CN111722300A - 钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，包括以下步骤：第一步，在钻杆下端部间隔套装上止水塞和下止水塞，上止水塞和下止水塞将钻孔封隔，形成试验段；第二步，将压力传感器经所述钻杆的中心孔吊放在试验段；第三步，启动抽水泵进行瞬时抽水，当钻孔内地下水水位的下降高度ΔH3≥2m时停止抽水；第四步，钻孔内的地下水在抽水泵停止抽水后逐渐上升，当水位上升恢复至初始水位时，试验结束。本发明利用栓塞将钻孔灵活分段（或分层），对两栓塞之间的试验段进行微水试验即可获知该段透水层的水文地质情况；在试验时可自上而下依次分段试验，还可以采取跳跃式分段试验，能够获取不同高度透水层的水文地质情况。

Description

钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法
技术领域
本发明涉及工程地质勘测试验领域，尤其是涉及一种钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法。
背景技术
微水试验是通过一定的激发手段使得井孔内的水位发生瞬时改变，然后观测钻孔水位随时间的变化规律，与基于理论数学模型得到的标准曲线拟合，进而得到试验井孔或钻孔内地下含水层的水文地质参数。
微水试验的瞬间激发方式包括气压式、注水式、提水式、抽水式或震荡棒式等。现有应用较多的是震荡棒式和气压式微水试验，但气压式需要使用空气压缩机，且其激发后的孔内水位变化幅度有限，即激发强度较小；震荡棒式因其体积限制，其所能激发的水位变化幅度也不能满足试验需求。同时现有微水试验普遍是对试验水井或钻孔的整个含水层进行试验，其得到的水文地质数据是钻孔或水井内整个地下含水层的平均或等效参数，无法判断地下含水层的具体情况。
发明内容
基于上述情形，本发明提供了一种钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
本发明所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，包括以下步骤：
第一步，在钻杆下端部间隔套装上止水塞和下止水塞，所述上止水塞和下止水塞将钻孔封隔，形成试验段，所述试验段的高度为ΔH1；
第二步，将压力传感器通过数据线缆与数据接收设备连接在一起，将所述压力传感器经所述钻杆的中心孔吊放在试验段，记录钻孔内地下水的初始水位；
在所述中心孔内插入至少一根抽水管，所述抽水管顶端与钻孔外的抽水泵连接，其底端位于初始水位下方，抽水管底端与初始水位的高度差ΔH2＞2m；
第三步，启动所述抽水泵进行瞬时抽水，当钻孔内地下水水位的下降高度ΔH3≥2m时停止抽水，抽水停止后的水位高度位于上止水塞上方；
第四步，钻孔内的地下水在抽水泵停止抽水后逐渐上升，压力传感器将检测的数据信息实时传递给数据接收设备，当水位上升恢复至初始水位时，试验结束。
所述抽水泵为离心泵或自吸泵，还可以是可在地面上工作的其它抽水泵。
所述第三步中所述抽水泵的抽水时间控制在30s以内；更优选地，抽水泵的抽水时间控制在10s以内。
所述钻孔内地下水水位的下降高度ΔH3=试验段的高度ΔH1的0.5～2倍。
所述压力传感器的数据输出接口为USB输出接口，所述数据接收设备为便携式计算机或台式笔记本。
所述上止水塞和下止水塞的结构相同，均为气囊栓塞或压力膨胀式栓塞。
本发明在利用抽水泵、压力传感器和掌上电脑（或笔记本）即可实现钻孔或试验井的分层瞬时微水试验，设备较少，操作简单，便于野外环境作业；在进行分段式微水试验时，利用抽水泵可实现钻孔水位的瞬时下降，抽水时间控制在30s以内，大大缩短抽水时间，节约成本。
本发明利用栓塞将钻孔灵活分段（或分层），对两栓塞之间的试验段进行微水试验即可获知该段透水层的水文地质情况；在试验时可自上而下依次分段试验，还可以采取跳跃式分段试验，能够获取不同高度透水层的水文地质情况。同时本发明在试验时无需将钻孔或水井进口密封，抽水泵引起的水位下降幅度较大，能够满足微水试验需求，提高试验数据的精确度；抽水方式灵活，试验简单快捷。
附图说明
图1是采用本发明微水试验方法时钻孔的初始状态图。
图2是采用本发明微水试验方法时对钻孔进行瞬时抽水后的状态图。
图3是采用本发明微水试验方法时钻孔内水位的复位图。
图4是抽水时钻孔内水位的瞬时变化曲线图。
图5是钻孔内水位的恢复曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
本发明所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，包括以下步骤：
第一步，在钻杆1下端部间隔套装上止水塞2.1和下止水塞2.2（上止水塞2.1和下止水塞2.2为气囊栓塞，还可以采用压力膨胀式栓塞），上止水塞2.1和下止水塞2.2将钻孔B封隔，形成高度为ΔH1的试验段；
位于上止水塞2.1和下止水塞2.2之间的钻杆1上开设有多个透水孔1.1，确保钻孔内的地下水能够进入钻杆1，具体如图1所示；
第二步，将压力传感器3通过数据线缆（数据线缆的输出接口为USB输出接口）插接在数据接收设备4（优选笔记本或掌上计算机等便携式计算机，当然也可以是台式计算机），将压力传感器3经钻杆1的中心孔吊放在试验段，并记录钻孔内地下水的初始水位H0，具体如图1所示；
在钻杆1的中心孔内插入抽水管5，抽水管5顶端与钻孔外的抽水泵（抽水泵为离心泵或自吸泵（还可以是能在地面上工作的其它抽水泵）连接，其底端位于初始水位H0下方，抽水管5底端与初始水位H0的高度差ΔH2＞2m，具体如图1所示；
第三步，启动抽水泵进行瞬时抽水，当钻孔内水位的下降高度ΔH3≥2m（ΔH3=0.5～2ΔH1）时停止抽水，在抽水过程中确保钻孔水位始终位于上止水塞2.1上方，具体如图2所示；
抽水时间宜控制在10s以内，最长不超过30s，压力传感器3将检测到的数据信息通过数据电缆传输给数据接收设备4，经数据接收设备4处理后得到抽水过程中地下水的水位变化曲线，具体如图4所示；
第四步，抽水泵停止抽水后，试验段的地下水经透水孔1.1进入钻杆1内、并沿着钻杆1逐渐上升，压力传感器3将检测的数据信息实时传输给数据接收设备4，当地下水的水位恢复至初始高度时停止试验，具体如图3所示；压力传感器3采集到的数据信息经数据接收设备4处理后得到地下水的水位恢复曲线，具体如图5所示。将水位恢复曲线与基于理论数据得到的标准曲线进行拟合，即可得到该试验段的水文地质参数。
本发明可通过将上止水塞和下止水塞套装在不同长度的钻杆上或套装在钻杆的不同高度，即可实现钻孔内不同高度透水层的分段式微水试验，进而获取不同高度透水层的水文地质情况，提高了精准度。

