CN111781660A - 一种地下水库的水文地质综合勘查系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种地下水库的水文地质综合勘查系统及方法，包括勘查采集前端设备、信息集成系统以及数据分析系统，勘查采集前端设备包括地下探测管道，以及多个均匀安装在地下探测管道内部的勘测探头，地下探测管道的外表面套设有保护轴套，保护轴套在下井过程中保护勘测探头不受损坏，且保护轴套在下井后以螺纹咬合的形式退出地下探测管道表面以露出勘测探头，地下探测管道的内部设有填充气囊，填充气囊在下井后通气并将勘测探头伸出地下探测管道进行地下水动态监测；本方案通过对勘测探头的安装保护避免勘测探头下井过程中发生损坏，并且通过气压带动勘测探头的回缩和伸展勘查工作，在探头通电后保证稳定的数据采集工作。

Description

一种地下水库的水文地质综合勘查系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及地下水库勘查技术领域，具体涉及一种地下水库的水文地质综合勘查系统及方法。

背景技术

地下水库与地表水库相比是指修建于地下并以含水层为调蓄空间的蓄水实体，就是把水蓄在土壤、岩石的孔隙、裂隙或溶洞里，地下水库的蓄水功能以一般构建在赋水介质空隙内的库容空间为基础。遵循“以丰补欠”的原则，利用巨大的贮水空间，地下水库可以在丰水期蓄积大量的水，以备枯水期之用，从而优化水资源在时间上的配置。

地下水库的修建离不开它的基本建设条件，其中地下水库的成功建设必须要符合一定的水文地质条件，必须有地下河谷和适宜的含水层的存在，具有高透水性，高孔隙率的含水层和不透水的粘土层组成，才能形成有实际意义的地下水库，因此在修建地下水库之前需要在探测点进行长时间的地下水动态监测操作。

现有的水文地质综合勘查系统常在监测点钻井，将勘测探头集成在管道上，将管道和勘测探头一并下井进行动态监测，但是现有的地下水库的水文地质综合勘查系统还存在的缺陷如下：

(1)将勘测探头下井时，由于勘测探头不断的碰撞钻井的井壁，容易造成勘测探头的损坏，造成水文地质综合勘查系统的勘查精度低的问题；

(2)将勘测探头集成管道下井时，由于井道内的渗水受挤压上移，而造成勘测探头在前期的监测数据误差大，无法正确确定勘查指标的问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种地下水库的水文地质综合勘查系统及方法，以解决现有技术中勘测探头不断的碰撞钻井的井壁，容易造成勘测探头的损坏、由于井道内的渗水受挤压上移，而造成勘测探头在前期的监测数据误差大，无法正确确定勘查指标的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种地下水库的水文地质综合勘查系统，包括勘查采集前端设备、信息集成系统以及数据分析系统，所述勘查采集前端设备用于采集地下水库的水文地质信息，所述信息集成系统用于统计校核所有勘查采集前端设备的信息，所述数据分析系统用于将所述信息集成系统的信息合成并生成调查报告；

所述勘查采集前端设备包括地下探测管道，以及多个均匀安装在所述地下探测管道内部的勘测探头，所述地下探测管道的外表面套设有保护轴套，所述保护轴套在下井过程中保护所述勘测探头不受损坏，且所述保护轴套在下井后通过螺纹退出所述地下探测管道以露出所述勘测探头，所述地下探测管道的内部设有填充气囊，所述填充气囊在下井后通气将所述勘测探头伸出所述地下探测管道进行地下水动态监测。

作为本发明的一种优选方案，所述地下探测管道的外表面在两个相邻的所述勘测探头之间设有螺纹扩展管道，所述保护轴套由多个卡扣固定的短轴套管组成，每个所述短轴套管的内部设有与所述螺纹扩展管道咬合的内螺纹，所述短轴套管通过固定套设在所述地下探测管道的外表面以避免地下水渗入所述地下探测管道内部，所述保护轴套以螺纹咬合的形式退出所述地下探测管道表面时，持续拆卸超出地下探测管道最上端的短轴套管。

