一种压力自适应钻孔水压的含水层止水装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于钻孔水文地质试验的止水装置，特别是一种压力自适应钻孔水压的含水层止水装置。


背景技术：

2.目前，在多含水层钻孔抽水试验、压水试验、注水试验以及弥散试验等野外水文地质试验过程中，均需要用到钻孔止水设备，一般采用止水栓塞对试验段含水层进行封隔处理，单独针对特定含水层、含水段开展水文地质试验。常规水压式栓塞在试验结束后泄压较慢，影响工期，而常规气压式栓塞虽然泄压较快，但在栓塞下入、取出钻孔过程中常常会因为其受到的内外压力差太大而变形，从而导致栓塞卡在钻孔无法拔出。


技术实现要素：

3.为了克服常规钻孔止水设备的不足，本实用新型提供一种压力自适应钻孔水压的含水层止水装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压力自适应钻孔水压的含水层止水装置，包括电动气泵、压力表、压力传感器、高压气管、连接杆、控制器、无纸记录仪、上部气压式橡胶止水栓塞、下部气压式橡胶止水栓塞、水压传感器和放空电磁阀；
5.所述连接杆依次连接上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞，位于地面的电动气泵通过高压气管依次串联连接上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞，所述高压气管上设有压力表、放空电磁阀和压力传感器，所述水压传感器设于上部气压式橡胶止水栓塞与下部气压式橡胶止水栓塞之间的连接杆上；所述控制器通过线缆分别连接电动气泵、放空电磁阀和无纸记录仪，所述无纸记录仪通过线缆分别连接压力传感器和位于钻孔内的水压传感器。
6.进一步，所述的上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞为环形的空心结构，连接杆封闭连接于上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞环形的中心，可在钻孔内实现稳定可靠的试验段含水层分层止水效果。
7.进一步，所述的上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞为呈橄榄形的空心结构，所述连接杆封闭连接于上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞橄榄形的中心。橄榄形的空心结构利于上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞在钻孔内不同深度进行移动、不易卡住，同时在钻孔内实现稳定可靠的试验段含水层分层止水效果。
8.进一步，所述控制器内设有单片微控制器，控制器用于对无纸记录仪采集的压力传感器和水压传感器的数据进行比较和处理，并控制电动气泵和放空电磁阀动作，根据进入钻孔地下水水位的深度，调节上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞保持适当的内外压力差，在钻孔内实现稳定可靠的不同深度试验段含水层分层止水效果。
9.本实用新型具有的有益效果是：采用连接杆依次连接上部气压式橡胶止水栓塞和
下部气压式橡胶止水栓塞，通过电动气泵对上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞加压实现稳定可靠的不同深度试验段含水层分层止水效果，上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞通过电动气泵快速加压、放空电磁阀可快速泄压进行压力调整，实现快速移动至不同水文试验深度，可避免其产生太大的变形而卡在钻孔内，大大提高了水文地质试验效率。
10.通过无纸记录仪实现压力数据的实时记录及存储，并将其传输至微控制器，控制器根据水压传感器所处深度的水压数据，自动调节电动气泵，控制上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞内部保持适当压力，在钻孔内不同深度试验段含水层实现稳定可靠的分层止水效果。
11.上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞为橄榄形的空心结构，橄榄形的空心结构利于上部气压式橡胶止水栓塞和下部气压式橡胶止水栓塞在钻孔内水下不同深度进行移动、不易卡住，同时在钻孔内实现稳定可靠的试验段含水层快速分层止水效果。
12.本装置结构简单、操作方便、成本低廉，大大提高了野外钻孔止水工作的效率，可用于野外钻孔抽水试验、压水试验、注水试验以及弥散试验等需要进行钻孔止水的各种水文地质试验，具有较好的实用性和推广价值。
附图说明
13.图1是本实用新型结构示意图；
14.图2是本实用新型实施示意图。
15.图中零部件及编号：
[0016]1‑
电动气泵、2
‑
压力表、3
‑
压力传感器、4
‑
控制器、5
‑
无纸记录仪、6
‑
高压气管、7
‑
上部气压式橡胶止水栓塞、8
‑
水压传感器、9
‑
连接杆、10
‑
下部气压式橡胶止水栓塞、11
‑
放空电磁阀。
具体实施方式
[0017]
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0018]
实施例1
[0019]
