专利名称：一种无井软土层地区人工快速采集地下水样品装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无井软土层地区采集地下水样品的装置，特别是适于无地下水露
头状况下软土层地区人工快速采集地下水样品的装置。
背景技术：
在地下水样品采集工作中，往往会遇到在合适样品布设点无地下水露头的情况，只有进行成井后才能采集地下水样品。成孔时，人工开挖费时费力，当深度大于2米时，井壁容易坍塌，会对施工人员的安全构成威胁；沉井成井工艺借助沉井装置自重克服基础土体对井壁的摩擦力而下沉，随着下沉深度的增加，土体对井壁的摩擦力也随之增加，这就对
井壁厚度的要求越来越高，又由于井壁是采用混凝土浇注而成，沉井时间较长，且需要耗费较多的人力，造成工作效率低下。另外，在软土层成井时一般多为小口径水井的施工，主要用钻探钻具、冲击钻等钻进装置，尽管钻探钻具成孔效果较好，但是操作繁琐、拆装复杂、不易运输，对于IO米以内成井施工便会窝工。而地下水样品采集工作所需地下水样品量一般很少，如分析挥发性有机污染物所需地下水样品量为0. 08L，分析半挥发性有机污染物所需地下水样品量为1L，进行无机全分析2.5L地下水样品便已足够。可见，为采集一次地下水样品而进行成井护壁抽水等工作浪费时间和人力物力，人工开挖的各种工艺也是如此，且整个成井工作过程会对地下水样品组分含量造成影响。
实用新型内容本实用新型提供一种无井软土层地区人工快速采集地下水样品的装置，实现无需成井，人工快速采集地下水样品。 为实现本实用新型目的，这种无井软土层地区人工快速采集地下水样品的装置，其特征在于它包括承重接头、装配在承重接头中心柱上的重锤、连接在承重接头下的空心钻杆及连接于空心钻杆下的储水室，储水室下连接钻头，储水室外装设有套管，套管与空心钻杆间装设有拉簧，储水室设有卡接装置，储水室与套管间卡接连接，承重接头、空心钻杆、储水室间分别通过管箍相互旋接。 所述储水室为一圆柱状腔室，其圆周壁面均匀开设有滤孔。 所述卡接装置包括装配在储水室筒壁上的卡榫，各卡榫分别通过钢索与一弹片固连，钢索与弹片间装设有压簧，套管管壁上设有与卡榫相配的卡槽。 本实用新型所取得的技术进步采取本发明的技术方案首次实现了无动力装置、无地下水露头状况下软土层地区地下水样品的快速采集工作，可快速采集6米以内地下水样品，大大降低取样成本，提高了工作效率，节省取样时间，操作简单，携带方便。采用不锈钢材质的钻杆及钻头，整个取样过程中地下水样品只与钻具和取样器接触，避免了其它钻具成井、下管、护壁、洗井过程或人工开挖过程对地下水样品组分含量造成的影响，成孔后钻具不必提出可充当井壁，可直接进行取样，不会因深度的增加、受压力的增大及井壁变形而影响水样的提取。储水室壁面上滤孔空隙率的合理设置保证了水样的顺利采集；卡接装置的设计使得本发明钻进过程中储水室不被堵塞，钻至含水层后由弹片触发，使套管在强力弹簧作用下上移，地下水进入储水室，实现了钻进过程中对储水室滤孔的有效保护。