作为本发明的一种优选方案，所述短轴套管的两端分别设有扩径部，两个相邻所述的扩径部之间通过固定部件连接，所述固定部件包括两个相互铰接的捆绑块，设置在其中一个所述捆绑块开口端的滑动卡扣区，以及设置在另一个所述捆绑块上的定位区，所述滑动卡扣区包括设置在其中一个所述捆绑块开口端的沉槽，所述沉槽的平行侧面设有水平插孔，两个所述水平插孔内设有线性移动的卡扣块，所述卡扣块远离所述定位区的一端设有弹性垫，所述卡扣块沿着所述水平插孔在所述沉槽内水平移动，且该所述捆绑块开口端面设有斜向齿纹板。

作为本发明的一种优选方案，所述定位区包括设置在另一个所述捆绑块卡扣端的凹槽，以及设置在所述凹槽底面的切割齿纹，所述凹槽的内部安装有分层板，所述分层板与所述凹槽对应开口的侧壁之间设有夹缝，所述卡扣块定位在所述夹缝内以将两个所述捆绑块固定，所述斜向齿纹板通过与所述切割齿纹的啮合以加固两个所述捆绑块的固定力度。

作为本发明的一种优选方案，所述斜向齿纹板的厚度与所述分层板至所述切割齿纹上表面之间的距离相同，并且所述斜向齿纹板与所述切割齿纹的啮合时，所述分层板所述斜向齿纹板表面之间的距离与所述切割齿纹的深度相同。

作为本发明的一种优选方案，所述地下探测管道在每两个所述螺纹扩展管道之间设有多个安装孔，其中至少一个所述安装孔内通过密封胶垫安装有伸缩套管，每个所述勘测探头分别均安装在所述伸缩套管的最内管上，所述地下探测管道内设有两个竖向分布的形变板，所述形变板的外表面设有与所述伸缩套管的最内管位置一一对应的推杆，两个所述形变板之间设有填充气囊，所述填充气囊充气后推动所述形变板变形以向外推动所述推杆，至少一个所述推杆带动所述伸缩套管伸展以伸出所述勘测探头，其他的所述推杆直接穿过所述安装孔插入井道内以固定所述地下探测管道。

另外，本发明还提供了一种地下水库的水文地质综合勘查方法，包括以下步骤：

步骤100、在勘查点向下钻井打孔，并且抽出钻井内的渗水；

步骤200、在抽水过程中将勘查采集前端设备下井安插定位，反向转动地下探测管道的保护轴套并将保护轴套从井内到井外拆解；

步骤300、向所述地下探测管道内部的填充气囊充入气体，气体膨胀带动所述勘测探头向外伸展，并全方位将所述地下探测管道固定在钻井内，同时将所述地下探测管道的内部密封干燥；

步骤400、停止抽水，启动勘测探头工作，对地下水库进行综合性的水文地质勘测和综合性分析。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200之前，所述勘查采集前端设备下井前的准备工作步骤具体为：

在每个勘测探头分别安装在所述地下探测管道的安装孔内，将抽出填充气囊内的空气，带动勘测探头收缩在地下探测管道内；

在所述地下探测管道外通过螺纹咬合依次套设多个短管形成保护轴套，并且将两个相邻的短管通过固定件连接。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，将准备好的勘查采集前端设备下井后，拆解保护轴套的具体实现步骤为：

步骤201、将准备好的勘查采集前端设备下井至钻井底部，固定地下探测管道，驱动保护轴套整体反向旋转从地下探测管道向上退出；

步骤202、将两个相邻短管之间的固定件打开，将最上面的短管拆卸；

步骤203、保持抽水工作，将钻井内的水深控制在10cm-20cm。

作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，将保护轴套拆解后，将勘测探头从地下探测管道内伸出安插进钻井的井壁进行勘测工作，具体的实现方式为：

