CN113533169A - 一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置。所述岩壁渗水收集装置包括吸水装置和一个或两个或两个以上容积相同的集水盒，所述吸水装置包括固定框体、嵌设在固定框体中空区域的吸水海绵和固定在固定框体其中一侧框面的压板，所述压板将固定框体的中空区域完全覆盖；所述吸水海绵的面积与固定框体中空区域的面积相等，远离压板的一面与固定框体的另一框面在同一平面上；所述集水盒置于固定框体的下方，通过水管与固定框体的中空区域连通，在每个集水盒的水管上设有控制阀。本发明可以收集渗水微弱的地下洞室岩壁渗水量，方便水封石油洞库围岩各个部位的渗水系数的计算，提高了洞库渗水系数计算的精确度。
Description
技术领域
本发明属于地下水封储油洞库领域，涉及地下水渗透系数检测，具体是一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置。
背景技术
地下水封石油洞库具有安全、经济、高效和存储容量大等优点，近年来得到较大的发展，多用于国家石油战略储备，具体是利用油比水轻和油水不能混合的特性，在地下岩层开挖石油洞库，当储油洞库开挖形成后，周围岩体中的裂隙水就向被挖空的洞室渗透，水从洞壁渗出，岩洞壁向下流动、汇集到洞内油层下与洞底之间形成水垫层，由水泵抽出，石油被密封在洞库内。
在地下水封石油洞库的运行过程中，洞库洞底以上洞壁面积大小，渗水量的大小是影响洞库运行成本高低的重要因素之一，所以水封石油洞库既要求洞库围岩有一定量的渗水，但是渗水量又不宜太大。一般天然岩体渗透系数往往难以达到设计的洞库围岩渗透系数，就需要对围岩进行帷幕灌浆达到设计的洞库围岩渗透系数。但是在进行帷幕灌浆设计时，需要先了解洞室围岩的天然渗透系数，由于岩体的渗水通道比较复杂性，常规的压水试验虽然能取得多处岩体的渗透系数，但仅反映洞室大范围的围岩渗透系数，对于微弱渗水的洞壁岩石的渗水量就无法获得，从而导致设计人员无法精确选取洞库运行期岩体渗透系数。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，该装置可以收集渗水微弱的地下洞室岩壁渗水量，方便水封石油洞库围岩各个部位的渗水系数的计算，提高了洞库渗水系数计算的精确度。
为了达到上述技术目的，本发明提供了一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：所述岩壁渗水收集装置包括吸水装置和一个或两个或两个以上容积相同的集水盒，所述吸水装置包括固定框体、嵌设在固定框体中空区域的吸水海绵和置于固定框体其中一侧框面的压板，所述压板与固定框体固定连接，并将固定框体的中空区域完全覆盖；所述吸水海绵的面积与固定框体中空区域的面积相等，其临近压板的一面与压板固定连接，远离压板的一面与固定框体的另一框面在同一平面上；所述一个或两个或两个以的集水盒并排置于固定框体的下方，分别通过水管与固定框体的中空区域连通，在每个集水盒的水管上设有控制阀，通过控制阀控制吸水海绵吸收的水依次流入每个集水盒内。
本发明较优的技术方案：所述集水盒为封口盒体，在其封口面设有进水口，所述控制阀为电磁控制阀；在每个集水盒上设有自动计时装置，所述自动计时装置包括控制盒、计时器、设置在集水盒底部设有重力感应开关和设置在集水盒顶面内壁的液位传感器；所述重力感应开关和液位传感器的信号输出端与控制盒的信号输入端连接，控制盒的信号输出端与计时器和控制阀通过信号线连接；所述重力感应开关在集水盒内进入水后自动开启计时器开始计时；所述液位传感器在集水盒内的水位到达设计值后，自动控制计时器停止计时，同时关闭对应集水盒的进水管上的控制阀；所述控制盒内设有 PLC控制器，用于接收重力感应开关和液位传感器的信号，并对计时器和控制阀进行控制。
本发明较优的技术方案：在固定框体远离压板的一侧设有一圈橡胶密封条，所述橡胶密封条嵌设在开设在固定框体上的凹槽内。
本发明较优的技术方案：所述固定框体是由四根不锈钢材质的方钢围合焊接而成的中空方形框架，在下侧的方钢的上表面横向开设有集水槽，所述水管设置在集水槽的中部。
