SU1411447A1 - Способ отбора проб воды из наблюдательной скважины - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидрогеологии , гидротехнике и позвол ет повысить достоверность пробы, отбираемой с исследуемого участка скважины с устойчивыми трещиноватыми стенками. Определ ют проницаемость водовмещающих пород, например, гидродинамическим способом в полевых услови х . Выполн ют водосборные элементы пробоотборника из материала с тождественной проницаемостью, благодар  чему в исследуемом участке стенки скважины 1 устанавливаетс  гидродинамическа  система, едина  с системой интервала водоносного пласта. Далее производ т фотографирование исследуемого участка скважины 1 и на основании его результатов выполн ют водоприемные отверсти  20 пробоотборника в соответствии с расположением трещин на стенках исследуемого участка. Затем пробоотборник опускают в скважину на уровень водоносного горизонта и совмещают его отверсти  20 с указанными трещинами. Подают сжатый воздух от пневмосистемы 5, обеспечива  прилегание пробоотборника к стенкам скважины, осуществл ют отбор пробы через отверсти  20 и поднимают его на поверхность. 3 ил. (О (Л Н 13 1Я IS IS С, П

Description

гг

4

Изобретение относитс  к гидрогеологии, гидротехнике, а именно к опробованию подземных вод, и может быть использовано дл  контрол  миграции стратифицированных загр зн ющих ингредиентов пз накопителей промстоков в водоносные пласты, врдовме- шаюи;ие отложени  которых представлены трепдиноватыми скальными и полускальными породами, образующими нрочностен- ные скважины с необваливающимис  после бурени  стенками.

Целью изобретени   вл етс  повьииение достоверности пробы, отбираемой с исследуемого участка скважипы с устойчивыми трещиноватыми стенками.

На фиг. 1 представлена наблюдательна  скважина с опущенной в нее секцией пробоотборника , вертикальный разрез; на фиг. 2 - сквозной впускной капал пробоотборника , разрез; па фиг. 3 - фрагмент боковой поверхности стенки наружной элас- тичной камеры пробоотборника.

Пробоотборник, предназначенный дл  отбора проб по данному способу из ограниченного участка скважины 1 с необва- ливающи.мис  стенками, содержит наруж}1ую П-образную пустотелую круглого сечепи  эластичпую камеру 2 и расположенные в ней жесткий пустотелый (например, из кап- ролактама) цилиндр 3, сооспо расположенные внутренние пустотелые эластичные с радиальным удли ением камеры 4 вытеснени  пробы (количество их определ етс  числом изучаемых ограниченных участков ки скважипы), при это.м камеры 2 и 4 сообщены с пневмосистемой 5 малого диаметра, и снабженный односторонними клапанами 6 с перфрированными отрезками 7 вакуу.м- ный Н1ланг 8, размещенный между стенками камеры 4 и цилиндра 3, которы.х расположены ограничительные круги 9, размещенные над и под э:1астичной камерой 10 пневмопробки 11, нодсоедипешюй к пневмо- сиете.ме 5 вакуу.мпым п,чангом 12, а каме- ры 2 и 4 -- шлангами 13-17, на которых установлены затворы 18 и 19. Цилиндр 3 и надета , на него наружна  камера 2 выполнены секционными дл  наращивани  их по мере опускани  в скважину 1. Кажда  секци  камеры 2 обеспечиваетс  соединительными муфта.ми с вакуу.мными шлангами (не показаны).

