RU2548464C2 - Water sampling complex and its operating method - Google Patents

Water sampling complex and its operating method Download PDF

Info

Publication number
RU2548464C2
RU2548464C2 RU2013132399/03A RU2013132399A RU2548464C2 RU 2548464 C2 RU2548464 C2 RU 2548464C2 RU 2013132399/03 A RU2013132399/03 A RU 2013132399/03A RU 2013132399 A RU2013132399 A RU 2013132399A RU 2548464 C2 RU2548464 C2 RU 2548464C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
sampler
well
cylindrical body
sampling
Prior art date
Application number
RU2013132399/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013132399A (en
Inventor
Андрей Валентинович Шмаков
Татьяна Христиановна Шмакова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2013132399/03A priority Critical patent/RU2548464C2/en
Publication of RU2013132399A publication Critical patent/RU2013132399A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548464C2 publication Critical patent/RU2548464C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: invention relates to equipment for determining consumptions and periodic water sampling from different horizons of a peat deposit, which are fixed as to depth. The complex includes a well casing pipe with a cone tip and a water intake structure. Besides, a sampling unit includes a cylindrical housing, on which there located are two elastic rubber cuffs with diameter equal to well diameter; in the wall of the cylindrical housing there are side holes - a middle one - for water receiving from a working horizon and is located between two cuffs; an upper one is located above the upper cuff; the lower one is located under the lower cuff; upper and lower holes are of a transit type and connected to each other with a tube passing inside the cylindrical housing of the sampling unit; the lower part of the cylindrical housing is connected to the water intake structure through a flange attached to the cylindrical housing; the upper part of the cylindrical housing is connected to a bracket for lifting the sampling unit and the water intake structure connected to it, the diameter of which is lower than inner diameter of the well casing pipe; the well casing pipe is pipes from one to N, which are connected to each other with external threaded couplings and side holes made throughout length of the pipes.
EFFECT: simpler design.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике определения расходов и периодического отбора проб воды с различных фиксированных по глубине горизонтов торфяной залежи.The invention relates to techniques for determining the costs and periodic sampling of water from various horizons of peat deposits fixed in depth.

Известно устройство для отбора проб жидкости из скважин (патент RU №2289691, МПК Е 21 В 49/08, G01N1/10, от 20.12. 2006 г.), включающее канатную подвеску, шток с диафрагмами, корпус цилиндрической формы, выполненный в виде последовательно установленных друг над другом цилиндров, оснащенных снизу каналами с клапанами. Корпус сверху оснащен камерой низкого давления и соединен с канатной подвеской. Снизу корпус снабжен полым хвостовиком с технологическим пазом на наружной поверхности, а снаружи - втулкой с пружинными центраторами и штифтом снизу. Штифт взаимодействует с пазом. Шток установлен герметично и жестко в корпусе. Диафрагмы в виде кольцевых поршней установлены внизу каждого цилиндра корпуса. Подпоршневая полость цилиндров через канал с клапаном сообщена с внутренним пространством скважины, надпоршневая полость - через сквозные отверстия штока с камерой низкого давления.A device for sampling fluid from wells (patent RU No. 2289691, IPC E 21 B 49/08, G01N1 / 10, dated December 20, 2006), including a cable suspension, a rod with diaphragms, a cylindrical body made in the form of a series mounted on top of each other cylinders equipped with bottom channels with valves. The casing on top is equipped with a low-pressure chamber and is connected to the cable suspension. Bottom of the housing is equipped with a hollow shank with a technological groove on the outer surface, and on the outside - a sleeve with spring centralizers and a pin from below. The pin interacts with the groove. The stem is installed tightly and rigidly in the housing. Diaphragms in the form of annular pistons are mounted at the bottom of each cylinder of the housing. The under-piston cavity of the cylinders through the channel with the valve is in communication with the internal space of the well, the under-piston cavity through the through holes of the rod with the low-pressure chamber.

Недостаток устройства - сложность конструкции, наличие большого количества технологически сложных деталей, требующих высокой точности изготовления.The disadvantage of this device is the complexity of the design, the presence of a large number of technologically complex parts that require high precision manufacturing.

Известно устройство для отбора проб жидкости из скважин (патент RU №2289692, МПК Е 21 В 49/08, G01N1/10, от 20.12. 2006 г.), включающее канатную подвеску, шток с диафрагмами в виде пробок, корпус цилиндрической формы, установленный с внешней стороны верхней диафрагмы с возможностью продольного перемещения. Шток снаружи сверху оснащен упором. Между упором и верхней диафрагмой на наружной поверхности штока - кольцевые выборки. Корпус вверху оснащен отверстиями. Пружина снизу уперта в наружную кольцевую выборку корпуса. В отверстия корпуса установлены шарики, взаимодействующие в транспортном положении с кольцевыми выборками штока и внутренней поверхностью втулки, а в рабочем положении - с наружной поверхностью штока и кольцевой проточкой втулки. Вверху корпуса установлена цилиндрическая камера с технологической проточкой снаружи, соединенная сверху с канатной подвеской, под которой выполнены технологические отверстия, а снизу - со штоком с возможностью ограниченного перемещения вверх. Снаружи камеры установлен стакан, взаимодействующий с проточкой. Проточка выполнена в виде последовательно удлиняемых вниз продольных пазов, соединенных фигурным пазом. A device is known for sampling fluid from wells (patent RU No. 2289692, IPC E 21 B 49/08, G01N1 / 10, dated December 20, 2006), including a cable suspension, a rod with diaphragms in the form of plugs, a cylindrical body mounted from the outside of the upper diaphragm with the possibility of longitudinal movement. The stem from the top is equipped with a stop. Between the stop and the upper diaphragm on the outer surface of the rod are ring samples. The case at the top is equipped with holes. The bottom spring is rested against the outer annular selection of the housing. Balls are installed in the openings of the body, interacting in the transport position with the ring rod samples and the inner surface of the sleeve, and in the working position, with the outer surface of the rod and the annular groove of the sleeve. At the top of the casing there is a cylindrical chamber with a technological groove on the outside, connected at the top with a rope suspension, under which technological holes are made, and at the bottom with a rod with the possibility of limited upward movement. Outside the camera there is a glass interacting with the groove. The groove is made in the form of successively elongated downward longitudinal grooves connected by a figured groove.