步骤301、向地下探测管道内部的填充气囊充气，填充气囊的气压推动勘测探头向外移动伸出准备勘测工作；

步骤302、填充气囊的气压推动插杆移动，插杆从地下探测管道内向地下探测管道外移动并插进钻井的井壁内来固定地下探测管道；

步骤303、密封地下探测管道的上端，二次加固地下探测管道，对勘测探头供电。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明为了避免勘测探头下井过程中发生损坏，特在安装勘测探头的地下探测管道外通过螺纹咬合设置保护轴套，并且在下井完成后通过螺纹咬合的方式退出保护轴套，以露出勘测探头进行地下水的动态观测，并且在地下探测管道内利用气压的方式顶出勘测探头，通电后保证稳定的数据采集工作；

(2)本发明在勘测探头通电工作之前抽取钻井内的渗水，一方面保证地下探测管道内部的密封干燥性，避免勘测探头的电源线和数据线受水浸泡腐蚀，另一方面避免地下探测管道下井时向上挤压渗水，造成勘测探头前期的监测数据异常的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中的勘查系统数据传输的结构框图；

图2为本发明实施方式中的勘查采集前端设备的剖面结构示意图；

图3为本发明实施方式中的固定部件的结构示意图；

图4为本发明实施方式中的地下探测管道的横截面结构示意图；

图5为本发明实施方式中的地下水库勘查方法的流程示意图。

图中：

1-勘查采集前端设备；2-信息集成系统；3-数据分析系统；

11-地下探测管道；12-勘测探头；13-保护轴套；14-填充气囊；15-螺纹扩展管道；16-固定部件；17-安装孔；18-密封胶垫；19-伸缩套管；20-形变板；21-推杆；

131-短轴套管；132-扩径部；

161-捆绑块；162-沉槽；163-水平插孔；164-卡扣块；165-弹性垫；166-斜向齿纹板；167-凹槽；168-切割齿纹；169-分层板；1610-夹缝。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种地下水库的水文地质综合勘查系统，本系统通过对勘查采集前端设备的设计，确保设备在下井时的稳定性，避免设备在下井过程中损坏而影响正常的勘查工作，保证勘查工作的正常进行。

具体包括勘查采集前端设备1、信息集成系统2以及数据分析系统3，勘查采集前端设备1用于采集地下水库的水文地质信息，信息集成系统2用于统计校核所有勘查采集前端设备1的信息，数据分析系统3用于将信息集成系统2的信息合成并生成调查报告。

其中如图2所示，勘查采集前端设备1包括地下探测管道11，以及多个均匀安装在地下探测管道11内部的勘测探头12，地下探测管道11的外表面套设有保护轴套13，保护轴套13在下井过程中保护勘测探头12不受损坏，且保护轴套13在下井后通过螺纹咬合的方式退出地下探测管道11以露出勘测探头12，地下探测管道11的内部设有填充气囊14，填充气囊14在下井后通气将勘测探头12伸出地下探测管道11进行地下水动态监测。

本实施方式先钻井，然后将整个勘查采集前端设备1下井进行长期定时的地下水动态观测，并利用两种方式保护勘测探头12，在下井勘查地下水库时，先抽空填充气囊14你的空气，勘测探头12向地下探测管道11内收缩，为保护轴套13的旋转套设提供足够的空间；

然后将保护轴套13通过螺纹咬合的方式套设在地下探测管道1的外表面，从而实现对勘测探头12的全面保护，当勘查采集前端设备1整体下井后，反向转动保护轴套13，保护轴套13在下井后通过螺纹咬合的方式退出地下探测管道11，露出勘测探头12；

最后朝填充气囊14内充气，利用气压将勘测探头12顶出地下探测管道进行水文地质参数监测。

需要特别说明的是，保护轴套13在下井后，通过螺纹咬合的方式退出地下探测管道11，由于保护轴套13的长度至少为20m，因此保护轴套13整体在螺纹旋出时操作非常不便，为了方便保护轴套13的螺纹旋出工作，本实施方式将保护轴套13分为若干个短轴套管131，相邻两个短轴套管131之间固定连接形成一个密封的整体，这样既保证了保护轴套13对勘测探头12的封闭保护作用，同时还方便旋出拆卸和重新利用。

