砾过滤器在管井成井中具有上述优点，但传统的贴砾层均由合成树脂等粘结剂将一定粒径规格且具有较高磨圆度的石英砂、陶粒、塑料、磁砂等滤料颗粒粘贴到可透水的钢质或塑料管上制成，滤料颗粒的粒径大小和孔隙特征需要根据地层土体的颗粒级配来确定，针对突变渐变地层或者其他含水层、隔水层交替分布的复杂地层，则须按需制作多个适用于不同含水层的贴砾过滤器，如采用传统方法制作费事费力且成功率较低，制成的贴砾层往往存在综合孔隙率低、孔隙结构固定、力学性质较差等缺陷，阻沙滤水效果较差且在安装和成井过程中容易损坏，极大地限制了其在降水井领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种3D打印技术形成对扣式降水井贴砾过滤器的方法及结构，可快速制作多个适用于不同深度含水层的颗粒粒径、孔隙分布、强度等均符合需求的贴砾层。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种3D打印技术形成对扣式降水井贴砾过滤器的方法，利用3D建模技术建立适配于各含水层的贴砾层三维立体模型；

利用3D打印方法按照贴砾层三维立体模型制作贴砾层，所述贴砾层包括对扣形成管状的第一弧形片和第二弧形片；

将所述第一弧形片和所述第二弧形片对扣于对应的滤水管上形成所述贴砾过滤器。

可选地，在建立贴砾层三维立体模型的步骤之前，还包括步骤：

检测地层中含水层的分布情况；

根据各含水层土体的颗粒级配确定匹配各含水层所需的贴砾过滤器外层贴砾层的颗粒粒径、空隙分布。

可选地，所述3D打印方法包括以下一种或多种：选择性激光烧结法、选择性激光熔化法、电子束熔化法、三维印刷法。

可选地，所述第一弧形片对扣于所述第二弧形片的连接端部设有凸榫，所述第二弧形片对扣于所述第一弧形片的连接端部设有供所述凸榫卡接的凹槽。

可选地，在利用3D打印方法按照贴砾层三维立体模型制作贴砾层的步骤中所用的打印材料包括以下一种或多种：粉末状的聚合物、陶瓷、复合材料。

以及，一种3D打印技术形成对扣式降水井贴砾过滤器的结构，包括：

两端开口的滤水管，包括管体以及设于所述管体上的多个透水孔；

利用3D打印方法制成且设于所述滤水管外层呈多孔结构状的贴砾层，包括对扣形成管状的第一弧形片和第二弧形片。

可选地，所述第一弧形片对扣于所述第二弧形片的连接端部设有凸榫，所述第二弧形片对扣于所述第一弧形片的连接端部设有供所述凸榫卡接的凹槽。

可选地，所述贴砾层由粉末状的聚合物、陶瓷以及复合材料中的一种或多种制成。