RO100308B1 - Aparat portabil pentru foraje și piezometre - Google Patents

Abstract

Aparatul portabil pentru foraje hidrogeologice și piezometre este destinat a fi folosit în hidrogeologie, construcții hidrotehnice și prospecțiuni geologice și care, folosind o sondă electrică, acționată de un servomotor comandat de o unitate de comandă electronică permite măsurarea, prin impulsuri electrice afișate digital, a variațiilor de nivel a apelor freatice sau de infiltrație în corpul barajelor de beton, precum și a grosimii stratului de aluviuni depuse în foraje hidrogeologice și tuburi piezometrice, permițînd recuperarea acelora care, datorită acestor depuneri, sînt abandonate.

Description

Invenția se referă Ia un aparat portabil pentru măsurarea nivelului hidrostatic și a colmatării din foraje hidrogeologice sau tuburi piezometrice implementate în corpul barajelor și folosit, în special, în hi- 5 drogeologie, construcții hidrotehnice și în prospecțiuni geologice.

Sînt cunoscute dispozitive portabile pentru determinarea nivelului hidrostatic din forje și tuburi piezometrice. 10

Se cunoaște un dispozitiv numit sondă fluer, care lansat în tubul de foraj prin intermediul unui fir emite un sunet caracteristic la contactul cu apa, distanța pînă Ia apă rezultînd din măsurarea firului de 15 lansare.

Se mai cunoaște un dispozitiv electric, care lansat în tubul de foraj semnalizează adîncimea Ia care se găsește apa prin aprinderea unei lămpi electrice. 20

Este cunoscut un aparat pentru măsurarea colmatării lacurilor (stabilirea grosimii stratului de aluviuni depuse) format dintr-o sondă care la contactul cu stratul de apă pornește un numărător de impui- 25 suri și-l oprește atunci cînd atinge stratul de aluviuni, un impuls reprezentînd o anumită lungime.

Aceste dispozitive și aparate prezintă următoarele dezavantaje: - 30

- durata mare a măsurătorilor și precizie mică;

- nu pot fi folosite Ia determinarea variațiilor rapide de nivel hidrostatic în timpul pompărilor de foraje (metoda aer- 35 lift).

Datorită dimensiunilor mari ale sondei nu se pot folosi la stabilirea grosimii stratului de aluviuni depuse pe fundul forajului sau tubului piezometric. 40

Nu pot fi folosite lâ măsurători în foraje cu un diametru mai mic de I0Q mm.

Scopul invenției este realizarea unui aparat portabil pentru măsurarea cu precizie a nivelului apei și a colmatării în 45 foraje hidrogeologice și tuburi piezometrice.

Problema pe care o rezolvă invenția este măsurarea nivelului apei în foraje în timpul pompărilor cu metoda aer-lift și 50 recuperarea unor foraje care din cauza colmatării se abandonează.

Invenția înlătură dezavantajele de mai sus prin aceea că pentru măsurarea in situ a nivelului și a colmatării din foraje și tuburi piezometrice, folosește un aparat portabil format dintr-o sondă acționată de un servomotor al cărui fir electric de suspensie antrenează un traductor optic, în sine cunoscut, care generează impulsuri electrice fie Ia suprafața apei, fie pînă la fundul forajului, un impuls reprezentînd, de exemplu, o deplasare egală cu un centimetru.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu fîg.l și 2, care reprezintă:

- fîg.l, schema bloc a aparatului;

- fig.2, schema electrică de funcționare a aparatului.

Aparatul, conform invenției, este format dintr-o sondă 1 din metal inoxidabil, avînd o suprafață mai mare la partea inferioară pentru a împiedica pătrunderea în stratul de aluviuni 2 și conectată electric la partea superioară cu un fir de suspensie 3, care antrenează un traductor optic 4, în sine cunoscut, atunci cînd sonda coboară în tubul de foraj 5 prin intermediul unui servomotor 6 comandat de o unitate de comandă 7.

Impulsurile electrice generate de ttaductorul optic 4 sînt afișate digital de numărătorul 8, semnalizatorul 9 indică prezența sau absența apei în foraj sau în tubul piezometric. Aparatul este alimentat de la un set de baterii 10, iar blocul electronic 11 indică existența unei tensiuni electrice normale înainte de începerea măsurătorilor.