地下探测管道11的外表面在两个相邻的勘测探头12之间设有螺纹扩展管道15，保护轴套13由多个卡扣固定的短轴套管131组成，每个短轴套管131的内部设有与螺纹扩展管道15咬合的内螺纹，短轴套管131通过固定套设在地下探测管道11的外表面以避免地下水渗入地下探测管道11内部。

保护轴套13以螺纹咬合的形式退出地下探测管道11表面时持续拆卸超出地下探测管道11最上端的短轴套管131。

保护轴套13具体螺纹旋进套设在地下探测管道11的外表面的具体实现步骤为：

短轴套管131通过其内表面的内螺纹与地下探测管道11外表面的螺纹扩展管道15咬合固定；

将短轴套管131旋进地下探测管道11的最下端，将剩余的短轴套管131顺次通过螺纹咬合的方式排列；

将两个短轴套管131的连接处通过卡扣固定的方式密封，顺次将所有的短轴套管131形成一个整体的保护轴套13。

从而本实施方式通过上述操作，实现对地下探测管道11的密封保护，避免在下井的过程中勘测探头12受井壁阻碍而损坏，从而确保水文地质综合勘查的准确性和均一性。

另外，将保护轴套13螺纹旋出地下探测管道11的外表面的具体实现步骤为：

固定地下探测管道11，反向转动最上端的短轴套管131，同步带动所有的短轴套管131反向旋转，短轴套管131以螺纹咬合的分方式退出地下探测管道11的外表面；

将最上端的短轴套管131与其连接的短轴套管131进行拆卸，方便对短轴套管131进行施力；

重复上述操作，直至将最下端的短轴套管131旋出，实现对所有勘测探头12的释放，勘测探头12进行下一步的地质勘查工作。

从而本实施方式通过上述操作，短轴套管131既可以实现对地下探测管道11的密封保护的同时，在下井进行地下水库勘查时，通过将短轴套管131旋出来释放勘测探头12。

进一步的，如图3所示，两个相邻短轴套管131的固定连接操作的实现过程为：短轴套管131的两端分别设有扩径部132，两个相邻的扩径部132之间通过固定部件16连接，固定部件16包括两个相互铰接的捆绑块161，其中一个捆绑块161开口端设有滑动卡扣区，另一个捆绑块161的开口端设置有定位区，本实施方式通过套设在扩径部132上的固定部件16将两个短轴套管131固定连接，其中扩径部132与地下探测管道11本体之间的直径差，来增加捆绑块161对两个短轴套管131的连接稳定性。

滑动卡扣区包括设置在其中一个捆绑块161开口端的沉槽162，沉槽162的平行侧面设有水平插孔163，两个水平插孔163内设有线性移动的卡扣块164，卡扣块164沿着水平插孔163移动至沉槽162的最内侧时，卡扣块164的最外侧与捆绑块161的开口端面平行。

卡扣块164远离定位区的一端设有弹性垫165，卡扣块164沿着水平插孔163在沉槽162内水平移动，且该捆绑块161开口端面设有斜向齿纹板166，卡扣块164绕水平插孔163活动旋转，其中卡扣块164的最大旋转角度通过卡扣块164与水平插孔163的安装点决定。

定位区包括设置在另一个捆绑块161卡扣端的凹槽167，以及设置在凹槽167底面的切割齿纹168，凹槽167的内部安装有分层板169，分层板169与凹槽167对应开口的侧壁之间设有夹缝1610，卡扣块164定位在夹缝1610内以将两个捆绑块161固定，斜向齿纹板166通过与切割齿纹168的啮合以加固两个捆绑块161的固定力度。

卡扣块164沿着水平插孔163向沉槽162的外侧移动时，将卡扣块164定位在分层板169与凹槽167内侧壁之间的夹缝1610内，实现将两个捆绑块161完全固定在扩径部132上，同时斜向齿纹板166通过与切割齿纹168的啮合以加固两个捆绑块161的固定力度。