Недостаток устройства - сложность конструкции, в связи с чем снижается надежность работы пробоотборника.The disadvantage of this device is the complexity of the design, which reduces the reliability of the sampler.

Известен пробоотборник (АС SU №924362, МПК 7 Е 21 В 49/08, опубл. БИ №16 от 30.04.1982 г.). Пробоотборник содержит корпус, приемную камеру, подпружиненные верхний и нижний клапаны и герметичную рабочую камеру. Он снабжен двумя поршнями, жестко связанными штоками с клапанами и установленными в рабочей камере, заполненной газом под атмосферным давлением. Приемная камера заполнена сжатым газом. Нижний поршень имеет канал для сообщения рабочей камеры с внешней средой при верхнем положении поршня и ограничитель рабочего хода поршня, выполненный в виде втулки, закрепленной срезной чекой на штоке.A known sampler (AC SU No. 924362, IPC 7 E 21 B 49/08, publ. BI No. 16 from 04/30/1982). The sampler contains a housing, a receiving chamber, spring-loaded upper and lower valves and a sealed working chamber. It is equipped with two pistons, rigidly connected by rods with valves and installed in a working chamber filled with gas under atmospheric pressure. The receiving chamber is filled with compressed gas. The lower piston has a channel for communicating the working chamber with the external environment at the upper position of the piston and a piston stroke limiter made in the form of a sleeve fixed by a shear pin to the rod.

Недостаток устройства - сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества узлов и технически сложных деталей, что снижает надежность его работы.The disadvantage of this device is the complexity of the design, due to the presence of a large number of nodes and technically complex parts, which reduces the reliability of its operation.

Известны батометры (В.С.Самарина. Гидрохимическое опробование подземных вод, Изд-во Ленинградского Университета, 1958, с 61-65).Known bathometers (V. S. Samarina. Hydrochemical testing of groundwater, Publishing House of Leningrad University, 1958, p. 61-65).

Батометром Симонова производят опробование водоносного горизонта по вертикали водоносного слоя. Батометр содержит цилиндрический сосуд, имеющий козырек внизу сосуда и воронкообразное расширение сверху. На тросе укреплен груз. Шарик закрывает отверстие выводного канала в грузе. Патрубок, расположенный в грузе, служит для выливания воды из батометра.A Simonov batometer tests the aquifer vertically of the aquifer. The bathometer contains a cylindrical vessel having a visor at the bottom of the vessel and a funnel-shaped extension at the top. The load is fixed on the cable. The ball closes the hole of the output channel in the load. A pipe located in the cargo serves to pour water from the bathometer.

Способ работы батометра основан на том, что к опущенному на тросе грузу опускают емкость-цилиндр. Во время движения по тросу он промывается водой, а в момент достижения груза герметизируется этим же грузом и этим же тросом проба воды в емкости-цилиндре, закупоренном этим грузом, поднимается на поверхность.The method of operation of the bathometer is based on the fact that the tank-cylinder is lowered to the load lowered on the cable. While moving along the cable, it is washed with water, and at the moment of reaching the cargo, it is sealed with the same cargo and the same cable, a water sample in the cylinder container, clogged with this cargo, rises to the surface.

Опробование водоносного горизонта по вертикали водоносного слоя производят при помощи бутылки Майера. Этот батометр, как и батометр Симонова, позволяет открывать его для заполнения водой на нужной глубине.Testing the aquifer vertically of the aquifer is carried out using a Mayer bottle. This bathometer, like the Simonov bathometer, allows you to open it to fill with water at the desired depth.

Общий недостаток при применении этих приборов и способов их работы - взятие проб из неглубоких скважин, а если скважины не эксплуатационные, необходима откачка застоявшейся воды.A common drawback when using these devices and how they work is sampling from shallow wells, and if the wells are not operational, stagnant water must be pumped out.

Известно устройство для отбора проб воды (авторское свидетельство SU 367358 A, МПК G01N1/14, опубл. 01.01.1973).Устройство содержит станину с тросом, стеклянный сосуд с пробкой с отверстиями, через которые введены в сосуд две разные по длине стеклянные трубки с надетыми на них сверху упругими шлангами. Для упрощения конструкции устройства упругие шланги соединены стеклянной трубкой-перемычкой, а станина снабжена поперечной планкой, на которую опирается трубка-перемычка и к которой крепится трос станины.A device for sampling water is known (copyright certificate SU 367358 A, IPC G01N1 / 14, published 01.01.1973). The device contains a frame with a cable, a glass vessel with a stopper with holes through which two glass tubes with different lengths are inserted into the vessel with wearing elastic hoses on top of them. To simplify the design of the device, the elastic hoses are connected by a glass jumper tube, and the bed is equipped with a transverse bar on which the jumper tube rests and to which the bed cable is attached.

При работе устройство устанавливают вертикально, для прохождения жидкости оно имеет односторонний вход, осуществляемый сверху, поэтому пригодно только для отбора пробы воды, находящейся в глубине. Слив взятой пробы воды из емкости батометра в другую емкость происходит при контакте с атмосферным воздухом. During operation, the device is installed vertically, for the passage of liquid, it has a one-way entrance, carried out from above, therefore, it is suitable only for sampling water in depth. Drainage of a taken water sample from the bathometer tank to another tank occurs upon contact with atmospheric air.

Недостатки устройства и способа - устройство не пригодно для отбора достоверной пробы воды с небольших глубин или непосредственно со дна. Перед погружением устройства необходимо менять трубку-перемычку, а емкость для отбора и трубка-перемычка хрупкие, выполнены из стекла.The disadvantages of the device and method - the device is not suitable for taking reliable water samples from shallow depths or directly from the bottom. Before immersing the device, it is necessary to change the jumper tube, and the sampling container and the jumper tube are fragile, made of glass.