本发明较优的技术方案：所述压板采用塑料压板，与吸水海绵粘接，并通过螺栓与固定框体固定连接。
本发明较优的技术方案：所述岩壁渗水收集装置包括调平底座，在调平底座包括水平支撑板和升降调节支架，在水平支撑板上设有多个集水盒固定槽，所述控制盒和集水盒均置于水平支撑板上，集水盒置于集水盒固定槽内。
本发明较优的技术方案：所述集水盒设有三个，按进水顺序编号A、B、 C；所述水管通过两个三通接头分成与集水盒数量相匹配的进水支管，每根进水支管与对应集水盒的进水口连通，并在三根进水支管上对应设有A电磁阀、B电磁阀和C电磁阀，所述A电磁阀、B电磁阀和C电磁阀均与控制盒信号连接；A集水盒内的液位传感器在A集水盒内的水位到达设计值后控制 A电磁阀关闭和B电磁阀开启；B集水盒内的液位传感器在B集水盒内的水位到达设计值控制B电磁阀关闭和C电磁阀开启。
本发明较优的技术方案：在每个集水盒上设有报警器，所述报警器与控制盒信号连接；每个集水盒上液位传感器在集水盒内的水位到达设计值后，控制对应集水盒上的报警器报警。
本发明的有益效果：
(1)本发明可以收集渗水微弱的地下洞室岩壁渗水量，方便水封石油洞库围岩各个部位的渗水系数的计算，提高了洞库渗水系数计算的精确度；
(2)本发明可以自动定时收集渗水，确保收集的渗水量准确；
(3)本发明可以设有多个收集盒按照顺序自动收集，并对每个收集盒进行自动定时，通过对同等量渗水的收集时间进行多次统计，计算出平均渗水系数，增加了渗水系数的计算准确度；
(4)本发明设有调平底座，可以确保收集盒处于水平面进行收集，避免地面不平出现误差。
附图说明
图1是本发明正面结构示意图；
图2是本发明吸水面的结构示意图；
图3是本发明的吸水装置拆分示意图；
图4是本发明的吸水装置水管连接部位的剖开示意图；
图5是本发明的调平底座结构示意图；
图6是本发明控制原理图。
图中：1—固定框体，100—固定框的中空区域，2—集水盒，3—吸水海绵，4—压板，5—水管，500—的进水支管，6—计时器，7—控制阀，8—重力感应开关，9—液位传感器，10—控制盒，11—橡胶密封条，12—集水槽，13—报警器，14—三通接头，15—调平底座，1500—水平支撑板，1501—升降调节支架，1502—集水盒固定槽。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进一步说明。以下对在附图1至6中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例中提供的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，如图 1和图2所示，包括吸水装置和集水装置，所述集水装置包括A、B、C三个容积形状结构完全相同的集水盒2，封口盒体，在其封口面设有进水口。所述吸水装置包括固定框体1、嵌设在固定框体1中空区域的吸水海绵3和置于固定框体1其中一侧框面的压板4，如图3所示，所述固定框体1是由四根不锈钢材质的方钢围合焊接而成的中空方形框架，在下侧的方钢的上表面横向开设有集水槽12，集水槽12的中部设有出水口并连接水管5；所述压板4采用塑料压板，通过螺栓与固定框体1固定连接，并将固定框体的中空区域100完全覆盖；所述吸水海绵3的面积与固定框体1中空区域的面积相等，其临近压板4的一面与压板4固定粘接，远离压板4的一面(即吸水面) 与固定框体1的另一框面在同一平面上，在固定框体1远离压板3的一侧(即吸水侧)设有一圈橡胶密封条11，所述橡胶密封条11嵌设在开设在固定框体1上的凹槽内，在吸水的时候能够保证固定框1紧贴岩壁，避免水漏下。如图1和图2所示，所述水管5通过两个三通接头14分成三根支管500，三根支管上分别安装有A、B、C三个电磁控制阀7；三个集水盒2并排置于固定框体1的下方，分别通过水管5与固定框体1的中空区域连通，通过A、 B、C三个电磁控制阀7依次开启，将吸水海绵3吸收的水引入每个集水盒2 内。