本实施方式取代现有的抱箍来固定连接两个短轴套管131，具体的原因是因为，第一、安装方便，两个捆绑块161的固定方式仅仅通过线性滑动卡扣块164，以及推动斜向齿纹板166通过与切割齿纹168的啮合即可实现，无需借助工具将两个相邻的短轴套管131固定连接；

第二、安装后捆绑块161的厚度几乎不变，解决现有管道连接保护的固定端尺寸过大而影响下井顺畅性的问题；

第三，将两个短轴套管131拆卸时，转动卡扣块164并将卡扣块164沿着水平插孔163复位至沉槽162的最内侧，无外力作用时，卡扣块164受弹性垫165的复位作用，重新转动至与捆绑块161表面平行的状态。

由于斜向齿纹板166的厚度与分层板169至切割齿纹168上表面之间的距离相同，并且斜向齿纹板166与切割齿纹168的啮合时，分层板169斜向齿纹板166表面之间的距离与切割齿纹168的深度相同。

将卡扣块164脱离另一个捆绑块161后，继续将斜向齿纹板166向外拉动，斜向齿纹板166脱离与切割齿纹168的啮合作用，即可实现将两个捆绑块161的解开操作，进而实现对短轴套管131的拆解工作。

因此本实施方式利用捆绑块161固定两个短轴套管131的实现方式简单，且固定力度大，对短轴套管131的尺寸增度作用小，保证下井工作的顺畅性，同时拆卸方式简单，无需借助外界工具，即可实现对短轴套管131螺纹旋出和拆解工作，操作方便且短轴套管131可以重复利用。

进一步的，勘测探头12的安装方式和勘查方式的原理具体如下：

地下探测管道11在每两个螺纹扩展管道15之间设有多个安装孔17，其中至少一个安装孔17内通过密封胶垫18安装有伸缩套管19，剩余的安装孔17无其他安装结构。

每个勘测探头12分别均安装在伸缩套管19的最内管上，地下探测管道11内设有两个竖向分布的形变板20，形变板20的外表面设有与伸缩套管19的最内管位置一一对应的推杆21，两个形变板20之间设有填充气囊22，填充气囊22充气后推动形变板20变形以向外推动推杆21，至少一个推杆21带动伸缩套管19伸展以伸出勘测探头12。

在本实施方式中，如图2和图4所示，伸缩套管19的结构可参照鱼竿的结构，伸缩套管19的最大伸展长度代表勘测探头12的勘查位置，当填充气囊22充入大量的气体后，填充气囊22挤压形变板20变形贴合在地下探测管道11的内壁上，推杆21安插在伸缩套管19的最内管内部并推动伸缩套管19伸展，勘测探头12在推杆21的作用下安插至钻井的井壁上，实现对水文地质的稳定性综合勘查工作。

其他的推杆21直接穿过安装孔17插入井道内以固定地下探测管道11，本实施方式的安装孔17和推杆21的数量多于勘测探头12的数量，因此多于的推杆21插入钻井的井壁内来实现增加地下探测管道11的稳定性。

需要补充说明的是，未安装勘测探头12的安装孔17内设有密封橡胶塞，推杆21在气压作用时正对密封橡胶塞的位置，填充气囊22内的压强增大时，形变板20变形推动推杆21穿过密封橡胶塞插入钻井的井壁内。

因此本实施方式的勘测探头12在下井的过程中安装在收缩的伸缩套管19内，伸缩套管19和地下探测管道11本体均对勘测探头12具有一定的保护作用，避免勘测探头12在下井的过程中被拉扯而影响接电稳定性，从而保证整个勘查系统的稳定采集操作，并且每个勘查探头12分别用于定期测定地下水的水位、水质和水温，以便为以后的地下水资源评价或其他水文地质计算提供基础资料，从而每个勘查探头12的稳定性工作，可以提高整个勘查系统的勘查精度。