Наиболее близким устройством по технической сущности и достигаемому результату является установка для полевого отбора проб болотных вод на химический анализ, состоящая из обсадной трубы, выполняющей функцию скважины, насоса для откачки воды из скважины с двухходовым краном, стеклянного сосуда-водоприемника с двумя резиновыми шлангами.The closest device in terms of technical nature and the achieved result is a chemical wetland field sampling unit for chemical analysis, consisting of a casing acting as a well, a pump for pumping water from the well with a two-way valve, and a glass receptacle with two rubber hoses.

Обсадная труба представляет собой частично перфорированную винипластовую трубу диаметром 50-65 мм (90-100 мм для маломощных торфяных залежей), нижний конец которой имеет вид конуса. Такие обсадные трубы-скважины устанавливают в весенне-летний период в отверстия, пробуренные торфяным буром. Пробы воды отбирают в сосуд-водоприемник путем создания в нем вакуума. Поступившую в сосуд-приемник по силиконовому шлангу воду переливают в полиэтиленовые бутыли, предварительно ополоснутые отобранной болотной водой («Наставления гидрометеорологическим станциям и постам». Выпуск 8, Гидрометеоиздат, 1990 г.)The casing pipe is a partially perforated vinyl-plastic pipe with a diameter of 50-65 mm (90-100 mm for low-power peat deposits), the lower end of which has the form of a cone. Such casing pipes are installed in the spring-summer period in the holes drilled by a peat drill. Water samples are taken into the receptacle by creating a vacuum in it. The water received in the receiver vessel via a silicone hose is poured into polyethylene bottles previously rinsed with selected swamp water (“Manuals to Hydrometeorological Stations and Posts.” Issue 8, Gidrometeoizdat, 1990)

Недостатком установки является трудоемкость отбора проб, несоответствие технических характеристик предъявляемым требованиям.The disadvantage of this installation is the complexity of sampling, the mismatch of technical specifications with the requirements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ для полевого отбора проб болотных вод на химический анализ.The closest in technical essence and the achieved result is a method for field sampling of swamp water for chemical analysis.

Для отбора проб болотных вод на болотных станциях структуры Росгидромета устанавливают специально изготовленную обсадную трубу, выполняющую функцию скважины. Перед отбором проб из скважины насосом полностью удаляют застоявшуюся воду, а пробу объемом не менее 2 л отбирают после заполнения скважины. Ориентировочное время заполнения такого объема в скважине составляет от 15 минут до двух часов. Пробы отбирают путем откачивания воды насосом непосредственно в стеклянный сосуд-приемник, затем воду переливают в полиэтиленовые бутыли, предварительно ополоснутые отобранной болотной водой. В качестве сосуда-приемника используют стеклянную бутыль с резиновой трубкой, в которой проделаны отверстия для двух стеклянных трубок, к которым подсоединены резиновые шланги. Один шланг длиной 1,5-2 м осторожно, чтобы не взмутить отстоявшийся слой, опускают в скважину, другой подсоединяют к крану насоса. При отборе необходимо соблюдать осторожность, чтобы не нарушить растительный покров вокруг скважины («Наставления гидрометеорологическим станциям и постам». Выпуск 8, Гидрометеоиздат 1990 г.).To take swamp water samples at the swamp stations of the Roshydromet structure, a specially made casing pipe is installed that performs the function of a well. Before sampling from the well, stagnant water is completely removed by the pump, and a sample of at least 2 L is taken after filling the well. Estimated time to fill such a volume in the well is from 15 minutes to two hours. Samples are taken by pumping water directly into a glass receptacle, then the water is poured into plastic bottles pre-rinsed with selected swamp water. A glass bottle with a rubber tube is used as the receiving vessel, in which holes are made for two glass tubes to which rubber hoses are connected. One hose with a length of 1.5-2 m, carefully, so as not to perturb the settled layer, is lowered into the well, the other is connected to the pump tap. When selecting, care must be taken not to disturb the vegetation cover around the well (“Manuals to Hydrometeorological Stations and Posts.” Issue 8, Hydrometeorological Publishing House 1990).

Поставлена задача - создать комплекс и способ его работы для обеспечения периодического отбора проб воды с фиксированных глубин, расположенных по высоте торфяной залежи.The task is to create a complex and method of its operation to ensure periodic sampling of water from fixed depths located along the height of the peat deposit.

Комплекс для отбора проб воды состоит из обсадной трубы с конусным наконечником, выполняющей функцию скважины, и пробоотборника.The complex for sampling water consists of a casing with a conical tip, which performs the function of a well, and a sampler.

Обсадная труба - скважина - это трубы от единицы до N, соединенные между собой наружными резьбовыми муфтами и боковыми отверстиями, выполненными по длине труб.Casing pipe - well - these are pipes from one to N, interconnected by external threaded couplings and side holes made along the length of the pipes.

Пробоотборник содержит цилиндрический корпус, на котором расположены две эластичные резиновые манжеты с диаметром, равным внутреннему диаметру скважины. В стенке цилиндрического корпуса выполнены боковые отверстия. Среднее отверстие для приема воды из рабочего горизонта расположено между двумя манжетами. Верхнее расположено над верхней манжетой. Нижнее - под нижней манжетой. Верхнее и нижнее отверстия - транзитные - и соединены между собой трубкой, проходящей внутри цилиндрического корпуса пробоотборника. Нижняя часть цилиндрического корпуса соединена с водоприемником через фланец. Верхняя часть цилиндрического корпуса соединена с кронштейном для подъема пробоотборника и соединенного с ним водоприемника. Диаметр водоприемника меньше, чем внутренний диаметр скважины.The sampler contains a cylindrical body on which there are two elastic rubber cuffs with a diameter equal to the inner diameter of the well. Side holes are made in the wall of the cylindrical body. The middle hole for receiving water from the working horizon is located between the two cuffs. The upper one is located above the upper cuff. The lower one is under the lower cuff. The upper and lower holes are transit holes and are interconnected by a tube passing inside the cylindrical body of the sampler. The lower part of the cylindrical body is connected to the water intake through a flange. The upper part of the cylindrical body is connected to an arm for lifting the sampler and the water intake connected thereto. The diameter of the water intake is smaller than the inner diameter of the well.

