CN207647494U - 一种双封隔器分层抽水装置 - Google Patents

Abstract

一种双封隔器分层抽水装置，该装置包括位于钻井内部的钻杆柱，该钻杆柱设有第一封隔器，该第一封隔器呈圆柱型，具有环形的内腔，将该钻杆柱包覆在内；该内腔外壁为弹性材料，顶部通过高压气管线连接至该钻井外部的高压气瓶，并能在高压气体的作用下沿径向向外变形扩大；该钻杆柱底部固定设有潜水泵，该潜水泵的出水管位于该钻杆柱内，且该出水管末端位于该钻井外部；该潜水泵的电缆穿过该第一封隔器的内腔，与该钻井外部的供电设备连接。本实用新型不但可以简化分层抽水试验施工难度，降低施工成本，而且封隔可靠，获得的水文地质参数更加精确。

Description

一种双封隔器分层抽水装置

技术领域

本实用新型属于水文地质调查勘探技术领域，尤其涉及一种双封隔器分层抽水装置。

背景技术

在水文地质调查以及地下水勘查中，通过分层抽水试验准确获取地下水详细的水文地质参数，取得含水层在空间的化学场、动力场、温度场的数据，实现对含水层的分层刻画，对于客观地认识水文地质条件，准确描述含水层，合理概化水文地质模型，建立地下水系统数学模型，较精确地评价地下水资源具有至关重要的作用。

由于技术和设备限制，目前国内的水文地质孔大多以单孔为主，分层钻孔较少，传统的分层抽水方法有以下两种：

1)成井时在分层目的段进行变径，分层抽水试验时，在变径段进行管内托盘止水，然后实施分层抽水试验。其缺点是：①由于变径较多，成井结构复杂，钻探施工成本较大；②托盘止水效果不稳定，取得的水文地质参数可靠性较差；③实时监测探头的数据线无法穿过托盘止水物，不能实时监测抽水目的层的水位变化；④如果实施3层以上分层抽水试验时，成井结构过于复杂。

2)在同径分层抽水试验时，采用托盘+遇水膨胀橡胶+黏土球进行管内分层止水，然后实施分层抽水试验。其缺点是：①膨胀橡胶一般需要24-48小时才能达到止水效果，辅助时间长，效率低；②无法实施2层以上的分层抽水试验；③进行下层抽水试验时，潜水泵在止水物的上端，不容易投入黏土球，造成止水效果不佳；④实时监测探头的数据线无法穿过膨胀橡胶，不能实时监测抽水目的层的水位变化。

上述两种传统的分层抽水方法实施难度高，成本高，而且成井结构复杂，同时临时止水效果也不可靠，会对含水层水文地质参数产生较大影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种双封隔器分层抽水装置，相对于传统的分层抽水方法，其不但可以简化分层抽水试验施工难度，降低施工成本，而且封隔可靠，获得的水文地质参数更加精确。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种双封隔器分层抽水装置，它包括位于钻井内部的钻杆柱，该钻杆柱设有第一封隔器，该第一封隔器呈圆柱型，具有环形的内腔，将该钻杆柱包覆在内；该内腔外壁为弹性材料，顶部通过高压气管线连接至该钻井外部的高压气瓶，并能在高压气体的作用下沿径向向外变形扩大；该钻杆柱底部固定设有潜水泵，该潜水泵的出水管位于该钻杆柱内，且该出水管末端位于该钻井外部；该潜水泵的电缆穿过该第一封隔器的内腔，与该钻井外部的供电设备连接。

进一步的，所述潜水泵底部设有若干个连接螺杆，该若干个连接螺杆底部与钻杆固定连接。

进一步的，所述潜水泵底部设有若干个连接螺杆，该若干个连接螺杆底部与第二封隔器连接，该第二封隔器结构与所述第一封隔器相同，该第二封隔器顶部的高压气管线穿过该第一封隔器的内腔，连接至所述钻井外部的高压气瓶。

进一步的，所述第一封隔器和第二封隔器的高压气管线分别连接至不同的高压气瓶。

进一步的，所述第二封隔器底部设有封堵头，将该第二封隔器内部的圆柱型空间封堵。

进一步的，所述高压气管线上设有减压表。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型双封隔器分层抽水装置能够将多个含水层彼此隔离，并通过分层抽水试验获得各含水层高精度的水文地质参数，有利于对含水层进行独立的分析研究；

2)本实用新型双封隔器分层抽水装置可重复利用，保证了低成本的施工；

3)本实用新型双封隔器分层抽水装置及方法能够满足百米甚至千米的较深水文地质孔分层抽水试验；

4)本实用新型双封隔器分层抽水装置具有封隔可靠、卸荷方便，可操作性强等特点。

附图说明

图1是本实用新型双封隔器分层抽水装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供一种双封隔器分层抽水装置，它包括位于钻井1内部的钻杆柱2，该钻杆柱2设有第一封隔器3，该第一封隔器3呈圆柱型，具有环形的内腔，将该钻杆柱2包覆在内。该第一封隔器3的内腔外壁为弹性材料，顶部通过高压气管线4连接至该钻井1外部的高压气瓶5，并能在高压气体的作用下沿径向向外变形扩大。该钻杆柱2底部固定设有潜水泵6，该潜水泵6的出水管7位于该钻杆柱2内，且该出水管7末端位于该钻井1外部。该潜水泵6的电缆8穿过该第一封隔器3的内腔，与该钻井1外部的供电设备9连接。该潜水泵6底部设有若干个连接螺杆，该若干个连接螺杆底部与钻杆或者第二封隔器10固定连接。该第二封隔器10结构与该第一封隔器3相同，该第二封隔器10顶部的高压气管线11穿过该第一封隔器3的内腔，连接至该钻井1外部的高压气瓶12。该第二封隔器10底部设有封堵头13，将该第二封隔器10内部的圆柱型空间封堵。

