CN114878767B - 一种实验室集束式复合监测井 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实验室砂箱分层监测井,属于实验室地下水模型监测领域,本发明的监测井主体包括多根长度不一的监测井管,其中最长的监测井管居中并作为定位管,其余监测井管依次围绕最长的监测井管紧密排列形成集束;所述的集束为上端部位对齐,下端底部部位不对齐的分层监测井;所述的分层监测井的各监测井管的底部所处位置均设置过滤结构,过滤结构为空心柱状,包裹在监测井管集束的底部外侧;所述的圆形分隔片的内部掏空成一定形状,每层圆形分隔片的内部掏空的形状正好紧紧约束分层监测井的每一层监测井管集束;同时将监测井管集束嵌在过滤结构内部。本发明提供的各结构均使用市面现有成品或标准化加工产品,属于标准化设计。

Description

一种实验室集束式复合监测井
技术领域
本发明涉及实验室地下水模型监测领域,特别涉及一种实验室砂箱分层监测井。
背景技术
近年来,作为地下水含水层监测、污染物修复的起点和基础,研究地下水含水层非均质性受到了人们的广泛关注,其中二维砂箱、三维砂箱是研究含水层非均质性的良好手段,可在砂箱内设置不同粒径石英砂,研究污染物在非均质性介质中的运移规律、降解机理等或使用抽水试验等方法探究非均质性分布,而三维砂箱因其可设置更多复杂非均质性、相对二维砂箱更接近野外实际情况而受到人们越来越多的关注。
在室内实验中,二维砂箱一般可通过染色方式直观地观察污染物或示踪剂的运移情况,也可在砂箱壁钻孔定期取样观察污染物的浓度分布,三维砂箱因其具备三维空间分布,作为一个黑箱,通常无法直接观察,需要类比二维砂箱,布设多口分层监测井进行取样。
现有的实验室分层监测井主要是使用多根不同长度的细管绑扎起来埋入砂箱内部,其不足之处在于细管之间的空隙无法填满,止水效果不佳,容易产生垂直串水的现象,另外三维砂箱一般较大,进行模拟抽水实验时一般过滤头难以让砂箱内部水位产生明显下降。
因此,亟待一种新型的适用于实验室砂箱的分层监测井。
发明内容
本发明提供了一种新型的适用于实验室砂箱的分层监测井,本发明的分层监测井由多根长度不同的监测井管组成,同时在分层监测井的每层末端位置设置过滤结构,用以解决现有技术问题中的缺陷。
本发明是这样实现的:
一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,所述的监测井主体包括多根长度不一的监测井管,其中最长的监测井管居中并作为定位管,其余监测井管依次围绕最长的监测井管紧密排列形成集束;所述的集束为上端部位对齐,下端底部部位间隔分布的分层监测井;
所述的分层监测井的各监测井管的底部所处位置均设置过滤结构,过滤结构为空心圆柱状,包裹在监测井管集束的底部外侧;所述的过滤结构包括上下两片圆形分隔片、冲孔筛管和不锈钢筛网;所述的圆形分隔片的内部掏空成一定形状,每层圆形分隔片正好紧紧约束分层监测井的每一层监测井管集束;同时将监测井管集束嵌在过滤结构内部。所述的定制的隔水圆片同时充当紧固件,无需额外设置紧固件。本发明的分层监测井的各监测井管均为外正六边形内圆形,可以有效紧密连接,避免缝隙导致监测井管之间产生垂直串水,同时方便紧固,使得不同长度的监测井管能形成统一的集束,避免之间互相扰动。
进一步,所述的监测井管形状为外正六边形内圆形管,其正六边形可以紧密平铺,各监测井管之间可紧密连接成蜂窝式井管。有效解决了止水困难的问题,避免产生垂直串水现象导致实验失败。
进一步,所述的监测井管下端部延伸进入地下不同深度,最长的监测井管作为定位管,其余监测井管按蜂窝状紧密连接,下端部呈沿螺旋阶梯状下降;所述的分层监测井的各监测井管的底端垂向上等间距分布。
进一步,所述的监测井管、过滤结构使用不锈钢制成,薄膜塑料管和定制隔水圆片的材质为聚氯乙烯材料或聚四氟乙烯材料,本发明的整体结构耐酸碱和有机污染物,易于开展实验。
进一步,所述的过滤结构采用冲孔筛管外裹不锈钢筛网,所述的过滤结构其直径大于井管集束的直径,长度一般不宜过长,按实验需求设计。
进一步,所述的监测井管的外壁套有薄膜管,其目的是进行利用钢管进行电极实验时能产生分层绝缘的效果;所述的监测井管的外壁可点焊凸起状以防止圆形分隔片和过滤结构产生位移。
进一步,所述的圆形分隔片、过滤结构之间;圆形分隔片与监测井管之间;各个监测井管之前均胶进行固定、连接。
进一步,各监测井管的上端出口安插橡胶管。
本发明与现有技术的有益效果在于:
本发明的分层监测井由多根长度不同的监测井管组成,多根监测井管的上端部位于同一表面,下端部延伸进入模拟含水层不同深度,每根监测井管为外正六边形内圆管,因正六边形可以以蜂窝状紧密平铺,保证了各监测井管之间的止水效果,避免了垂直串水的现象;
本发明提供的过滤结构包括了定制的圆形分隔片,额外集成了紧固件的功能,使得整个分层监测井具备完成功能同时其整体结构变得简洁,利于安装和操作。
本发明提供的各结构均使用市面现有成品或标准化加工产品,属于标准化设计。
附图说明
图1 为本发明一种实验室砂箱分层监测井的俯视图;
图2 为本发明一种实验室砂箱分层监测井的侧视图;
图3 为本发明一种实验室砂箱分层监测井的各种圆形分隔片的俯视图;
其中,1-监测井管;2-圆形分隔片;3-过滤结构;4-薄膜管;5-橡胶管。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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,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装置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”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的监测井主体包括多根长度不一的监测井管1,其中最长的监测井管居中并作为定位管,其余监测井管1依次围绕最长的监测井管紧密排列形成集束;所述的集束为上端部位对齐,下端底部部位不对齐的分层监测井;所述的分层监测井的各监测井管的底部所处位置均设置过滤结构3,过滤结构为空心柱状,包裹在监测井管集束的底部外侧;所述的过滤结构3包括上下两片圆形分隔片2、冲孔筛管和不锈钢筛网;所述的圆形分隔片2的内部掏空成一定形状,每层圆形分隔片2的内部掏空的形状正好紧紧约束分层监测井的每一层监测井管集束;同时将监测井管集束嵌在过滤结构内部。如图3所示的(1)至(8)分别为包裹7至0根监测井管的圆形分隔片,掏空形状与监测井集束在该位置的水平截面形状一致,因此可以和集束紧密贴合,配合环保胶等材料可以将圆形分隔片固定,同时避免水流从圆形分隔片与集束的缝隙中经过,产生类似垂直串水的现象。
如图1、图2和图3所示,所述的本发明实施例提供的一种实验室砂箱分层监测井,采用的是7根监测井管1,所述的监测井管1外面可套穿薄膜管4(若用于电极实验),将7根长度呈等差数列的监测井管1使用环保胶粘粘在一起形成集束,方法是这样的:7根监测井管1全部竖放,底部都位于地面,最长的监测井管1在居中放置,然后按顺时针方向依次粘连剩余的最长监测井管1,直至所有的监测井管1全部粘连成集束。
如图2所示,安装过滤结构3时,首先在过滤结构3的底部位置放置含有7处挖空的圆形分隔片2,然后将过滤结构3套在圆形分隔片上,然后在过滤结构3的上部位置放置含有7处挖空的圆形分隔片2,同时将所述的圆形分隔片2嵌入过滤结构3内,即过滤结构3的顶部和底部都有圆形分隔片用于隔水隔砂,依次安装其余6处过滤结构,监测井管1集束即制作完成。
将监测井管1集束上下颠倒,悬挂在砂箱内部指定位置处,砂箱从底部开始慢慢填砂,待砂箱填满后,将悬挂措施解除,监测井管1集束即固定完成,在各井管出口安插橡胶管5,即可连接蠕动泵等用于抽注水等实验。本发明中圆形分隔片2同时充当紧固件,因此无需额外紧固措施。
本文中所描述的实施例仅为清楚地说明本发明精神所作的举例,而并非对实施方式的限定。本发明所属领域的普通技术人员在上述说明的基础上,还可以做出其它各种各样的修改、补充或类似的方式予以替代,而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍未超出本发明的精神或所附权利要求书所保护的范围。