В способе отбора проб воды из торфяной залежи обсадные трубы, являющиеся составными частями скважины, методом ударного вдавливания устанавливают в торфяную залежь. По мере углубления они соединяются между собой наружными муфтами с резьбой. Известным устройством, создающим вакуум, проверяют герметичность интервалов в скважине. При необходимости производят откачку воды измеряемого интервала скважины. Затем опускают пробоотборник в трубу скважины на измеряемый интервал, фиксируют его на нужной апробируемой глубине.In the method of sampling water from a peat deposit, casing pipes, which are components of a well, are installed by shock indentation into a peat deposit. As they deepen, they are interconnected by external threaded couplings. The known device that creates a vacuum, check the tightness of the intervals in the well. If necessary, pump out the water of the measured interval of the well. Then the sampler is lowered into the borehole pipe for the measured interval, and it is fixed at the required tested depth.

Вода с измеряемого интервала торфяной залежи в течение контрольного времени поступает в водоприемник через среднее боковое отверстие цилиндрического корпуса пробоотборника.Water from the measured interval of the peat deposit during the control time enters the water intake through the middle side hole of the cylindrical body of the sampler.

Пробоотборник с поступившей в него водой поднимают на поверхность и по отношению объема поступившей в водоприемник воды и времени ее наполнения устанавливают расход воды в измеряемом интервале торфяной толщи. В соответствии с расходом определяется время наполнения пробы воды требуемого объема, после чего пробоотборник опускают в трубу скважины и фиксируют его.The sampler with the water entering it is raised to the surface and the water flow rate in the measured interval of the peat thickness is established in relation to the volume of water entering the water intake and the time of its filling. In accordance with the flow rate, the time for filling the water sample with the required volume is determined, after which the sampler is lowered into the well pipe and fixed.

Пробоотборник с отобранной пробой поднимают на поверхность. Корпус водоприемника на поверхности отделяют от пробоотборника, герметично закрывают крышкой и отправляют на исследования. К пробоотборнику присоединяют сменный корпус водоприемника и аналогичным образом последовательно отбирают пробы воды со следующих интервалов торфяной залежи.The sampler with the selected sample is raised to the surface. The body of the water intake on the surface is separated from the sampler, hermetically sealed with a lid and sent for research. A removable water intake housing is connected to the sampler and similarly, water samples are sequentially taken from the following intervals of the peat deposit.

На фиг.1 изображен комплекс для отбора проб воды в продольном разрезе.Figure 1 shows a complex for sampling water in a longitudinal section.

На фиг. 2 изображен пробоотборник.In FIG. 2 shows a sampler.

Комплекс для отбора проб воды состоит из обсадной трубы - скважины и пробоотборника.The complex for water sampling consists of a casing - a well and a sampler.

Пробоотборник содержит цилиндрический корпус 1, на котором расположены две эластичные резиновые манжеты 2. В стенке корпуса выполнены боковые отверстия. Среднее отверстие 3 - для приема воды из рабочего горизонта расположено между двумя манжетами. Верхнее 4 расположено над верхней манжетой, нижнее 5 - под нижней манжетой. Верхнее и нижнее отверстия - транзитные и соединены между собой трубкой 6, проходящей внутри цилиндрического корпуса 1 пробоотборника. Нижняя часть цилиндрического корпуса соединена с водоприемником 7 через фланец 8, прикрепленный к цилиндрическому корпусу 1 гайками 9. К верхней части цилиндрического корпуса с помощью гаек 10 прикреплен кронштейн 11 для подъема пробоотборника и соединенного с ним водоприемника 7. Диаметр водоприемника 7 меньше, чем внутренний диаметр трубы-скважины.The sampler contains a cylindrical body 1, on which two elastic rubber cuffs are located 2. Side holes are made in the wall of the body. Middle hole 3 - for receiving water from the working horizon is located between two cuffs. Upper 4 is located above the upper cuff, lower 5 - under the lower cuff. The upper and lower holes are transit and are interconnected by a pipe 6 passing inside the cylindrical body 1 of the sampler. The lower part of the cylindrical body is connected to the water intake 7 through a flange 8, attached to the cylindrical body 1 by nuts 9. To the upper part of the cylindrical body using nuts 10 is attached an arm 11 for lifting the sampler and the water inlet 7 connected to it. well pipes.

Обсадная труба-скважина 12 представляет собой соединенное между собой наружными резьбовыми муфтами в одну N-количество труб. Нижняя часть первой трубы оснащена конусом-наконечником 13, облегчающим ее вхождение в грунт. По их длине расположены боковые отверстия 14 с одинаковым диаметром, по которым вода поступает в скважину. Обсадная труба-скважина принимает поступающую через отверстия воду. Оптимальный для условий исследования диаметр отверстий определяется опытным путем. Интервал расположенных по длине трубы отверстий определяют размерами пробоотборника, а также сопоставлением с существующими методиками.Casing pipe-well 12 is interconnected by external threaded couplings in one N-number of pipes. The lower part of the first pipe is equipped with a cone-tip 13, facilitating its entry into the ground. Along their length are lateral holes 14 with the same diameter, through which water enters the well. The casing well receives water entering through the openings. The hole diameter optimal for the conditions of the study is determined empirically. The interval of holes located along the length of the pipe is determined by the size of the sampler, as well as by comparison with existing methods.

