专利名称：全孔压水试验方法
技术领域：
本发明所涉及的是一种用于水利水电及其它工程地质勘察的方法，是采用钻孔激光测流仪的全孔压水试验方法。
据查，目前国内外使用的压水试验方法，都是单段压水方法，即分段钻进，分段止水，单段加压，逐段测试的方法。这种方法的缺点如下。
(1)理论条件与实际地质条件不符。单段压水方法认为压入某试段内的水量只分布在试段上，下两端点与试段垂直的两平行平面之间的钻孔及其周围岩体内;压水试段与相邻试段之间不发生水力联系。这与实际存在的地质条件不符合，因为钻孔周围的岩体呈连续分布，其间有一系列十分复杂的地下水连通网络。在这地下水连通网络的任意两点间，如果有水位差存在，必引起地下水的流动，使压水试段的水量外渗至非压水试段，即发生超越试段渗漏。
(2)试段渗漏量测量误差大，因为在止水边界压力突变面的压差作用下，使得压入某试验段的总水量，一部分通过上述地下水连通网络流入与该试段上、下相邻的试段中，这造成压水试段渗漏水量的计量重复。试段分割的越多，总渗漏量测量累积误差越大，据此所取得的岩石渗漏剖面，必然存在吸水量ω普遍偏高的假象。
(3)精度低，单段压水试验给出的是压水试段的ω平均值。它不能准确的找出渗漏点、段的具体位置和渗漏量，还会导至把非透水岩石当作透水岩石处理，降低了成果精度，不能完全达到压水试验的目的。
(4)工作效率低，因为单段压水试验的工作顺序是压水与钻进交替进行，这使钻机的纯钻进时间大为减少，并增加钻探事故发生机会。通常，钻机因压水试验造成的停钻时间约占总台时的1/3-1/2。另外，单段压水试验的关键是用人工阻隔方法割断试验孔内试段与非试段间的水力联系，在遇有孔壁不完整或裂隙较发育的孔段，将无法实现孔内止水，势必增加压水试验时间。通常，每一压水试段需一个台班左右。
(5)试验费用高，按(计设〔1984〕863号文)关于单段压水试验费用标准的规定，每5米试段单段压水试验费用为700元。若一孔深50米的钻孔，其单段压水试验费用即达7000元左右。
本发明的目的是提供一种使用高灵敏度，大量程比的钻孔激光测流仪做全孔压水试验的方法。该方法能显著降低试验费用，提高工作效率，缩短勘察周期，并能消除单段压水试验方法中由于压力突变面产生的超越试段渗漏，从而提高试验成果质量。
全孔压水试验方法的主要特点是，孔内各点的压力随深度变化规律是一连续函数，除孔口处之外不再有压力突变面。钻孔井孔对水流的阻力远小于孔壁岩石渗漏途径对水流的阻力，在与孔壁垂直的压力作用下，可以认为渗入岩石中的水量都由井孔中水柱供给，在孔壁岩石中不再发生超越试段渗漏。
本发明的任务是这样实现的。结合
。
附图全孔压水试验方法示意图试验钻孔一次连续钻进至孔底，待全孔终孔，洗孔，下孔口管后，将探头1放入孔中。由供水系统向孔内送水加压至规定值。待孔内水量稳定后，将探头置于设计划分的试段两个端截面处，令仪器的胶囊导水器2膨胀，用以将探头1固定在钻孔壁上，并使测试截面的全流量由探头过水通道3内流过，测量试段两端截面流量。一个试段测毕，将探头置于下一试段两个端截面处，重复上述步骤。这种测试方法可以孔口测起，分段测流，直至孔底。当任意两截面的流量相差较大时，可在两截面间加密测量。对测量数据有怀疑的可作重复测量。
确定压水试段长度是用连接探头的提升缆绳上所做的深度标志，划分精度为1%。钻孔中任一试段的长度可由下一测试截面的深度减去上一测试截面的深度求得。测试截面的位置以探头导水气囊所在深度为准。
试段压力的确定方法是采用以静止水位至孔口的水柱高的压力加孔口处所加压力作为该试段的平均压力。若试段在静止水位之上，则用该试段中点至孔口水柱高的压力加孔口压力，作为该试段的平均压力。
试段分割检查方法向胶囊导水器中充气，观察监视器上的多普勒信号，待波形稳定后测-流量;排放导水气囊中的气体，待探头松动后，将探头下移2厘米，再向导水气囊中充气，待多普勒信号稳定之后测流量。两次所测流量之差不大于3%，确认试段分割可靠，继续向导水气囊中充气至胶囊气压大于外界压0.5kg/cm2时做流量正式测量。
通过上述方法实测出压水试段的渗漏量QS，试段的平均压力P和试段长度L，按压水试段内岩石的单位吸水量计算公式ω= (QS)/(PL) 算出压水试段岩石的单位吸水量ω值。
全孔压水试验的实地测量结果及其单段压水试验结果对比见下表。
测试孔深试段长全孔压水ω单段压水ω(米)(米)(L/min、M、M)(L/min、M、M)64.10.11240.1271150.29930.5351650.20740.3422150.00750.04012650.00100.01293150.07930.031323650.02940.055944150.00060.00698643.52.50.000020.1434462.50.4350.00728全孔单压渗漏量4.24L/min.M6.03L/min.M
全孔压水试验方法比目前采用的单段压水试验方法具有以下特点(1)工作效率高单段压水试验的钻进与压水试验交替进行，止水困难，水位稳定时间长。全孔压水试验可将试验钻孔一次钻进成孔，在全孔进行一次性分段测量，其稳定水位时间短，止水容易，大幅度减少试验工作时间并提高钻探效率。
(2)测量精度高单段压水试验方法的试验结果难作重复检查，固试验成果精度无法保证。全孔压水试验可对任一试段的测量结果进行检查，由于应用了高精度测量仪器，使测量结果的精度在5%～3%之间。
(3)生产成本低根据现场对比和测算，全孔压水试验生产成本不到单段压水试验的十分之一。单段压水试验费用每一孔(10个试段)约7000元，同一孔全孔压水试验费用只需500元。钻孔越深全孔压水试验越为经济。
(4)可靠性高，工作质量高以全孔压水试验方法理论为依据，全孔压水试验结果免除了单段压水试验必然产生的超越试段渗漏，测得的结果符合岩石的实际渗透状态，还能具体指出弱渗层的位置和渗漏量，使试验成果可靠性高。此外，还有操作劳动强度低，简单。
1-探头2-胶囊导水器3-充水通道4-供水系统5-电缆6-电缆卷筒7-孔口密封加压装置
权利要求
一种钻孔压水试验方法，其特征在于试验钻孔一次成孔，在全孔充水加压的条件下，应用高灵敏度，大量程比的钻孔激光测流仪，分段测量各测试截面的流量，从而算出岩石单位吸水量(ω值)的压水试验方法。
全文摘要
全孔压水试验方法是一种用于水利水电及其它工程地质勘察的方法，是采用高灵敏度，大量程比的钻孔激光测流仪测量。其特点主要是孔内各点的压力随深度变化规律是一连续函数，除孔口处外不再有压力突变面。较之目前使用的分段钻进，分段止水，单段加压的单段压水试验方法，具有工作效率高，测量精度高，生产成本低和可靠性高，工作质量高的优点。
文档编号G01V9/02GK1033882SQ8710125
公开日1989年7月12日 申请日期1987年12月30日 优先权日1987年12月30日
发明者李振孝, 遇荣光, 崔伯明, 郭忠达, 章国宁 申请人:湖北省水文地质工程地质大队, 国营第五○八厂