如图1所示，一种压力自适应钻孔水压的含水层止水装置，包括电动气泵1、压力表2、压力传感器3、高压气管6、连接杆9、控制器4、无纸记录仪5、上部气压式橡胶止水栓塞7、下部气压式橡胶止水栓塞10、水压传感器8和放空电磁阀11；
[0020]
所述连接杆9依次连接上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10，位于地面的电动气泵1通过高压气管6依次串联连接上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10，所述高压气管6上设有压力表2、放空电磁阀11和压力传感器3，所述水压传感器8设于上部气压式橡胶止水栓塞7与下部气压式橡胶止水栓塞10之间的连接杆9上；所述控制器4通过线缆分别连接电动气泵1、放空电磁阀11和无纸记录仪5，所述无纸记录仪5通过线缆分别连接压力传感器3和位于钻孔内的水压传感器8。
[0021]
所述的上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10为环形的空心结构，连接杆9封闭连接于上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10环形的中
心，可在钻孔内实现稳定可靠的试验段含水层分层止水效果。
[0022]
所述控制器4内设有单片微控制器，控制器4用于对无纸记录仪5采集的压力传感器3和水压传感器8的数据进行比较和处理，并控制电动气泵1和放空电磁阀11动作，根据进入钻孔地下水水位的深度，调节上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10保持适当内外压力差，在钻孔内实现稳定可靠的不同深度试验段含水层分层止水效果。
[0023]
实施过程：
[0024]
在水文地质钻孔成井后，根据钻孔结构及试验段的深度，选定连接杆9及高压气管6的长度，在地面将连接杆9与上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10依次连接，并安装固定好水压传感器8。
[0025]
通过线缆将控制器4分别与电动气泵1、放空电磁阀11和无纸记录仪5相连，无纸记录仪5通过线缆分别连接位于钻孔内的水压传感器8、地面的压力传感器3。位于地面的电动气泵1通过高压气管6依次串联连接上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10。
[0026]
在地面将装置安装完成后，运用钻机钻杆或卷扬机将连接杆9及其连接的上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10缓慢下入钻孔内水下预定试验深度。
[0027]
上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10进入钻孔地下水下后，随着深度的增加，受到的水压力也会逐渐增大，控制器4根据水压传感器8采集的水下压力大小对电动气泵1进行控制，自动调节上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10内部的压力大小，将受到的内外压力差控制在小于0.05mpa范围内，在钻孔内不同深度试验段含水层实现稳定可靠的分层止水效果，完成该深度水文地质试验后，控制器4控制放空电磁阀11将上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10泄压，即可将上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10移动至下一试验深度，再进行加压分层止水试验。
[0028]
实施例2
[0029]
如图2所示，一种压力自适应钻孔水压的含水层止水装置，包括电动气泵1、压力表2、压力传感器3、高压气管6、连接杆9、控制器4、无纸记录仪5、上部气压式橡胶止水栓塞7、下部气压式橡胶止水栓塞10、水压传感器8和放空电磁阀11；
[0030]
所述连接杆9依次连接上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10，位于地面的电动气泵1通过高压气管6依次串联连接上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10，所述高压气管6上设有压力表2、放空电磁阀11和压力传感器3，所述水压传感器8设于上部气压式橡胶止水栓塞7与下部气压式橡胶止水栓塞10之间的连接杆9上；所述控制器4通过线缆分别连接电动气泵1、放空电磁阀11和无纸记录仪5，所述无纸记录仪5通过线缆分别连接压力传感器3和位于钻孔内的水压传感器8。
[0031]
所述的上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10为呈橄榄形的空心结构，所述连接杆9封闭连接于上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10橄榄形的中心。橄榄形的空心结构利于上部气压式橡胶止水栓塞7和下部气压式橡胶止水栓塞10在钻孔内不同深度进行移动、不易卡住，同时在钻孔内实现稳定可靠的试验段含水层分层止水效果，本实施例2的其他实施过程与实施例1相同。
[0032]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，
可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。