另外如图5所示，本发明还提供了一种地下水库的水文地质综合勘查方法，主要用于长期观测地下水库的水文地质参数，定期测定地下水的水位、水质和水温，以便为以后的地下水资源评价或其他水文地质计算提供基础资料。一般要求动态观测的时间不少于一个水文年，时间系列愈长愈好。包，因此则对勘测探头12的工作稳定性要求更高。

本实施方式的水文地质综合勘查方法具体包括以下步骤：

步骤100、在勘查点向下钻井打孔，并且抽出钻井内的渗水。

众所周知，钻井打孔内，由于地下水将会向钻井内渗入，一方面影响勘查采集前端设备下井的稳定性，同时由于勘查采集前端设备的重力影响，还会造成地下水的水分分布误差，影响勘查结果，因此为了避免上述问题的发生，在勘查采集前端设备下井之前，需要将钻井内的渗水大量抽出，以保证勘查采集前端设备的勘查工作准确性。

另外，为了确保勘测探头的安装稳定性和使用寿命，在下井时需要对勘测探头进行保护，避免勘测探头碰撞到钻井的井壁而发生损坏，因此在步骤200之前，勘查采集前端设备下井前的准备工作步骤具体为：

在每个勘测探头分别安装在所述地下探测管道的安装孔内，将抽出填充气囊内的空气，带动勘测探头收缩在地下探测管道内，利用地下探测管道的管壁对勘测探头进行一重保护；

在所述地下探测管道外通过螺纹咬合依次套设多个短管形成保护轴套，并且将两个相邻的短管通过固定件连接，利用保护轴套通过螺纹咬合的方式套设在地下探测管道外表面，实现对勘测探头的二重保护作用。

步骤200、在抽水过程中将勘查采集前端设备下井安插定位，反向转动地下探测管道的保护轴套并将保护轴套从井内到井外拆解。

在步骤200中，将准备好的勘查采集前端设备下井后，拆解保护轴套的具体实现步骤为：

步骤201、将准备好的勘查采集前端设备下井至钻井底部，固定地下探测管道，驱动保护轴套整体反向旋转从地下探测管道向上退出；

步骤202、将两个相邻短管之间的固定件打开，将最上面的短管拆卸；

步骤203、保持抽水工作，将钻井内的水深控制在10cm-20cm。

需要补充说明的是，由于地下水的渗透性，因此在下井的过程中以及拆卸保护轴套的过程中均需要抽出钻井内的渗水，即在勘测探头工作之前，均需要维持钻井内的低水位环境，避免勘测探头工作前期的勘测误差，同时减少下井和拆卸保护轴套的水阻力，提高操作便利性。

步骤300、向所述地下探测管道内部的填充气囊充入气体，气体膨胀带动所述勘测探头向外伸展，并全方位将所述地下探测管道固定在钻井内，同时将所述地下探测管道的内部密封干燥。

在步骤300中，将保护轴套拆解后，将勘测探头从地下探测管道内伸出安插进钻井的井壁进行勘测工作，具体的实现方式为：

步骤301、向地下探测管道内部的填充气囊充气，填充气囊的气压推动勘测探头向外移动伸出准备勘测工作；

步骤302、填充气囊的气压推动插杆移动，插杆从地下探测管道内向地下探测管道外移动并插进钻井的井壁内来固定地下探测管道；

步骤303、密封地下探测管道的上端，二次加固地下探测管道，对勘测探头供电。

另外需要补充说明的是，本实施方式在在勘测探头工作之前，维持钻井内的低水位环境的另一个作用是避免地下水浸入地下探测管道内部，从而维持地下探测管道的内部密封干燥，避免勘测探头的电源线和数据线在水中浸泡，提高勘测探头的寿命，以实现长期稳定性的地下水库动态勘测。

当停止抽水操作时，由于地下探测管道对每个勘测探头安装孔和插杆穿孔的密封性，且地下探测管道的内部气压大，可避免地下水通过勘测探头安装孔和插杆穿孔大量渗入地下探测管道内，保证地下探测管道内部干燥性。