Боковые стенки камеры 2 выполнены перфорированными и отверсти  20 ее образуют сквозные впускные каналы 21, состо п1ие из сетки 22, полых шпеньков 23, вакуумного шланга 24 (с некоторым запасом,не преп тствующим раздутию камеры 2 при подаче сжатого воздуха), а фигурные отверсти  25 с потайными.каналами 26 выполнены в цилиндре 3. Внутренние камеры 4 закреплены в цилиндре 3 с помощью клапана 27, состо щего из двух конусов, соединенных один с другим усеченными вер1нинами, при этом

5

0

0

5

0

5

5

0

один из них цельнолитой, а другой без основани  и пустотелый. На боковых поверхност х стенок камеры 2, цилиндра 3 на основании фотокаротажа скважины 1 выполнены водоприемные отверсти  20 и 25, расположение которых соответствует расположению трещин опробуемого участка стенки скважины 1. Идентично этим отверсти м расположены клапаны 27 камер 4. При этом гидравлическое сопротивление канала 21 подбираетс  и регулируетс  таким образом, чтобы оно совпадало с гидравлическим сопротивлением водовмещающих пород. Гидравлическое сопротивление сетки 22 регулируетс  за счет изменени  частоты ее  чеек, а гидравлическое сопротивление канала 21 регулируетс  за счет обработки внутренней поверхности составл ющих его эле.ментов. При бурепии скважины слабые, неустойчивые породы закрепл ют обсадной трубой 28 и изолируют тамноно.м 29.

Пробоотборник снабжен дл  подъема отобранной пробы на дневную поверхность системой, состо щей из камер 4 и щланга 8, при этом гидравлическое сопротивление по- следпего (включа  перфорации 7 клапана 6) в 2-2,5 раза ниже, чем гидравлическое сопротивление канала 21.

Способ отбора пробы воды из наблюдательной скважины включает определение характеристики проницаемости водовмешаю- щих пород, выно.пнепие во.аосборных элементов пробоотбор1 ика из материала с тождественной характеристикой проницае.мости, проведение фотографировани  исследуемого участка скважины, вьпюлнение водоприемных отверстий на боковой поверхности пробоотборника в соответствии с распо.юже- нием трещип на стенках скважины, опускание пробоотборника на уровень водоносного горизонта, совменхение водоприемных отверстий с указанными трещинами, увеличение объема (раздувание) пробоотборника до поджати  к стенкам скважины, отбор пробы и подн тие ее на поверхность.

Способ реализуетс  с помощью устройства следующим образо.м.

Дл  вы влени  миграции загр зн ющих ингредиентов и изучени  их стратификации в водоносных пластах вблизи накопител  про.мстоков производ т бурение скважины 1 диаметром 75-350 мм в зависи.мости от горнотехнических условий и глубины, обусловленной уровнем залегани  водоносного пласта. Верхнюю часть скважины 1, пересе- каюп;ую слабые породы (фиг. 1), обсаживают трубой 28 из поли.мерного материала и изолируют тампоном 29, например, из керамзитовой глины, обладающей тер.мо- изол ционными свойства.ми и низкой водо- проводимостью. Определ ют характеристики проница емости (гидравлическое сопротивление водов.мещающих пород), напри.мер | идродинамическим способом в гголевых услови х . Производ т фотокаротаж скважины 1 и на основании его результатов вынос т нроекции трещин на поверхности камер 2 и 4 и цилиндра 3 в пределах исследуемого участка, выполн ют отверсти  20 и 25, каналы 21, клапана 27 и наклеивают сетку 22. Произод т сборку пробоотборника и опускают его в скважину 1, соблюда  ориентацию по специальным меткам на устье скважины 1 и пробоотборнике, до совмещени  водоприемных отверстий 20 с трещинами на исследуемом участке стенки скважины. После этого подают сжатый воздух от пневмо- системы 5 по щлангу 13 в наружную камеру 2 и раздувают его до поджати  к стенкам скважины 1 и цилиндра 3. Одновременно наружна  эластична  камера 2 обсаживает скважину 1 и обеспечивает надежное отсечение остальных участков стенок скважины 1 от пробоотборника. Благодар  выполнению водоприемных элементов пробоотборника из материала с тождественной водовмещающим породам характеристикой проницаемости в исследуемом участке стенки скважины 1, устанавливаетс  гидродинамическа  система, едина  с системой интервала водоносного пласта. Затем закрывают затвор 18, установленный на шланге 13, и прекращают подачу воздуха из пневмосис- темы 5. После этого переключают пневмо- систему 5 на подачу сжатого воздуха в пневмопробку 11, исключа  тем самым доступ атмосферного воздуха в скважину 1 после полного раздути  камеры 10. Подачу воздуха прерывают и закрывают затвор 18 щланга 12. Затем последовательной подачей воздуха в секции камеры 4 (снизу вверх) производитс  удаление жидкости, набравшейс  в цилиндре 3. При этом камеры 4 после полного раздути  полностью перекрывают перфорированные отрезки 7 щланга 8, который после этого подключаетс  к пнев- мосистеме 5 дл  удалени  оставщейс  в нем жидкости и воздуха. Затем затвором 18 щланг 8 перекрываетс .