Prin acționarea întrerupătorului fără menținere K₂ se conectează un releu Rj care se automenține prințr-un contact 1 Rj și un contact normal închis 1 R₂ al unui releu R₂. Același releu Rj acționează printr-un contact normal deschis 2 R_ls un releu R₃ ce conectează în circuit prin contactele 1 Rj și 2 Rj servomotorul 6 care coboară sonda 1 în tubul de foraj 5, iar prin contactul 3 Rj al aceluiași releu R_1? impulsurile electrice generate de un traductor optic de impulsuri 4, în sine cunoscut, sînt numărate și afișate digital de un dispozitiv electronic de asemenea cunoscut 8; cînd sonda 1 atinge suprafața apei, prin intermediul unui amplificator A se conectează releul R₂, întrerupătorul cu menținere K₂ fiind închis, care prin contactul 1 R₂ întrerupe automenținerea releului R₃ ce la rîndul său prin desfacerea contactului 1 R₂ întrerupe alimentarea bobinei releului R_ls contactele normal închise 3 R₃, 4 R₃ de releul R₃ și un contact 1 R₄ al unui releu R₄ alimentînd servomotorul 6 de această dată cu polaritatea tensiunii inversată ceea ce determină ridicarea sondei 1 către cota superioară de referință a forajului cu condiția ca și întrerupătorul cu menținere K₃ să fie pe poziția contact. Cînd sonda 1 ajunge la cota superioară de referință un magnet permanent m montat la capătul superior al sondei,' acționează un red K₄ care deconectează bobina unui releu R₄ ce va întrerupe circuitul de alimentare a servomotorului 6 prin desfacerea contactului 1 R₄.

Dacă se dorește oprirea sondei 1 la suprafața apei moment semnalizat prin aprinderea diodei luminiscente D₃ înainte de acționarea comutatorului de start K₂ se comută pe poziția deschis comutatorul K₃ care întrerupe astfel circuitul de alimentare a servomotorului 6, prin contactul 3 R₃. Această operație se execută atunci cînd se dorește efectuarea de măsurători a nivelului, cînd se pompează apa din foraj utilizînd metoda aer-lift. Dacă în urma pompării, nivelului apei din foraj a scăzut atunci prin acționarea din nou a comutatorului K₃ sonda va coborî și se va opri cînd va atinge noul nivel, la impulsurile afișate de numărător adăugîndu-se numărul corespunzător nivelului atins. După terminarea operațiilor de măsurare a variațiilor de nivel în timpul pompărilor, numărătorul electromecanic N montat în circuit printr-un contact normal deschis 2 R₂ al releului R₂ indicînd numărul de măsurători efectuate, se va acționa comutatorul K₃ în poziția închis restabilind astfel circuitul de alimentare a servomotorului 6 care va ridica sonda 1 la cota superioară de referință.

Pentru determinarea grosimii stratului de aluviuni depus pe fundul unui foraj hidro5 geologic sau tub piezometric se conectează pe poziția deschis comutatorul A atunci cînd sonda 1 va atinge suprafața apei. -

Pe firul eleectric 3 de care este suspendată sonda 1 se montează un comutator K₅ astfel, încît să fie menținut în poziția deschis de către greutatea sondei G. Cînd sonda 1 atinge stratul de aluviuni tensiunea din fir dispare, comutatorul K_; este acționat în poziția închis, contact ce va alimenta bobina releului R₂, care prin contactul 1 R₂ va întrerupe circuitul de automenținere a releului R_ls servomotorul alimentat prin aceleași contacte arătate mai sus va ridica sonda la cota superioară de referință.

Aceeași funcționare o vom avea cu condiția ca, comutatorul K₂ să fie în poziție acționat și în cazul cînd în forajul destinat măsurătorilor nu este apă sau este obturat de un obsțacol. Lipsa apei sau prezența obstacolului este semnalată prin nefuncționarea amplificatorului A, dioda nu va fi aprinsă.