步骤400、停止抽水操作，启动勘测探头工作，对地下水库进行综合性的水文地质勘测和综合性分析。

在本实施方式中，为了确保对地下水的长期动态观测，需要尤其注意对勘测探头的保护，本实施方式为了避免勘测探头下井过程中发生损坏，特在安装勘测探头的地下探测管道外通过螺纹咬合设置保护轴套，并且在下井完成后通过螺纹咬合的方式退出保护轴套，以露出勘测探头进行地下水的动态观测，并且在地下探测管道内利用气压的方式顶出勘测探头，通电后保证稳定的数据采集工作。

另外本实施方式在勘测探头通电工作之前，一直抽取钻井内的渗水，一方面保证地下探测管道内部的密封干燥性，避免勘测探头的电源线和数据线受水浸泡腐蚀，同时避免地下探测管道下井时向上挤压渗水，造成勘测探头前期的监测数据异常的情况。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种地下水库的水文地质综合勘查系统，其特征在于，包括勘查采集前端设备(1)、信息集成系统(2)以及数据分析系统(3)，所述勘查采集前端设备(1)用于采集地下水库的水文地质信息，所述信息集成系统(2)用于统计校核所有勘查采集前端设备(1)的信息，所述数据分析系统(3)用于将所述信息集成系统(2)的信息合成并生成调查报告；

所述勘查采集前端设备(1)包括地下探测管道(11)，以及多个均匀安装在所述地下探测管道(11)内部的勘测探头(12)，所述地下探测管道(11)的外表面套设有保护轴套(13)，所述保护轴套(13)在下井过程中保护所述勘测探头(12)不受损坏，且所述保护轴套(13)在下井后以螺纹咬合的形式退出所述地下探测管道(11)表面以露出所述勘测探头(12)，所述地下探测管道(11)的内部设有填充气囊(14)，所述填充气囊(14)在下井后通气并将所述勘测探头(12)伸出所述地下探测管道(11)进行地下水动态监测。

2.根据权利要求1所述的一种地下水库的水文地质综合勘查系统，其特征在于，所述地下探测管道(11)的外表面在两个相邻的所述勘测探头(12)之间设有螺纹扩展管道(15)，所述保护轴套(13)由多个卡扣固定的短轴套管(131)组成，每个所述短轴套管(131)的内部设有与所述螺纹扩展管道(15)咬合的内螺纹，所述短轴套管(131)通过固定套设在所述地下探测管道(11)的外表面以避免地下水渗入所述地下探测管道(11)内部，所述保护轴套(13)以螺纹咬合的形式退出所述地下探测管道(11)表面时持续拆卸超出地下探测管道(11)的短轴套管(131)。

3.根据权利要求2所述的一种地下水库的水文地质综合勘查系统，其特征在于，所述短轴套管(131)的两端分别设有扩径部(132)，两个相邻所述的扩径部(132)之间通过固定部件(16)连接，所述固定部件(16)包括两个相互铰接的捆绑块(161)，其中一个所述捆绑块(161)开口端设有滑动卡扣区，另一个所述捆绑块(161)的开口端设有定位区，所述滑动卡扣区包括设置在其中一个所述捆绑块(161)开口端的沉槽(162)，所述沉槽(162)的平行侧面设有水平插孔(163)，两个所述水平插孔(163)内设有线性移动的卡扣块(164)，所述卡扣块(164)远离所述定位区的一端设有弹性垫(165)，所述卡扣块(164)沿着所述水平插孔(163)在所述沉槽(162)内水平移动，且该所述捆绑块(161)开口端面设有斜向齿纹板(166)。

4.根据权利要求3所述的一种地下水库的水文地质综合勘查系统，其特征在于，所述定位区包括设置在另一个所述捆绑块(161)卡扣端的凹槽(167)，以及设置在所述凹槽(167)底面的切割齿纹(168)，所述凹槽(167)的内部安装有分层板(169)，所述分层板(169)与所述凹槽(167)对应开口的侧壁之间设有夹缝(1610)，所述卡扣块(164)定位在所述夹缝(1610)内以将两个所述捆绑块(161)固定，所述斜向齿纹板(166)通过与所述切割齿纹(168)的啮合以加固两个所述捆绑块(161)的固定力度。