图1为本实用新型整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步说明。 如图1所示，这种无井软土层地区人工快速采集地下水样品装置包括承重接头8、套装在承重接头8中心柱上的重锤9、连接在承重接头8下的空心钻杆7以及连接于空心钻杆7下的储水室3，储水室3为一圆柱状腔室，其圆周壁面均匀开设有滤孔5，滤孔5的孔径设置为5mm，空隙率为25%，储水室3下旋接一钻头l，储水室3外套装套管2，套管2与空心钻杆7间装设拉簧6，储水室3设有卡接装置，该卡接装置包括装配在储水室3筒壁上的卡榫4，各卡榫4分别通过钢索与一弹片10固连，钢索与弹片10间装设有压簧11，套管2管壁上设有与卡榫4相配的卡槽。储水室3与套管2间通过上述卡接装置卡接连接，承重接头8、空心钻杆7、储水室3间分别通过管箍相互旋接。 本实用新型作为钻进动力部件的重锤9在施工冲击时落在承重接头8的中心柱上，承重接头8旋接在空心钻杆7或底部钻杆7的上端。施工时，首先在预定点开挖一小坑以方便钻进，将钻头1、储水室3相互旋接，将套管2自上而下套装在储水室3上，此时卡接装置的卡榫4自动弹出至套管2卡槽固定；底部钻杆7和储水室3间依靠管箍对接，然后将套管2上端的拉簧6拉伸，挂接在钻杆7的弹簧挂口上；承重接头8的下端通过管箍对接在底部钻杆7上；将重锤9套接在承重接头8上，抬起重锤9使之自由下落冲击承重接头8以钻进钻具。钻杆7的长度不够时可依靠管箍对接使钻杆延长。钻进速度骤然减缓时，表明遇到砂层，再下钻50厘米后停止钻进；从钻杆7中下放蠕动泵，泵头重锤进入储水室3后触动卡接装置的弹片10，卡榫4縮回，套管2在强力拉簧6作用下弹离储水室3，水样进入储水室3，然后开启蠕动泵，将水样采集到取样容器。
权利要求一种无井软土层地区人工快速采集地下水样品装置，其特征在于它包括承重接头(8)、装配在承重接头(8)中心柱上的重锤(9)、连接在承重接头(8)下的空心钻杆(7)及连接于空心钻杆(7)下的储水室(3)，储水室(3)下连接钻头(1)，储水室(3)外装设有套管(2)，储水室(3)设有卡接装置，储水室(3)与套管(2)间卡接连接，套管(2)与空心钻杆(7)间装设拉簧(6)，承重接头(8)、空心钻杆(7)、储水室(3)间分别通过管箍旋接。
2. 根据权利要求1所述的无井软土层地区人工快速采集地下水样品装置，其特征在于所述储水室(3)为一圆柱状腔室，其圆周壁面均匀开设有滤孔(5)。
3. 根据权利要求1或2所述的无井软土层地区人工快速采集地下水样品装置，其特征在于所述卡接装置包括装配在储水室(3)筒壁上的卡榫(4)，各卡榫(4)分别通过钢索与一弹片(10)固连，钢索与弹片(10)间装设有压簧(ll)，套管(2)管壁上设有与卡榫(4)相配的卡槽。
专利摘要本实用新型公开了一种无井软土层地区人工快速采集地下水样品装置，它包括承重接头、装配在承重接头中心柱上的重锤、连接在承重接头下的钻杆及连接于钻杆下的储水室，储水室下连接钻头，储水室外装设套管，储水室设有卡接装置，储水室与套管间卡接连接，套管与钻杆间装设拉簧，承重接头、空心钻杆、储水室间分别通过管箍旋接。本实用新型首次实现无动力装置，无地下水露头状况下软土层地区地下水样品的快速采集工作，减少了一般成井过程对地下水样品各种组分含量造成的影响，成孔后钻具可充当井壁，可直接进行取样，不会因深度的增加、受压力的增大及井壁变形而影响水样的提取，节省取样时间，操作简单，携带方便，降低了取样成本，提高了工作效率。
文档编号G01N1/14GK201522389SQ200920254029
公开日2010年7月7日 申请日期2009年10月15日 优先权日2009年10月15日
发明者刘景云, 刘景涛, 孙继朝, 崔海炜, 陈玺, 黄冠星 申请人:中国地质科学院水文地质环境地质研究所