В установленную методом ударного вдавливания в торфяную залежь скважину, состоящую из обсадных труб, по мере углубления соединенных между собой наружными муфтами с резьбой помещают пробоотборник. Под действием тяжести гнетущего груза на прикрепленном подъемном тросе пробоотборник опускают в скважину и фиксируют на нужной глубине. После установки пробоотборника на нужный интервал устье скважины закрывают для предотвращения попадания мусора, пыли, дождевой воды и т.п. Глубину опускания пробоотборника определяют по разметкам (маркам), нанесенным на подъемном тросе.A sampler is installed in the well, which is installed by shock indentation into a peat deposit, consisting of casing pipes, as the deepened interconnected threaded external couplings are placed. Under the influence of the gravity of the oppressive load on the attached lifting cable, the sampler is lowered into the well and fixed at the desired depth. After installing the sampler at the desired interval, the wellhead is closed to prevent debris, dust, rainwater, and the like. The lowering depth of the sampler is determined by the markings (grades) applied on the lifting cable.

После контрольного времени нахождения в апробируемом интервале пробоотборник подъемным тросом поднимают на поверхность и по градации, нанесенной на прозрачный пластиковый корпус водоприемника, определяют объем поступившей воды с данного интервала торфяной залежи, по отношению объема воды, поступившей в водоприемник, устанавливают расход воды. В соответствии с расходом поступившей воды определяют время наполнения пробы воды требуемого объема. После чего пробоотборник опускают в трубу скважины и фиксируют его. Пробоотборник с отобранной пробой в водоприемнике поднимают на поверхность. After the control time spent in the tested interval, the sampler is lifted to the surface with a lifting cable and the gradation applied to the transparent plastic casing of the water intake is used to determine the amount of incoming water from this interval of the peat deposit, and the water flow rate is set in relation to the volume of water supplied to the water intake. In accordance with the flow rate of the incoming water, the filling time of the water sample of the required volume is determined. Then the sampler is lowered into the well pipe and fixed. A sampler with a sample taken in the water intake is raised to the surface.

Затем корпус водоприемника отделяют от пробоотборника и герметично закрывают крышкой. К пробоотборнику присоединяют сменный корпус водоприемника и подобным образом отбирают пробу воды со следующей глубины скважины.Then the body of the water intake is separated from the sampler and hermetically closed with a lid. A removable water intake housing is connected to the sampler and a water sample is similarly taken from the next depth of the well.

Комплекс для отбора проб воды, показанный на фиг.1 и 2, надежен, поскольку его работа не зависит от внешних факторов.The complex for sampling water, shown in figures 1 and 2, is reliable, since its operation does not depend on external factors.

Комплекс позволяет:The complex allows you to:

- Отбирать пробу воды с заданной вертикальной глубины торфяной толщи или через определенные заданные интервалы. Их определяют положением расположенных отверстий по длине обсадной трубы-скважины.- To take a water sample from a given vertical depth of the peat mass or at specified intervals. They are determined by the position of the holes along the length of the casing-well.

- Конструкция комплекса исключает возможность поступления в водоприемник воды из выше- и нижерасположенных отверстий и обеспечивает поступление воды только с одного вертикального интервала непосредственно в водоприемник.- The design of the complex eliminates the possibility of water entering the water inlet from the above- and lower-lying openings and provides water from only one vertical interval directly to the water inlet.

- Отбирать пробы воды с минимизацией ее взаимодействия с воздухом.- To take water samples with minimization of its interaction with air.

- Изучать гидравлический режим болотных вод по толщине торфяной залежи.- To study the hydraulic regime of swamp water by the thickness of the peat deposit.

- Наблюдать за интегральным уровнем болотных вод.- Observe the integral level of swamp water.

Преимущества комплекса скважина-пробоотборник для отбора воды:Advantages of the well-sampler complex for water sampling:

- Отбор пробы воды происходит непосредственно путем фильтрации из нужного вертикального интервала водоносного горизонта, где вода еще не имела контакта с внешней средой и не изменила своих физических свойств и химического состава.- Water sampling takes place directly by filtration from the desired vertical interval of the aquifer, where the water has not yet had contact with the external environment and has not changed its physical properties and chemical composition.

- Пробоотборник позволяет в заданном рабочем положении изолировать поступление воды из соседних, по вертикали, глубин водоносного горизонта. - The sampler allows you to isolate the flow of water from adjacent, vertically, depths of the aquifer in a given working position.

- Возможность проследить, как меняется, в частности, химический состав воды в различных вертикальных интервалах водоносного горизонта.- The ability to track how, in particular, the chemical composition of water changes in various vertical intervals of the aquifer.

- Пробу воды берут непосредственно из каждого исследуемого горизонта водоносного слоя. Тем самым полученный химический состав проб воды однородно характерный по движению фильтрации воды, расположенной на высоте данного водоносного слоя.- A water sample is taken directly from each studied aquifer horizon. Thus, the obtained chemical composition of water samples is uniformly characteristic of the movement of water filtration located at the height of a given aquifer.

- Конструктивная особенность комплекса и принцип, на котором построен отбор проб, - непосредственная фильтрация в водоприемник пробоотборника из горизонта водоносного слоя, что позволяет сравнивать гидродинамический режим болотных вод по исследуемым глубинам торфяной залежи.- The design feature of the complex and the principle on which sampling is based is direct filtration of the sampler from the aquifer horizon into the water intake, which allows us to compare the hydrodynamic regime of swamp waters by the studied depths of the peat deposit.

Комплекс скважина-пробоотборник для отбора воды используется для отбора воды и исследования гидродинамического режима в апробируемых горизонтах торфяной залежи.The well-sampler complex for water sampling is used to take water and study the hydrodynamic regime in the tested horizons of the peat deposit.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Испытания комплекса скважина - пробоотборник проводились на участке Тимирязевского болота в рамках проводимых исследований по изучению связи гидродинамического режима болотных вод и их химического состава.Tests of the well-sampler complex were carried out on the site of the Timiryazevsky swamp as part of ongoing research to study the relationship of the hydrodynamic regime of swamp waters and their chemical composition.

В слое торфяной залежи мощностью 4,76 м установили наблюдательную скважину.An observation well was installed in the peat deposit layer with a thickness of 4.76 m.