Дл  отбора пробы из интервала водоносного пласта, например, и из участка стенки , обращенной к ореолу распространени  загр знителей, скважины 1 выпускают воз- дух из секции камеры 4 по щлангу 16 и соответствующий затвор 19. После этого последний перекрывают. Вода из исследуемого участка стенки скважины по каналам 21, отверсти м 25 и потайным каналам 26, открывшимс  после стравливани  воздуха из секции камеры 4, заполн ет цилиндр 3 в отрезке интервала и поступает в щланг 8 через перфорацию 7. Открыв соответствующий затвор 18, по щлангу 16 из пневмосис- темы 5 в секцию камеры 4 нагнетают сжатый воздух, который раздувает данную эластич- ную секцию камеры 4, при этом вода частично до перекрыти  одновременно раздувающимс  клапаном 27 отверстий 25,

потайных каналов 26 вытесн етс  обратно в водоносный пласт, освбожда  сетку 22 от осадивщихс  при впуске пластовой воды мелких твердых взвесей, а основна  масса от- бираемой воды, благодар  наличию вакуума в иланге 8 и минимальному гидравлическому сопротивлению перфорации 7 и односторонних клапанов 6 и собственно шланга 8, вытесн етс  по последнему на дневную поверхность. Па этом отбор пробы с от

дельного участка стенки скважины закончен.

При глубоком залегании подземных вод описанные в рассмотренном выше примере операции повтор ютс  до создани  в шланге 8 соответствующего столба жидкости, ко5 торый изольетс  на дневной поверхности в водоприемный сосуд. Наличие односторонних клапанов в щланге 8 исключает стекание отбираемой жидкости вниз.

Дл  изучени  стратификации загр зн ющих ингредиентов производитс  раздель0 ный отбор проб по вертикали из интересующих участков стенки скважины.

Пробоотборник остаетс  в скважине 1 посто нно и используетс  дл  нроведени 

5 периодического гидрохимического контрол  изменени  санитарного состо ни  подземных вод. Предлагаемое устройство исключает вли ние внещних факторов (атмосферного воздуха, температуры, материала обсадной колонны и пробоотборника), вызывающих

0 смещение физико-химического и газового равновеси  в водоносном пласте до проведени  гидрохимического опробовани ,а в процессе опробовани  за счет герметичности камер 4 не происходит аэрирование отбираемой пробы и, соответственно, не окисл 5 ютс  слабоосновные соединени , железо, марганец и т. д., а также исключаетс  вли ние кольматажа водоприемных элементов пробоотборника на качество отбирае.мой пробы.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ отбора проб воды из наблюдательной скважины, включающий определение проницаемости водормещающих пород, выполнение водосборных элементов пробоотборника из материала с тождественной им проницаемостью, опускание пробоотборника на уровень водоносного горизонта с после- дуюпд,им отбором пробы через водоприемные отверсти  пробоотборника и подн тием его на поверхность, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  достоверности пробы, отбираемой с исследуемого участка скважины с устойчивы.ми трещиноватыми стенками, перед опусканием пробоотборника производ т фотографирование исследуемого участка скважины, затем вынолн ют водоприемные отверсти  пробоотборника в соответствии с расположением трещин на стенках исследуемого участка, а после опускани  пробоотборника в скважину, совмещают его водоприемные отверсти  с указанными трещинами и обеспечивают прилегание пробоотборника к стенкам скважины.

   22 I

   Фиг. 5