CN104634616B - 一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，包括内管、外管和取样器，外管外侧与井壁贴合，外管对应地下含水层的位置设有花孔，内管设于外管的内部中心与外管中心对正设置，内管对应地下含水层的位置开有出水接口，外管与内管的间隙中相对地下含水层的位置间隔设有数组隔水层，取样器包括取样管和取样接头，取样管的下部侧面设有取样接口，取样管的顶部连接抽气泵，取样接口与出水接口相配置。本发明最大程度保证水样的真实度，且使用寿命长，操作方便。

Description

一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统

技术领域

本发明属于地下水取样的技术领域，尤其涉及一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统。

背景技术

随着水污染的日益加重，国内外对地下水污染的监测越来越多。对地下水进行监测首先要采集地下水水样，目前对深层地下水的取样主要用定深取样器，或者直接在观测孔内下泵进行抽水采样的方法，得到的水样多是表层水样或混合水样，且只能采集单一地下水层的水样。对于地下这种复杂的环境，具有很强的分层性，且层与层之间往往通过土壤、岩石等固体物质进行分隔，在分层取样上具有一定难度。国内已有的地下水取样器往往结构复杂，体积较大，操作繁琐，采集地下水样时会与空气接触使数据失真，且应用范围比较局限，不能一器多用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，该系统能在一口监测井中实现对任一地下水含水层的取样，且最大程度保证水样的真实度，使用寿命长，操作方便。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，其特征在于，包括内管、外管和取样器，所述外管外侧与井壁贴合，外管对应地下含水层的位置设有花孔，所述内管设于所述外管的内部中心与外管中心对正设置，外管与内管的间隙中相对地下含水层的位置间隔设有数组隔水层，所述每组隔水层包括分别设于相对地下含水层的顶端和底端位置的两层隔水材料，内管对应地下含水层的位置设有外凸的锥形出水接口，所述取样器包括取样管和取样接头，所述取样管的下部侧面设有外凸的锥形取样接口，取样管的顶部连接抽气泵，所述取样接头安设于所述取样接口内，所述取样接头与所述出水接口相配置。

按上述方案，所述取样接头包括由内至外设于所述取样接口内的顶针装置和环形电磁铁，所述环形电磁铁通过管线与控制开关相连，所述顶针装置包括环形圈及设于所述环形圈的外侧开口端的十字形支架，所述十字形支架的中心位置安设有尖端向外的顶针，所述顶针的尖端伸出所述取样接口，所述环形圈的内侧开口端设有第一单向阀，所述第一单向阀的进口端向外设置与所述十字形支架的中心相对应。

按上述方案，所述出水接口的外侧开口端设有环形铁圈，所述环形铁圈的外侧开口端设有第二单向阀，所述第二单向阀的开口端向内设置。

按上述方案，所述环形电磁铁上外套有橡胶“O”型圈。

按上述方案，所述取样管的外侧面上标有深度刻度。

按上述方案，所述内管的横截面的形状可以是圆形，也可是椭圆形或者正方形。

本发明的有益效果是：1、提供一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，利用一口井就可实现对地下多层不同含水层的取样，大大降低了传统监测井的成本；2、取样器与含水层处于同一层，抽气泵所需扬程小，取样方便，取样位置准确；3、取样器取到样品后，处于与密封状态，避免了与空气接触带来的失真问题，保证样品检测时所需的精度；4、各个含水层之间相互隔离，取到的水样是单一水层的水样，不会受其他水层的影响。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的取样器的结构示意图。