实施例中提供的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，如图1 和图2所示，在A、B、C三个集水盒上分别设有自动计时装置，所述自动计时装置包括控制盒10、设置在每个集水盒2上的计时器6、设置在每个集水盒2底部设有重力感应开关8和设置在每个集水盒2顶面内壁的液位传感器 9；如图6所示，A、B、C三个重力感应开关和液位传感器9的信号输出端与控制盒10的信号输入端连接，控制盒10的信号输出端分别与A、B、C 计时器和A、B、C电磁阀通过信号线连接；每个集水盒2上的重力感应开关 8在集水盒2内进入水后自动开启计时器6开始计时；每个集水盒2上的液位传感器9在该集水盒2内的水位到达设计值后，自动控制对应集水盒上的计时器6停止计时，同时关闭对应集水盒2的进水管上的控制阀7，开启相邻的下一个集水盒进水管上的控制阀；比如A集水盒内的A液位传感器在A 集水盒内的水位到达设计值后控制A电磁阀关闭、同时控制B集水盒上的B 电磁阀开启；B集水盒内的B液位传感器9在B集水盒内的水位到达设计值控制B电磁阀关闭、同时控制C集水盒上的C电磁阀开启，可以保证在A 集水盒的水收集到位后，可以自动开启下一个集水盒的进水口进行收集，实现整体的全自动化。所述控制盒10内设有PLC控制器，用于接收三个重力感应开关8和三个液位传感器9的信号，并对三个计时器6和三个控制阀7 进行控制。
为了避免自动控制系统出现故障影响集水准确性，可以在每个集水盒2 上设有报警器13，所述报警器与控制盒10信号连接；每个集水盒2上液位传感器9在集水盒2内的水位到达设计值后，控制对应集水盒上的报警器 13报警；可以提醒工作人员人为检查该集水盒2上的计数器是否停止，电磁阀是否关闭，下一个集水盒上的电磁阀是否打开进行第二个集水盒的收集工作。
为了避免洞室地面不平，导致集水盒2无法平稳放置，可以设置一个所调平底座15，如图5所示，在调平底座15包括水平支撑板1500和升降调节支架1501，在水平支撑板上设有多个集水盒固定槽1502，所述控制盒10 和集水盒2均置于水平支撑板1500上，集水盒2置于集水盒固定槽1502 内，避免集水盒2出现倾倒；升降调节支架1501可以采用脚踏控制的液压式升降调节杆，可以平稳的进行调整。
采用实施例中的装置进行渗水收集时，直接将吸水装置的固定框体1吸水面紧贴岩壁，并通过钻孔打螺钉的方式，将其固定在岩壁上，由于其吸附面设有橡胶密封圈，可以保证固定框能够与岩壁紧贴，吸水海绵3便可以紧贴岩壁面进行吸水。在进行吸水的时候，可以在框架上横梁上设置一体的挡水板，防止上部渗水流入固定框体1内。在吸水海绵3吸水饱和后，水便会进入集水槽12内，然后通过水管5进入A集水盒内，当水进入A集水盒内时，A集水盒的重力感应开关8感应到重力发生变化，便会把信号传递给控制盒10，控制盒10控制A集水盒上的A计时器开始计时，在A集水盒内水收集到设计值时，A集水盒内的A液位传感器便会把信号传递给控制盒，由控制盒10控制A计时器停止计时，同时控制A集水盒进水口的A电磁阀关闭，停止进水，B集水盒进水口的B电磁阀开启，B集水盒开始进行渗水收集工作，其工作过程与A集水盒收集工作完全相同。依次循环将三个收集盒都收集满之后，通过三个收集盒的集水量、集水时间以及吸水海绵3 的吸水面积计算出三组渗水率，其计算公式为常规计算公式，渗水率＝单个集水盒的集水量/(吸水海绵的面积×集水时间)；然后根据三组渗水率的至算出平均只即为该区域岩壁的渗水率。
本发明可以收集渗水微弱的地下洞室岩壁渗水量，解决了微弱的地下洞室岩壁渗水率计算的问题，方便水封石油洞库围岩各个部位的渗水系数的计算，提高了洞库渗水系数计算的精确度。
以上所述，仅是本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可轻易做出若干变化、改进或替换，都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：所述岩壁渗水收集装置包括吸水装置和一个或两个或两个以上容积相同的集水盒(2)，所述吸水装置包括固定框体(1)、嵌设在固定框体(1)中空区域的吸水海绵(3)和置于固定框体(1)其中一侧框面的压板(4)，所述压板(4)与固定框体(1)固定连接，并将固定框体(1)的中空区域完全覆盖；所述吸水海绵(3)的面积与固定框体(1)中空区域的面积相等，其临近压板(4)的一面与压板(4)固定连接，远离压板(4)的一面与固定框体(1)的另一框面在同一平面上；所述一个或两个或两个以的集水盒(2)并排置于固定框体(1)的下方，分别通过水管(5)与固定框体(1)的中空区域连通，在每个集水盒(2)的水管(5)上设有控制阀(7)，通过控制阀(7)控制吸水海绵(3)吸收的水依次流入每个集水盒(2)内。