5.根据权利要求4所述的一种地下水库的水文地质综合勘查系统，其特征在于，所述斜向齿纹板(166)的厚度与所述分层板(169)至所述切割齿纹(168)上表面之间的距离相同，并且所述斜向齿纹板(166)与所述切割齿纹(168)的啮合时，所述分层板(169)所述斜向齿纹板(166)表面之间的距离与所述切割齿纹(168)的深度相同。

6.根据权利要求2所述的一种地下水库的水文地质综合勘查系统，其特征在于，所述地下探测管道(11)在每两个所述螺纹扩展管道(15)之间设有多个安装孔(17)，其中至少一个所述安装孔(17)内通过密封胶垫(18)安装有伸缩套管(19)，每个所述勘测探头(12)分别均安装在所述伸缩套管(19)的最内管上，所述地下探测管道(11)内设有两个竖向分布的形变板(20)，所述形变板(20)的外表面设有与所述伸缩套管(19)的最内管位置一一对应的推杆(21)，两个所述形变板(20)之间设有填充气囊(22)，所述填充气囊(22)充气后推动所述形变板(20)变形以向外推动所述推杆(21)，至少一个所述推杆(21)带动所述伸缩套管(19)伸展以伸出所述勘测探头(12)，其他的所述推杆(21)直接穿过所述安装孔(17)插入井道内以固定所述地下探测管道(11)。

7.一种地下水库的水文地质综合勘查方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100、在勘查点向下钻井打孔，并且抽出钻井内的渗水；

步骤200、在抽水过程中将勘查采集前端设备下井安插定位，反向转动地下探测管道的保护轴套并将保护轴套从井内到井外拆解；

步骤300、向所述地下探测管道内部的填充气囊充入气体，气体膨胀带动所述勘测探头向外伸展，并全方位将所述地下探测管道固定在钻井内，同时将所述地下探测管道的内部密封干燥；

步骤400、停止抽水，启动勘测探头工作，对地下水库进行综合性的水文地质勘测和综合性分析。

8.根据权利要求7所述的一种地下水库的水文地质综合勘查方法，其特征在于，在步骤200之前，所述勘查采集前端设备下井前的准备工作步骤具体为：

在每个勘测探头分别安装在所述地下探测管道的安装孔内，将抽出填充气囊内的空气，带动勘测探头收缩在地下探测管道内；

在所述地下探测管道外通过螺纹咬合依次套设多个短管形成保护轴套，并且将两个相邻的短管通过固定件连接。

9.根据权利要求8所述的一种地下水库的水文地质综合勘查方法，其特征在于，在步骤200中，将准备好的勘查采集前端设备下井后，拆解保护轴套的具体实现步骤为：

步骤201、将准备好的勘查采集前端设备下井至钻井底部，固定地下探测管道，驱动保护轴套整体反向旋转从地下探测管道向上退出；

步骤202、将两个相邻短管之间的固定件打开，将最上面的短管拆卸；

步骤203、保持抽水工作，将钻井内的水深控制在10cm-20cm。

10.根据权利要求7所述的一种地下水库的水文地质综合勘查方法，其特征在于，在步骤300中，将保护轴套拆解后，将勘测探头从地下探测管道内伸出安插进钻井的井壁进行勘测工作，具体的实现方式为：

步骤301、向地下探测管道内部的填充气囊充气，填充气囊的气压推动勘测探头向外移动伸出准备勘测工作；

步骤302、填充气囊的气压推动插杆移动，插杆从地下探测管道内向地下探测管道外移动并插进钻井的井壁内来固定地下探测管道；

步骤303、密封地下探测管道的上端，二次加固地下探测管道，对勘测探头供电。

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