Обсадную трубу - скважину с расположенными боковыми отверстиями по длине труб, в нижней части выполненную конусом, устанавливают отрезками по 2 метра. Наружный диаметр труб - 42 мм, толщина стенок - 2,5 мм.Casing pipe - a well with lateral holes located along the length of the pipes, made in the lower part by a cone, set in segments of 2 meters. The outer diameter of the pipes is 42 mm, the wall thickness is 2.5 mm.

Обсадную трубу устанавливают в торфяную залежь без предварительного бурения методом ударного вдавливания в грунт. По мере углубления трубы соединяют между собой наружными муфтами с резьбой. Обсадная труба проходит вертикально через торфяную залежь мощностью 4,76 м и входит в минеральный грунт подстилающего дна болота, что обеспечивает фиксацию высотного положения устья скважины длиной 5,7 метров. Уровень воды определяют расстоянием от положения поверхности воды в скважине до ее устья.The casing pipe is installed in a peat deposit without preliminary drilling by shock pressing into the ground. As the pipes deepen, they are interconnected by external threaded couplings. The casing pipe passes vertically through a peat deposit with a thickness of 4.76 m and enters the mineral soil of the underlying bottom of the swamp, which ensures the fixation of the height position of the wellhead 5.7 meters long. The water level is determined by the distance from the position of the water surface in the well to its mouth.

Герметичность интервалов проверяют любым известным устройством, например газоотборником, который создает вакуум и изолирует отверстие апробируемого вертикального интервала от других, линейно расположенных по длине скважины. Газоотборник опускают на нужную глубину, фиксируют в скважине посредством его перевода в рабочее положение, после чего производят откачку воздуха. Наличие вакуума характеризует герметичность тестируемого интервала.The tightness of the intervals is checked by any known device, for example a gas sampling device, which creates a vacuum and isolates the hole of the tested vertical interval from others linearly located along the length of the well. The gas sampler is lowered to the desired depth, fixed in the well by means of its transfer to the working position, after which air is pumped out. The presence of vacuum characterizes the tightness of the test interval.

Вода поступает в скважину через боковые отверстия диаметром 5 мм, выполненные по всей длине через 25 см, что определяет «разрешающую» способность исследования изменчивости химического состава болотных вод по глубине торфяной залежи.Water enters the well through side holes with a diameter of 5 mm, made over the entire length of 25 cm, which determines the "resolving" ability to study the variability of the chemical composition of swamp waters along the depth of the peat deposit.

Проведенные полевые экспериментальные работы показывают, что при более крупных диаметрах отверстий интенсивность фильтрации поступающей воды в скважину через некоторое время, в пределах суток, снижалась в 1.5 - 2 раза. Для уменьшения транспортирующей способности фильтрационного потока диаметр боковых отверстий, расположенных по их длине, был уменьшен до эксплуатационного размера, составившего 5 мм. Были созданы оптимальные условия, в которых скорость движения воды к скважине имеет скорость естественного фильтрационного потока. Опытным путем было установлено, что расходы поступающей в скважину воды при таких условиях во времени остаются постоянными. Отверстия сделаны одним диаметром и откалиброваны.Field experiments carried out show that, at larger hole diameters, the filtration rate of incoming water into the well after a while, within a day, decreased by a factor of 1.5–2. To reduce the transporting ability of the filtration flow, the diameter of the side holes located along their length was reduced to an operational size of 5 mm. Optimum conditions have been created in which the speed of movement of water to the well has the rate of natural filtration flow. It was experimentally established that the flow rate of water entering the well under such conditions in time remains constant. The holes are made in one diameter and calibrated.

Отбор проб воды из скважины произведен разработанным пробоотборником в соответствии с разработанным для этого способом. Пробоотборник опускают в скважину под действием тяжести гнетущего груза, через который проходит трос.Water sampling from the well was made by the developed sampler in accordance with the method developed for this. The sampler is lowered into the well under the influence of the gravity of the oppressive load through which the cable passes.

Пробы отбирают с интервалом в 0.5 метра по всей высоте торфяной толщи. Для определения расхода поступающей в пробоотборник воды и ее химического состава отбирали пробы воды с восьми вертикальных интервалов.Samples are taken at intervals of 0.5 meters over the entire height of the peat mass. To determine the flow rate of water entering the sampler and its chemical composition, water samples were taken from eight vertical intervals.

С помощью пробоотборника определяют скорость поступления воды в водоприемник с исследуемой глубины отбора пробы. Время отбора пробы воды на различных вертикальных интервалах торфяной залежи было определено опытным путем. При этом одновременно с отбором пробы воды решалась задача приближенной оценки интенсивности фильтрации в исследуемом горизонте. Пробоотборник помещают в скважину на требуемый интервал в соответствии с линейно расположенными по трубе боковыми отверстиями. Пробоотборник находится на требуемом вертикальном интервале в течение 15 минут, затем его поднимают на поверхность и по градации, нанесенной на прозрачный пластиковый корпус водоприемника, определяют объем поступившей воды с данного интервала торфяной залежи.Using a sampler, the rate of water entry into the water intake from the studied sampling depth is determined. The time of sampling water at various vertical intervals of the peat deposit was determined empirically. In this case, simultaneously with the sampling of water, the problem of an approximate estimation of the filtration intensity in the studied horizon was solved. The sampler is placed in the well at the required interval in accordance with the side openings linearly arranged along the pipe. The sampler is at the required vertical interval for 15 minutes, then it is lifted to the surface and the gradation applied to the transparent plastic casing of the water intake determines the amount of incoming water from this interval of the peat deposit.

По времени наполнения водоприемника пробоотборника на измеряемом интервале и поступившему за это время объему воды устанавливают расход воды в этом интервале торфяной толщи. According to the time of filling the water intake of the sampler on the measured interval and the volume of water received during this time, the water flow in this interval of the peat thickness is established.

Затем водоприемник отделяют от пробоотборника, плотно закрывают крышкой и тщательно взбалтывают для равномерного распределения по всему объему взвеси, находящейся в воде.Then the water inlet is separated from the sampler, tightly closed with a lid and shaken thoroughly to evenly distribute the suspension in water throughout the volume.