优选的，该第一封隔器3和第二封隔器10并联设置，可进行单独控制，使用灵活。例如，该第一封隔器3和第二封隔器10各自的高压气管线4、11分别连接至不同的高压气瓶5、12，该高压气管线4、11上设有减压表14。

本实用新型还提供一种双封隔器分层抽水方法，利用上述的双封隔器分层抽水装置，它包括下列步骤：

A.将该双封隔器分层抽水装置的钻杆柱2送入钻井1内，将第一封隔器3对应安装在钻井1的第一座封段15，将第二封隔器10对应安装在钻井1的第二座封段16，将潜水泵6对应抽水位置17；该第一座封段15和第二座封段16位于钻孔止水位置；该第一座封段15和第二座封段16位于完整基岩段或已安装井管的钻孔内；将该第一封隔器3的高压气管线4连接至地表的高压气瓶5，将该第二封隔器10的高压气管线11穿过该第一封隔器3内腔连接至地表的另一个高压气瓶12，将该潜水泵6的电缆8穿过该第一封隔器3内腔连接至地表的供电设备9；

B.检验设备、管路系统、各阀门和仪表都正常后，打开高压气瓶5、12，使高压气体分别经高压气管线4、11进入第一封隔器3和第二封隔器10内，伴随着第一封隔器3和第二封隔器10内腔内压力的升高并达到一座封压力值后，第一封隔器3和第二封隔器10在止水位置起封并封隔；该座封压力值为0.6-0.8MPa，该第一封隔器3和第二封隔器10的供气压力为该第一封隔器3和第二封隔器10各自所承受的水压与座封压力之和；启动地表的供电设备9，通过潜水泵6进行目的层抽水，水样由潜水泵6的出水管7末端流出后收集；

C.当抽水工作结束后，关闭供电设备9使潜水泵6停止工作，卸开高压气管线4、11与减压表14接头，排出高压气体使第一封隔器3和第二封隔器10的内腔收缩后解封，提动钻杆柱2进行下一目的层抽水，待全部抽水工作结束后，提出井内钻具。

本实用新型分层双封隔器分层抽水装置及方法的机理为：在钻孔分层止水成井的基础上，将封隔及抽水装置送入钻孔内，通过供压设备使第一、第二封隔器在止水段进行封隔，将抽水目的层与其他含水层进行隔离，使用潜水泵对抽水目的层进行抽水，其可以简化分层抽水试验施工难度，降低施工成本，而且获得的水文地质参数更加精确，为分层水文地质孔推广提供了技术支撑，为分层刻画水文地质参数奠定了基础。

本实用新型可以通过分层抽水试验获得不同含水层高精度的水文地质参数，实现对含水层的分层刻画，可用于水文地质勘探孔及其他分层抽水孔，具有止水封隔可靠、抽水深度大、试验数据可靠、精度高和抽水方式灵活的优势，能够满足多种口径钻孔分层采样与分层抽水试验要求，是一种新型的分层抽水装置。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种双封隔器分层抽水装置，其特征在于，它包括位于钻井内部的钻杆柱，该钻杆柱设有第一封隔器，该第一封隔器呈圆柱型，具有环形的内腔，将该钻杆柱包覆在内；该内腔外壁为弹性材料，顶部通过高压气管线连接至该钻井外部的高压气瓶，并能在高压气体的作用下沿径向向外变形扩大；该钻杆柱底部固定设有潜水泵，该潜水泵的出水管位于该钻杆柱内，且该出水管末端位于该钻井外部；该潜水泵的电缆穿过该第一封隔器的内腔，与该钻井外部的供电设备连接。

2.根据权利要求1所述的双封隔器分层抽水装置，其特征在于：所述潜水泵底部设有若干个连接螺杆，该若干个连接螺杆底部与钻杆固定连接。

3.根据权利要求2所述的双封隔器分层抽水装置，其特征在于：所述潜水泵底部设有若干个连接螺杆，该若干个连接螺杆底部与第二封隔器连接，该第二封隔器结构与所述第一封隔器相同，该第二封隔器顶部的高压气管线穿过该第一封隔器的内腔，连接至所述钻井外部的高压气瓶。

4.根据权利要求3所述的双封隔器分层抽水装置，其特征在于：所述第一封隔器和第二封隔器的高压气管线分别连接至不同的高压气瓶。

5.根据权利要求3所述的双封隔器分层抽水装置，其特征在于：所述第二封隔器底部设有封堵头，将该第二封隔器内部的圆柱型空间封堵。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的双封隔器分层抽水装置，其特征在于：所述高压气管线上设有减压表。