图3为本发明一个实施例的取样器与进水孔相配合的剖视图。

其中：1.内管，2.外管，3.取样管，4.取样接头，5.花孔，6.隔水层，7.出水接口，8.取样接口，9.抽气泵，10.环形电磁铁，11.管线，12.控制开关，13.环形圈，14.十字形支架，15.顶针，16.第一单向阀，17.环形铁圈，18.第二单向阀，19.橡胶“O”型圈。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1-3所示，一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，包括内管1、外管2和取样器，外管2的外侧与井壁贴合，外管对应地下含水层的位置设有花孔5，内管1设于外管的内部中心与外管中心对正设置，外管与内管的间隙中相对地下含水层的位置间隔设有数组隔水层6，每组隔水层6包括分别设于相对地下含水层的顶端和底端位置的两层隔水材料，内管1对应地下含水层的位置设有外凸的锥形出水接口7；取样器包括取样管3和取样接头4，取样管3的下部侧面设有锥形取样接口8，取样管的顶部连接抽气泵9，取样接头4安设于取样接口8内，取样接头与出水接口7相配置；取样接头4包括由内至外设于取样接口8内的顶针装置和环形电磁铁10，环形电磁铁10通过管线11与控制开关12相连，控制开关12不仅可以控制环形电磁铁的磁力通断，还可以调节环形电磁铁的磁力大小，环形电磁铁上外套有橡胶“O”型圈19；顶针装置包括环形圈13及设于环形圈13的外侧开口端的十字形支架14，十字形支架14的中心位置安设有尖端向外的顶针15，顶针15的尖端伸出取样接口8，环形圈13的内侧开口端设有第一单向阀16，第一单向阀16的进口端向外设置与十字形支架14的中心相对应；出水接口7的外侧开口端设有环形铁圈17，环形铁圈17的外侧开口端设有第二单向阀18，第二单向阀的开口端向内设置。

本发明应用于贯穿多层地下水水层的监测井中，实现在单一井中多层取样，在实际操作过程中包括如下步骤：

1)安装设备，首先在监测点位置钻掘一口穿越多个含水层的孔井，在地面上先将外管2和内管1组装在一起，外管2上在相应含水层位置开有花孔5，并在距地下含水层的顶端和底端位置10cm处安放隔水材料，阻隔相邻两个地下含水层的水样的混合，地下水从花孔5处进入由外管2、内管1和隔水层6组成的密闭空间；内管1上在相应含水层位置布置出水接口7，可为对接提供导向，出水接口可根据需要监测的位置点数在不同位置，不同高度自由布置；在布置出水接口时，以井口位置为基准位置，记录各个对接口距离基准位置的高度差，以此作为区分各个对接口的一个标志；组装好后，将其下入到井中，外管2与岩层用水泥连接，以此支撑井壁并避免不同含水层的混合；内管1在各地下含水层监测位置至少安装一个进水孔；

2)进行取样，将取样器通过内管1下入到井下，根据取样管3上的刻度值将取样接头4放到指定地下含水层的出水接口7的高度位置处，地面上电磁铁控制开关12控制环形电磁铁10开启，环形电磁铁与出水接口内的环形铁圈17相吸，在靠近的过程中，顶针15将第二单向阀18顶开，同时将橡胶“O”型圈19紧紧的与环形铁圈压在一起，起到密封的作用，启动抽气泵9，地下水通过第一单向阀16进入取样管3内，完成取样后，地面上电磁铁控制开关12控制环形电磁铁关闭，环形电磁铁与出水接口内的环形铁圈分离，提起取样器，完成取样。

Claims (3)

1.一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，其特征在于，包括内管、外管和取样器，所述外管外侧与井壁贴合，外管对应地下含水层的位置设有花孔，所述内管设于所述外管的内部中心与外管中心对正设置，外管与内管的间隙中相对地下含水层的位置间隔设有数组隔水层，所述每组隔水层包括分别设于相对地下含水层的顶端和底端位置的两层隔水材料，内管对应地下含水层的位置设有外凸的锥形出水接口，所述取样器包括取样管和取样接头，所述取样管的下部侧面设有外凸的锥形取样接口，取样管的顶部连接抽气泵，所述取样接头安设于所述取样接口内，所述取样接头与所述出水接口相配置；取样接头包括由内至外设于所述取样接口内的顶针装置和环形电磁铁，所述环形电磁铁通过管线与控制开关相连，所述顶针装置包括环形圈及设于所述环形圈的外侧开口端的十字形支架，所述十字形支架的中心位置安设有尖端向外的顶针，所述顶针的尖端伸出所述取样接口，所述环形圈的内侧开口端设有第一单向阀，所述第一单向阀的进口端向外设置与所述十字形支架的中心相对应，出水接口的外侧开口端设有环形铁圈，所述环形铁圈的外侧开口端设有第二单向阀，所述第二单向阀的开口端向内设置，所述取样管的外侧面上标有深度刻度。

2.根据权利要求1所述的一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，其特征在于，所述环形电磁铁上外套有橡胶“O”型圈。

3.根据权利要求1所述的一种基于电磁铁对接式一井多层地下水取样系统，其特征在于，所述内管的横截面的形状为圆形或椭圆形或正方形。