Claims (7)

1.一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,所述的监测井主体包括多根长度不一的监测井管(1),其中最长的监测井管居中并作为定位管,其余监测井管(1)依次围绕最长的监测井管紧密排列形成集束;所述的集束为上端部位对齐,下端底部部位不对齐的分层监测井;
所述的分层监测井的各监测井管的底部所处位置均设置过滤结构(3),过滤结构(3)为空心柱状,包裹在各监测井管集束的外侧;
所述的过滤结构(3)包括上下两片圆形分隔片(2)、冲孔筛管和在外层的不锈钢筛网;
在不同高度的所述的圆形分隔片(2)其内部掏空对应的形状,使所述的形状分别对应监测井管集束在该高度的水平剖面形状,每层圆形分隔片(2)的形状正好约束分层监测井的每一层监测井管集束;同时将监测井管集束嵌在过滤结构内部;冲孔筛管的内径与圆形分隔片(2)的外径一致,使得冲孔筛管套在圆形分隔片(2)上,配合套在最外层的不锈钢筛网即可具备隔砂透水的功能;
所述的监测井管下端部延伸进入地下不同深度,最长的监测井管居中作为定位管,其余监测井管按蜂窝状围绕定位管紧密连接,上端部位对齐,下端部呈沿螺旋阶梯状下降;所述的分层监测井的各监测井管的底端垂向上等间距分布。
2.根据权利要求1所述的一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,所述的监测井管(1)形状为外正六边形内圆形管,其正六边形可以紧密平铺,各监测井管之间可紧密连接成蜂窝式井管集束。
3.根据权利要求1所述的一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,所述的过滤结构(3)采用冲孔筛管外裹不锈钢筛网,所述的过滤结构其直径大于井管集束的直径。
4.根据权利要求1所述的一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,所述的监测井管(1)的外壁套有薄膜管(4);所述的监测井管(1)的外壁可点焊凸起以防止圆形分隔片和过滤结构产生位移。
5.根据权利要求4所述的一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,所述的监测井管使用不锈钢制成,薄膜管(4)和圆形分隔片(2)的材质为聚氯乙烯材料或聚四氟乙烯材料。
6.根据权利要求1所述的一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,所述的圆形分隔片(2)、过滤结构(3)之间;圆形分隔片(2)与监测井管(1)之间;各个监测井管(1)之间使用胶进行固定、连接。
7.根据权利要求1所述的一种实验室集束式复合监测井,其特征在于,各监测井管(1)的上端出口安插橡胶管(5)。
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