Claims (7)

1.一种钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，在钻杆下端部间隔套装上止水塞和下止水塞，所述上止水塞和下止水塞将钻孔封隔，形成试验段，所述试验段的高度为ΔH1；
第二步，将压力传感器通过数据线缆与数据接收设备连接在一起，将所述压力传感器经所述钻杆的中心孔吊放在试验段，记录钻孔内地下水的初始水位；
在所述中心孔内插入至少一根抽水管，所述抽水管顶端与钻孔外的抽水泵连接，其底端位于初始水位下方，抽水管底端与初始水位的高度差ΔH2＞2m；
第三步，启动所述抽水泵进行瞬时抽水，当钻孔内地下水水位的下降高度ΔH3≥2m时停止抽水，抽水停止后的水位高度位于上止水塞上方；
第四步，钻孔内的地下水在抽水泵停止抽水后逐渐上升，压力传感器将检测的数据信息实时传递给数据接收设备，当水位上升恢复至初始水位时，试验结束。
2.根据权利要求1所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，其特征在于：所述抽水泵为离心泵或自吸泵。
3.根据权利要求1所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，其特征在于：所述第三步中所述抽水泵的抽水时间控制在30s以内。
4.根据权利要求3所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，其特征在于：所述第三步中所述抽水泵的抽水时间控制在10s以内。
5.根据权利要求1所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，其特征在于：所述钻孔内地下水水位的下降高度ΔH3=试验段的高度ΔH1的0.5～2倍。
6.根据权利要求1所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，其特征在于：所述压力传感器的数据输出接口为USB输出接口，所述数据接收设备为便携式计算机或台式笔记本。
7.根据权利要求1所述的钻孔内分层瞬时抽水式微水试验方法，其特征在于：所述上止水塞和下止水塞的结构相同，均为气囊栓塞或压力膨胀式栓塞。
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