Воду из водоприемника переливают в мерный цилиндр с точностью измерения 0.2 мл и еще раз определяют объем взятой пробы. Измеренные объемы сравнивают, исключая возможную ошибку, допущенную при измерении. По среднему значению этих измерений вычисляют окончательный объем. По отношению объема отобранной в водоприемник воды и времени отбора этого объема рассчитывают расход воды на этом интервале торфяной толщи в мл/мин.Water from the water intake is poured into a measuring cylinder with an accuracy of 0.2 ml and the volume of the sample taken is determined once again. The measured volumes are compared, excluding the possible error in the measurement. The final volume is calculated from the average of these measurements. According to the ratio of the volume of water taken into the water intake and the time taken for this volume, the water flow rate in this interval of the peat thickness in ml / min is calculated.

Для отбора проб воды на определение концентрации основных компонентов минерального состава (суммы главных ионов): катионов (кальция, магния, калия, натрия); анионов (сульфатов, хлоридов, гидрокарбонатов) и физико-химических свойств поступления воды из апробируемого фиксированного интервала рассчитывают время наполнения требуемого объема. В рассчитанное время пробоотборник извлекают из скважины, водоприемник отделяют от пробоотборника, плотно закрывают крышкой и доставляют в лабораторию.For sampling water to determine the concentration of the main components of the mineral composition (the sum of the main ions): cations (calcium, magnesium, potassium, sodium); anions (sulfates, chlorides, bicarbonates) and physico-chemical properties of water from the tested fixed interval calculate the filling time of the required volume. At the calculated time, the sampler is removed from the well, the water intake is separated from the sampler, tightly closed with a lid and delivered to the laboratory.

На полученных результатах химического анализа и полученных измерением расходах отрабатывается метод изучения происходящих изменений химического состава и водного режима по глубине торфяной залежи в разные периоды времени от внешних погодно-сезонно-климатических условий.Based on the results of chemical analysis and the measurements obtained, a method is developed to study the changes in the chemical composition and water regime over the depth of the peat deposit at different periods of time from external weather-seasonal-climatic conditions.

Преимущества способа отбора проб воды:Advantages of the water sampling method:

- Основное отличие заключается в том, что отбор пробы воды происходит не из водной массы с какой-либо глубины, как при использовании всех существующих пробоотборников, батометров и т.п., а непосредственно путем фильтрации из нужного вертикального интервала водоносного горизонта. Исключен контакт с внешней средой, что является условием неизменности ее физических свойств и химического состава.- The main difference is that the sampling of water does not take place from the water mass from any depth, as when using all existing samplers, bathometers, etc., but directly by filtering from the desired vertical interval of the aquifer. Contact with the environment is excluded, which is a condition for the invariance of its physical properties and chemical composition.

- Поступление воды в водоприемник путем непосредственной фильтрации из исследуемых горизонтов исключает возможность контакта с водой других горизонтов. Это дает возможность изучать изменчивость распределения химического состава воды по толщине торфяной залежи.- The flow of water into the water intake by direct filtration from the studied horizons excludes the possibility of contact with water of other horizons. This makes it possible to study the variability of the distribution of the chemical composition of water over the thickness of the peat deposit.

- Пробу воды берут непосредственно из каждого исследуемого горизонта водоносного слоя. Тем самым полученный химический состав проб воды считается однородно характерным по содержащему его видовому слою торфа, распределенного по высоте торфяной залежи.- A water sample is taken directly from each studied aquifer horizon. Thus, the obtained chemical composition of water samples is considered to be uniformly characteristic for the species layer of peat containing it, distributed over the height of the peat deposit.

- Особенность комплекса и способ его работы позволяет определить распределение относительной интенсивности фильтрации по горизонтам отбора проб воды.- The feature of the complex and the way it works allows you to determine the distribution of the relative filtration intensity over the water sampling horizons.

Claims (2)

1. Комплекс для отбора проб воды содержит обсадную трубу-скважину с конусным наконечником и водоприемник, отличающийся тем, что пробоотборник содержит цилиндрический корпус, на котором расположены две эластичные резиновые манжеты с диаметром, равным диаметру скважины, в стенке цилиндрического корпуса выполнены боковые отверстия: среднее для приема воды из рабочего горизонта расположено между двумя манжетами, верхнее расположено над верхней манжетой, нижнее - под нижней манжетой, верхнее и нижнее отверстия - транзитные и соединены между собой трубкой, проходящей внутри цилиндрического корпуса пробоотборника, нижняя часть цилиндрического корпуса соединена с водоприемником через фланец, прикрепленный к цилиндрическому корпусу, верхняя часть цилиндрического корпуса соединена с кронштейном для подъема пробоотборника и соединенного с ним водоприемника, диаметр которого меньше, чем внутренний диаметр обсадной трубы скважины, обсадная труба - скважина - это трубы от единицы до N, соединенные между собой наружными резьбовыми муфтами и боковыми отверстиями, выполненными по длине труб. 1. The complex for sampling water contains a casing-well with a conical tip and a water intake, characterized in that the sampler contains a cylindrical body on which there are two elastic rubber cuffs with a diameter equal to the diameter of the well, side holes are made in the wall of the cylindrical body: middle for receiving water from the working horizon, it is located between two cuffs, the upper one is located above the upper cuff, the lower one is under the lower cuff, the upper and lower holes are transit and are connected between a tube passing inside the cylindrical body of the sampler, the lower part of the cylindrical body is connected to the water receiver through a flange attached to the cylindrical body, the upper part of the cylindrical body is connected to an arm for lifting the sampler and the water receiver connected to it, the diameter of which is smaller than the inner diameter of the casing of the well , casing - well - these are pipes from one to N, interconnected by external threaded couplings and side holes made according to pipe line. 2. Способ отбора проб воды из торфяной залежи, в котором обсадную трубу-скважину устанавливают вертикально в торфяную залежь, отличающийся тем, что устройством, создающим вакуум, проверяют герметичность интервалов, определяют уровень воды в скважине, при ее избытке - откачивают, опускают пробоотборник в скважину на измеряемый интервал на контрольное время, фиксируют его, вода с измеряемого интервала торфяной залежи поступает в корпус пробоотборника, его с поступившей водой поднимают на поверхность и по отношению объема воды, поступившей в водоприемник с определяемого интервала торфяной залежи, и времени ее наполнения устанавливают расход воды в измеряемом интервале торфяной толщи, в соответствии с расходом воды определяют время наполнения пробы требуемого объема, после чего пробоотборник опускают в трубу скважины, фиксируют его, а пробоотборник с отобранной пробой поднимают на поверхность, корпус водоприемника отделяют от пробоотборника, герметично закрывают крышкой, отправляют на исследования, а к пробоотборнику присоединяют сменный корпус водоприемника и последовательно отбирают пробы воды со следующих интервалов торфяной залежи. 2. A method of sampling water from a peat deposit, in which a casing-well is installed vertically in a peat deposit, characterized in that the vacuum generating device checks the tightness of the intervals, determines the water level in the well, if there is an excess, pump it out, lower the sampler into borehole for the measured interval for the control time, fix it, water from the measured interval of the peat deposit enters the body of the sampler, it is raised to the surface with the incoming water and in relation to the volume of water received the water intake from the determined interval of the peat deposit, and the time of its filling, set the water flow in the measured interval of the peat thickness, according to the water flow, determine the time of filling of the sample of the required volume, after which the sampler is lowered into the well pipe, fixed, and the sampler with the selected sample is raised to the surface, the body of the water intake is separated from the sampler, hermetically sealed with a lid, sent for research, and a replaceable water intake housing and water samples are carefully taken from the following intervals of the peat deposit.
RU2013132399/03A 2013-07-15 2013-07-15 Water sampling complex and its operating method RU2548464C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132399/03A RU2548464C2 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Water sampling complex and its operating method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132399/03A RU2548464C2 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Water sampling complex and its operating method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013132399A RU2013132399A (en) 2015-01-20
RU2548464C2 true RU2548464C2 (en) 2015-04-20