Determinarea grosimii stratului de aluviuni se poate realiza și de la suprafața apei, deci măsurînd de fapt adîncimea coloanei de apă existentă în foraj sau piezometru.

. Aceasta se realizează oprind sonda 1 la suprafața apei în modul descris mai sus.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- măsoară cu precizie nivelul apei în foraje și tuburi piezometrice;

- măsoară variațiile rapide ale nivelului apei din foraje în timpul pompărilor;

- măsoară grosimea stratului de aluviuni depuse în foraje tuburi piezometrice, 'cu diametre mici;

- durata măsurătorilor este mică comparativ cu mijloacele existente.

Claims (3)

1. Aparat portabil pentru foraje hidrogeologice și piezometrice, caracterizat prin aceea că, în scopul măsurării cu precizie

50 a nivelului apei și a colmatării în foraje hidrogeologiee și tuburi piezometrice este format dintr-o sondă (1), conectată electric cu un fir de suspensie (3) care antrenează un traductor optic de -impulsuri (4) în sine cunoscut, atunci cînd sonda (1) coboară in tubul de foraj sau piezometru (5) prin intermediul unui servomotor (6) comandat de o unitate de comandă (7), impulsurile generate de traductorul optic sînt afișate digital de un numărător electronic (8), un impuls reprezentînd de exemplu o deplasare de 1 cm, iar un semnalizator (9) indică prezența sau absența apei în foraj sau tubul piezometric, întregul aparat fiind alimentat de un set de baterii (10) existînd posibilitatea ca prin intermediul dispozitivului electronic (11) să se semnalizeze dacă tensiunea de alimentare este cea normală pentru efectuarea măsurătorilor.

2. Aparat portabil pentru foraje hidrogeologice și piezometre, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că pentru măsurarea nivelului apei unitatea de comandă (7) conține un comutator (Kj) fără menținere care conectează un releu (Rj) ce se automenține printr-un contact (1 Rj) și un contact (1 R₂) al unui releu (R₃) care conectează în circuit prin contactele (1 R₃ și 2 R₃) servomotorul (6) ce acționează firul de suspensie (3) al sondei (1) coborînd-σ în forajul (5) fir ce antrenează traductorul optic (4) care generează impulsuri electrice ce sînt trimise spre măsurare și afișare printr-un contact (3 Rj) al releului (Rj) pînă cînd acest contact (3 Rj) este desfăcut în momentul cînd sonda (1) . atinge suprafața apei și datorită unui amplificator (A) care alimentează releu! (R₂) ce va întrerupe prin contactul (1 R₂) automenținerea releului (Rj), servomotorul (6) va ridica sonda (1) fiind alimentat de această dată cu o tensiune de polaritate inversată prin contactele (4 R₃ - 3 Rj - K₃ - 1 Ri) și o va opri prin desfacerea unui contact (1R₄) al unui releu (R₄) ce este acționat de un magnet permanent (m) plasat în partea superioară a forajului pe durata măsurătorilor comutatorului cu menținere (Kj) fiind comutat pe poziția închis.,

3. Aparat portabil pentru foraje hidrogeologice și piezometre, conform revendicării 1 și 2, caracterizat prin aceea că pentru măsurarea grosimii stratului de aluviuni depus pe fundul forajelor sau a tuburilor piezometrice, unitatea de comanda (7) mai conține un comutator fără menținere (K₅) montat pe firul (3) de care este suspendată sonda (1) astfel, încît să fie menținut în poziția deschis de către greutatea sondei (G), comutator care, o dată această forță dispărînd cînd sonda (1) atinge stratul de aluviuni (2) și în condiția în care comutatorul (K₂) este comutat pe poziția deschis întrerupînd astfel alimentarea releului (R^) cînd sonda (1) atinge suprafața apei, alimentează pentru scurt timp releul (R^ care prin desfacerea unui contact (1 R^ întrerupe automenținerea releului (R₃) și comandă ridicarea sondei (1) alimenfind servomotorul (6) prin contactele (4R₃-3R₃K₃-lR₄), impulsurile generate de traductorul optic în sine cunoscut (4) reprezentînd distanța pînă la stratul de aluviuni (2).