CN103234490B - 一种水封地下储油洞库水封效果测控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水封地下储油洞库水封效果测控装置，包括数据采集仪、开设在储油洞库拱顶上方的钻孔，所述钻孔底部距离所述洞库拱顶50～100mm；所述钻孔自底部向上每隔3～5m设有埋设有饱和渗压计元件和非饱和压力测试传感器的器件层，相邻的器件层之间通过微膨胀低渗透性材料封堵；所述饱和渗压计元件、非饱和压力测试传感器各自通过穿过所述微膨胀低渗透性材料的导线与数据采集仪连接，所述数据采集仪通过数据发送单元将测量信号发送至监控中心计算机。本发明的测控装置设计合理，结构简单，操作方便，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种水封效果测控装置,特别是一种水封地下储油洞库水封效果测控装置。
背景技术
现有技术条件下，地下水封油库上方水体压力的量测有两种方法：一是用水位计测量钻孔内的水位并换算为静水压力的方法；二是通过埋设渗压计直接获得岩体中的水压力方法。这两种方法只适用于监测饱和状态下岩体中的水压力；当裂隙岩体处于非饱和状态，上述两种方法就不适用了。水封地下储油洞库是无论在施工期还是运行期都是不允许出现非饱和状态区的，因此对岩体中的非饱和区进行量测尤为必要；同时地下洞库的开挖施工还将导致洞库上方出现两个地下水位面的情况，这种情况下通过渗压计压力计算得到的水体厚度是不真实的，因此不能正确判断水封效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种水封地下储油洞库水封效果测控装置，在水封油库岩体饱和与非饱和状态下同时量测水封油库岩体水压力。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水封地下储油洞库水封效果测控装置，包括数据采集仪、开设在储油洞库拱顶上方的钻孔，所述钻孔底部距离所述洞库拱顶50～100mm；所述钻孔自底部向上每隔3～5m设有埋设有饱和渗压计元件和非饱和压力测试传感器（一般用于土体非饱和压力的测量）的器件层，相邻的器件层之间通过微膨胀低渗透性材料封堵；所述饱和渗压计元件、非饱和压力测试传感器各自通过穿过所述微膨胀低渗透性材料的导线与数据采集仪连接，所述数据采集仪通过数据发送单元将测量信号发送至监控中心计算机。
作为优选方案，所述钻孔底部距离所述洞库拱顶50mm。
作为优选方案，所述相邻器件层之间的高度距离为3m。
作为优选方案，所述微膨胀低渗透性材料为微膨胀混凝土或膨胀性粘土。
作为优选方案，所述钻孔直径为50～110mm。
作为优选方案，所述钻孔直径为75mm。
作为优选方案，所述非饱和压力测试传感器为PDCR -81 孔隙水压力传感器、微型电阻率传感器、热传导传感器中的一种。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明通过饱和渗压计记录岩体中的饱和渗透压力，通过非饱和渗压传感器记录同一位置岩体负孔隙压力，结合钻孔中不同位置的孔隙压力变化情况，通过钻孔中正孔隙压力的分布区间来判断洞库上方岩体中饱和区水体的厚度；通过比较石油洞库上方水体实际厚度与设计要求的厚度，决定是否开启水幕系统，以保证水封洞库的水封效果；该测控装置设计合理，结构简单，操作方便，可靠性高。
附图说明
图1为本发明一实施例结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一实施例在洞库10拱顶上方布置钻孔9，钻孔直径75mm，钻孔9底部距离洞库10拱顶约 0.5m。自钻孔9（一般深25~30m）底部向上每隔3m埋设饱和渗压计1，同时在同一位置安装非饱和压力测试传感器2（如PDCR -81 孔隙水压力传感器、微型电阻率传感器或热传导传感器等）；在相邻的安装了饱和渗压计1及非饱和压力传感器2的器件层之间采用微膨胀低渗透性材料3（如微膨胀混凝土、膨胀性粘土）进行封堵；饱和渗压计1及非饱和压力传感器2通过导线4引出，并通过数据采集仪5、数据线6与无线数据发送单元7相连接，通过无线数据发送单元7将现场测量信号发送至监控中心计算机8。通过分析钻孔同一位置的渗压变化，获取该点处岩体的饱和与非饱和状态；通过钻孔中不同位置岩体的饱和状态判断洞库上方水体厚度，然后根据洞库上方水体厚度大小，决定是否启用水幕系统进行补水控制。
饱和区水体厚度的判断方法：1）从钻孔底部开始依次判别钻孔中各器件层中饱和渗压计1的压力是否为零；2）如果所有饱和渗压计压力为零，且非饱和压力传感器2的压力均为负值，则洞库上方的饱和水体厚度为零；3）如果钻孔底部第一个饱和渗压计的压力不为零，依次向上逐个判别其它器件层中的非饱和渗压计的压力是否为零；4）饱和水体的厚度等于钻孔底部与钻孔中第一个非饱和渗压计压力值为负的位置之间的差值。
本发明通过在钻孔中相同位置同时布置饱和渗压计和非饱和压力传感器，监测岩体的饱和度变化状态；利用洞库上方铅直渗压孔中不同位置的渗压判断饱和区水体厚度大小，为水幕系统的开启提供决策数据，该测控装置进一步完善了石油洞库水封效果的实时测控技术。
Claims (7)
1.一种水封地下储油洞库水封效果测控装置，包括数据采集仪、开设在储油洞库拱顶上方的钻孔，其特征在于，所述钻孔底部距离所述洞库拱顶50～100mm；所述钻孔自底部向上每隔3～5m设有埋设有饱和渗压计元件和非饱和压力测试传感器的器件层，相邻的器件层之间通过微膨胀低渗透性材料封堵；所述饱和渗压计元件、非饱和压力测试传感器各自通过穿过所述微膨胀低渗透性材料的导线与数据采集仪连接，所述数据采集仪通过数据发送单元将测量信号发送至监控中心计算机。
2.根据权利要求1所述的水封地下储油洞库水封效果测控装置，其特征在于，所述钻孔底部距离所述洞库拱顶50mm。
3.根据权利要求1所述的水封地下储油洞库水封效果测控装置，其特征在于，所述相邻器件层之间的高度距离为3m。
4.根据权利要求1所述的水封地下储油洞库水封效果测控装置，其特征在于，所述微膨胀低渗透性材料为微膨胀混凝土或膨胀性粘土。
5.根据权利要求1所述的水封地下储油洞库水封效果测控装置，其特征在于，所述钻孔直径为50～110mm。
6.根据权利要求1或5所述的水封地下储油洞库水封效果测控装置，其特征在于，所述钻孔直径为75mm。
7.根据权利要求1所述的水封地下储油洞库水封效果测控装置，其特征在于，所述非饱和压力测试传感器为PDCR -81 孔隙水压力传感器、微型电阻率传感器、热传导传感器中的一种。
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