2.根据权利要求1所述的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：所述集水盒(2)为封口盒体，在其封口面设有进水口，所述控制阀(7)为电磁控制阀；在每个集水盒(2)上设有自动计时装置，所述自动计时装置包括控制盒(10)、计时器(6)、设置在集水盒(2)底部设有重力感应开关(8)和设置在集水盒(2)顶面内壁的液位传感器(9)；所述重力感应开关(8)和液位传感器(9)的信号输出端与控制盒(10)的信号输入端连接，控制盒(10)的信号输出端与计时器(6)和控制阀(7)通过信号线连接；所述重力感应开关(8)在集水盒(2)内进入水后自动开启计时器(6)开始计时；所述液位传感器(9)在集水盒(2)内的水位到达设计值后，自动控制计时器(6)停止计时，同时关闭对应集水盒(2)的进水管上的控制阀(7)；所述控制盒(10)内设有PLC控制器，用于接收重力感应开关(8)和液位传感器(9)的信号，并对计时器(6)和控制阀(7)进行控制。
3.根据权利要求1或2所述的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：在固定框体(1)远离压板(3)的一侧设有一圈橡胶密封条(11)，所述橡胶密封条(11)嵌设在开设在固定框体(1)上的凹槽内。
4.根据权利要求1或2所述的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：所述固定框体(1)是由四根不锈钢材质的方钢围合焊接而成的中空方形框架，在下侧的方钢的上表面横向开设有集水槽(12)，所述水管(5)设置在集水槽(12)的中部。
5.根据权利要求1或2所述的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：所述压板(4)采用塑料压板，与吸水海绵(3)粘接，并通过螺栓与固定框体(1)固定连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：所述岩壁渗水收集装置包括调平底座(15)，在调平底座(15)包括水平支撑板(1500)和升降调节支架(1501)，在水平支撑板上设有多个集水盒固定槽(1502)，所述控制盒(10)和集水盒(2)均置于水平支撑板(1500)上，集水盒(2)置于集水盒固定槽(1502)内。
7.根据权利要求2所述的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：所述集水盒(2)设有三个，按进水顺序编号A、B、C；所述水管(5)通过两个三通接头(14)分成与集水盒(2)数量相匹配的进水支管(500)，每根进水支管(500)与对应集水盒(2)的进水口连通，并在三根进水支管(500)上对应设有A电磁阀、B电磁阀和C电磁阀，所述A电磁阀、B电磁阀和C电磁阀均与控制盒(10)信号连接；A集水盒内的液位传感器(9)在A集水盒内的水位到达设计值后控制A电磁阀关闭和B电磁阀开启；B集水盒内的液位传感器(9)在B集水盒内的水位到达设计值控制B电磁阀关闭和C电磁阀开启。
8.根据权利要求2所述的一种地下水封石油洞库围岩岩壁渗水收集装置，其特征在于：在每个集水盒(2)上设有报警器(13)，所述报警器与控制盒(10)信号连接；每个集水盒(2)上液位传感器(9)在集水盒(2)内的水位到达设计值后，控制对应集水盒上的报警器(13)报警。
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- 2021-07-28 CN CN202110860307.9A patent/CN113533169A/zh active Pending
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