Family

ID=53280767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013132399/03A RU2548464C2 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Water sampling complex and its operating method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548464C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755599C1 (en) * 2021-03-01 2021-09-17 Открытое акционерное общество "Томская домостроительная компания" (ОАО "ТДСК") Well water sampling device for engineering surveys

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU367358A1 (en) * 1971-03-10 1973-01-23 DEVICE FOR SAMPLING WATER TEST
US4573354A (en) * 1982-09-20 1986-03-04 Colorado School Of Mines Apparatus and method for geochemical prospecting
RU4826U1 (en) * 1996-01-26 1997-08-16 Акционерное общество закрытого типа "Экрос" LIQUID SAMPLING DEVICE
RU131872U1 (en) * 2013-03-28 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-технический центр радиационной безопасности и гигиены Федерального медико-биологического агентства (ФГУП НТЦ РХБГ ФМБА России) DEVICE FOR TAKING GAS OR LIQUID SAMPLES FROM SOIL

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU367358A1 (en) * 1971-03-10 1973-01-23 DEVICE FOR SAMPLING WATER TEST
US4573354A (en) * 1982-09-20 1986-03-04 Colorado School Of Mines Apparatus and method for geochemical prospecting
RU4826U1 (en) * 1996-01-26 1997-08-16 Акционерное общество закрытого типа "Экрос" LIQUID SAMPLING DEVICE
RU131872U1 (en) * 2013-03-28 2013-08-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-технический центр радиационной безопасности и гигиены Федерального медико-биологического агентства (ФГУП НТЦ РХБГ ФМБА России) DEVICE FOR TAKING GAS OR LIQUID SAMPLES FROM SOIL

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИВАНОВ А.Б., Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Гидрометеорологические наблюдения на болотах, Гидрометеоиздат, выпуск 8, 1990. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755599C1 (en) * 2021-03-01 2021-09-17 Открытое акционерное общество "Томская домостроительная компания" (ОАО "ТДСК") Well water sampling device for engineering surveys

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013132399A (en) 2015-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107290188B (en) Soil gas layering acquisition device and monitoring method
CN104101563A (en) Portable spontaneous imbibition measuring device
CN102809642B (en) Method for determining hydrogeological parameters of aquitard
CN108645750B (en) Novel shale gas on-site desorption test device
CN111103419A (en) Mineral leaching agent migration test system and mineral leaching agent migration conversion test system
CN103792175A (en) Unsaturated rock-earth mass constant head reverse penetration testing method
RU2548464C2 (en) Water sampling complex and its operating method
RU131872U1 (en) DEVICE FOR TAKING GAS OR LIQUID SAMPLES FROM SOIL
RU2552267C1 (en) Gas sampling system
RU2315277C1 (en) Arrangement for selection of deep-laid samples of liquid
US9835525B2 (en) Multiphase sample container and method
RU2755599C1 (en) Well water sampling device for engineering surveys
CN105259090B (en) Soil infiltration instrument
CN104234709A (en) Device for obtaining stratum real fluid samples of cased well
CN208621474U (en) A kind of surface layer aeration zone soil resistance detection device
CN106405679B (en) A kind of Quantitative Monitoring subsurface flow to well device and pull out the well lantern ring
CN115598040A (en) Device and method for measuring two-way permeability coefficient of pore medium
CN112304709B (en) U-shaped pipe real-time temperature and pressure monitoring and in-situ sampling system based on optical fiber sensing
RU121369U1 (en) SUBSURFACE AIR SAMPLING PUMP
RU149635U1 (en) SAMPLE FOR ECOLOGICAL RESEARCHES OF WATER FACILITIES
US6736964B1 (en) Apparatus for separating mixed fluids and measuring quantity of component fluids
CN208296941U (en) A kind of dynamic sinking land in coalmining areas underground water and surface water water level difference measuring device
Lucia Petrophysical rock properties
KR101729900B1 (en) System and method for tracing groundwater
Abdul et al. Contamination of soil and groundwater by automatic transmission fluid: Site description and problem assessment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150716