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一種連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置及取水方法與流程

文檔序號(hào):12448477閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,包括氣壓控制系統(tǒng)、管道輸送系統(tǒng)和升降控制系統(tǒng),所述氣壓輸送系統(tǒng)包括氣壓泵和與氣壓泵相連通的輸氣管,所述管道輸送系統(tǒng)包括栓塞輸氣管、取水輸氣管和輸水管,所述輸水管的末端設(shè)有接水容器,所述輸氣管上設(shè)有氣壓表、加壓閥和釋壓閥,所述升降控制系統(tǒng)包括絞車(chē)、計(jì)數(shù)器和鋼絲繩,其特征在于,還包括進(jìn)水控制系統(tǒng)和栓塞隔離系統(tǒng),所述進(jìn)水控制系統(tǒng)包括儲(chǔ)水圓筒,所述儲(chǔ)水圓筒通過(guò)鋼絲繩與所述絞車(chē)連接,所述鋼絲繩繞過(guò)所述計(jì)數(shù)器,所述儲(chǔ)水圓筒中設(shè)有隔板,所述隔板將儲(chǔ)水圓筒分為上儲(chǔ)水圓筒和下儲(chǔ)水圓筒,所述下儲(chǔ)水圓筒通過(guò)取水輸氣管與所述輸氣管連通,所述上儲(chǔ)水圓筒與所述輸水管連通,下儲(chǔ)水圓筒的筒壁上設(shè)有進(jìn)水閥一,所述隔板上設(shè)有進(jìn)水閥二,所述栓塞隔離系統(tǒng)包括套設(shè)在上儲(chǔ)水圓筒上部的上氣壓栓塞和套設(shè)在下儲(chǔ)水圓筒下部的下氣壓栓塞,所述上氣壓栓塞與下氣壓栓塞通過(guò)連通管連通,所述下氣壓栓塞上設(shè)有栓塞進(jìn)水閥,所述上氣壓栓塞通過(guò)栓塞輸氣管與所述輸氣管連通,所述取水輸氣管上設(shè)有取水輸氣控制閥,所述栓塞輸氣管上設(shè)有氣壓栓塞加壓閥。

2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,其特征在于,所述進(jìn)水閥一、進(jìn)水閥二和栓塞進(jìn)水閥均為單向閥。

3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,其特征在于,所述上氣壓栓塞的上下兩端和下氣壓栓塞的上下兩端均設(shè)有擋片。

4.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,其特征在于,所述栓塞輸氣管、取水輸氣管、輸水管以及上氣壓栓塞和下氣壓栓塞均由橡膠材料制成。

5.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,其特征在于,所述上儲(chǔ)水圓筒和下儲(chǔ)水圓筒的體積相等。

6.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,其特征在于,所述儲(chǔ)水圓筒和隔板由不銹鋼材料制成。

7.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,其特征在于,所述輸氣管與栓塞輸氣管通過(guò)栓塞輸氣管連接頭相連;所述輸氣管與取水輸氣管通過(guò)取水輸氣管連接頭相連。

8.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,其特征在于,所述取水輸氣管與下儲(chǔ)水圓筒通過(guò)下儲(chǔ)水圓筒連接頭相連;所述上儲(chǔ)水圓筒與輸水管通過(guò)上儲(chǔ)水圓筒連接頭相連。

9.一種連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的取水方法,其特征在于,包括以下步驟:

(a)從研究區(qū)選擇需進(jìn)行原位取水的鉆孔;

(b)在地面組裝鉆孔取水裝置:

(c)打開(kāi)栓塞加壓閥、打開(kāi)釋壓閥、打開(kāi)取水輸氣管控制閥、關(guān)閉加壓閥,將栓塞隔離系統(tǒng)和進(jìn)水控制系統(tǒng)通過(guò)鋼絲繩整體緩慢下放至鉆孔水面以下,根據(jù)計(jì)數(shù)器的讀數(shù)控制下放深度,當(dāng)下儲(chǔ)水圓筒上的進(jìn)水閥到達(dá)指定取水深度后,鎖定絞車(chē);

(d)關(guān)閉取水輸氣管控制閥和釋壓閥;緩慢打開(kāi)加壓閥,氣壓泵開(kāi)始給上氣壓栓塞和下氣壓栓塞充氣,使其體積增大;持續(xù)加壓過(guò)程中,注意氣壓表的讀數(shù),當(dāng)讀數(shù)急劇增大時(shí),關(guān)閉加壓閥和栓塞加壓閥;

(e)打開(kāi)取水輸氣管控制閥,緩慢打開(kāi)加壓閥,氣壓泵開(kāi)始給取水輸氣管充氣加壓;此時(shí),進(jìn)水閥一自動(dòng)關(guān)閉;進(jìn)水閥二自動(dòng)打開(kāi);下儲(chǔ)水圓筒內(nèi)的水經(jīng)由進(jìn)水閥二進(jìn)入上儲(chǔ)水圓筒中;上儲(chǔ)水圓筒中的水則不斷進(jìn)入輸水管中,并最終從輸水管的出水口溢流至接水容器中;持續(xù)加壓的過(guò)程中,當(dāng)出水口出現(xiàn)同時(shí)噴氣和噴水現(xiàn)象時(shí),記下氣壓表的讀數(shù),此讀數(shù)為該取水深度的峰值氣壓;

(f)關(guān)閉加壓閥,緩慢打開(kāi)釋壓閥,取水輸氣管中氣壓隨之緩慢降低;進(jìn)水閥二自動(dòng)關(guān)閉;進(jìn)水閥一自動(dòng)打開(kāi);鉆孔中的水經(jīng)由進(jìn)水閥進(jìn)入下儲(chǔ)水圓筒中;此后,下儲(chǔ)水圓筒內(nèi)的水壓開(kāi)始逐漸增加,直至與鉆孔內(nèi)的水壓相同,進(jìn)水閥一自動(dòng)關(guān)閉;取水輸氣管中的水面恢復(fù)至與鉆孔地下水面齊平;關(guān)閉釋壓閥;

(g)重復(fù)步驟(e)~(f)實(shí)現(xiàn)在指定深度連續(xù)取水;當(dāng)接水容器中水的體積超過(guò)栓塞隔離段鉆孔體積后,倒掉接水容器中的水,將原位水樣灌進(jìn)取樣瓶中以進(jìn)行后續(xù)分析工作;

(h)打開(kāi)栓塞加壓閥,上氣壓栓塞和下氣壓栓塞的氣囊體積縮小,解鎖絞車(chē);重復(fù)步驟(c)~(g),可以連續(xù)獲取鉆孔水面以下不同深度的原位水樣;

(i)鉆孔原位水樣采集工作結(jié)束,解鎖絞車(chē),通過(guò)鋼絲繩將取水裝置從鉆孔內(nèi)提升至地面;拆分鉆孔取水裝置:整裝該鉆連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的裝置,移至下一個(gè)鉆孔處。

10.如權(quán)利要求9所述的連續(xù)獲取鉆孔原位水樣的取水方法,其特征在于,在步驟(e)~(g)的連續(xù)取水過(guò)程中,氣壓表讀數(shù)不能超過(guò)峰值氣壓。

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