一种用于水工环地质钻孔分层抽水设备的制作方法

1.本发明属于地质勘探技术领域领域，尤其是涉及一种用于水工环地质钻孔分层抽水设备。


背景技术：

2.水文地质勘察亦称“水文地质勘测”。指为查明一个地区的水文地质条件而进行的水文地质调查研究工作。旨在掌握地下水和地表水的成因、分布及其运动规律。为合理开采利用水资源，正确进行基础、打桩工程的设计和施工提供依据。包括地下、地上水文勘察两个方面。地下水文勘察主要是调查研究地下水在全年不同时期的水位变化、流动方向、化学成分等情况，查明地下水的埋藏条件和侵蚀性，判定地下水在建筑物施工和使用阶段可能产生的变化及影响，并提出防治建议。
3.在早期勘察时一般采用如下两种方式进行：
4.1、针对每一个含水层都施工一眼钻探井，分别进行实验；
5.2、以不同深度的含水层为基准分阶段钻井，分阶段成井施工，对不同深度含水层进行实验；
6.但是上述两种方式都存在较大问题，签字虽然施工过工艺简单，但是需要施工过的井数多，钻探工作量大，对资金需要较大的投入；后者施工工艺复杂，并且施工、试验间隔进行，需要较长的施工时间和试验时间。
7.经过不断技术改进，目前采用的方式为通过施工完成一口钻井，通过潜水泵等取水设备根据不同含水层，在钻井内不同深度位置进行取水，以达到“分层取水”的目的；
8.但是，由于不同深度的含水层透入钻井内的水都是先由井壁向下流动汇入井底，在水位上升的同时钻井内的水也在不停的混合，该方案所取得的水是否是取水设备对应深度含水层所透出的水存在着疑问。


技术实现要素：

9.根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种用于水工环地质钻孔分层抽水设备，能够在对应深度位置对相对应的含水层透出的水进行取样，提高实验数据的准确性。
10.所述的用于水工环地质钻孔分层抽水设备，包括下端封闭的存水管，所述存水管包括设于下端的收集段以及设于收集端上方的透水段，所述透水段外壁开有若干透水孔，所述存水管上还设置有第一止水组件和第二止水组件，所述第一止水组件设置与透水段上方，所述第二止水组件设置于透水段的下方，且通过所述第一止水组件和第二止水组件与钻井的井壁密封配合，在第一止水组件和第二止水组件之间构成与存水管内部连通的收集渗透水区域。
11.进一步的，所述第一止水组件包括重叠设置的第一活动环和第一固定环，所述第一活动环位于第一固定环的上方，所述第一固定环与存水管固定安装，所述第一活动环与
11、环形密封圈 12、过滤罩 13、第二台阶 14、浮体 15、第一台阶 16、预紧弹簧。
具体实施方式
27.以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不用以限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
28.实施例1
29.本实施例所述的一种用于水工环地质钻孔分层抽水设备，包括下端封闭的存水管1，所述存水管1包括设于下端的收集段以及设于收集端上方的透水段，所述透水段外壁开有若干透水孔，所述存水管1上还设置有第一止水组件和第二止水组件，所述第一止水组件设置与透水段上方，所述第二止水组件设置于透水段的下方，且通过所述第一止水组件和第二止水组件与钻井的井壁密封配合，在第一止水组件和第二止水组件之间构成与存水管1内部连通的收集渗透水区域。在实验时预先将钻井内的存水抽出，抽出水量应当在需要抽取深度对应的透水层以下，而后将存水管1伸入钻井内，第一止水组件和第二止水组件的尺寸应当与钻井的尺寸相适配，存水管1可以作为伸入钻井内的渗透水收集部，可以将潜水泵等抽水设备吊如存水管1的收集段内，用于将收集段内收集到的渗透水抽出；且通过第一止水组件和第二止水组件分别将收集段上方和下方的地层渗透水隔绝，降低取检的地层渗透水被混合的几率，提高取检水样的准确率。
30.实施例2
31.本实施例将技术进一步进行说明，所述第一止水组件包括重叠设置的第一活动环2和第一固定环4，所述第一活动环2位于第一固定环4的上方，所述第一固定环4与存水管1固定安装，所述第一活动环2与存水管1滑动配合，所述第一活动环2和第一固定环4的内沿均与存水管1的外壁密封配合，所述第一活动环2和第一固定环4之间设置有第一扩张密封圈3，所述第一扩张密封圈3能够在第一活动环2和第一固定环4的挤压下向环周方向扩展；第一活动环2和第一固定环4的外沿应当与钻井的井壁密封配合，共同构成用于阻断透水段上方的渗透水，当透水段上方的渗透水进入钻井内之后，将集留在第一活动环2的上方，由于第一活动环2与存水管1以及钻井的井壁均处于密封配合状态，集留的渗透水将对第一活动环2施加向下的压力，使第一活动环2沿存水管1向下移动，第一活动环2向下移动的时候将与第一固定环4配合挤压第一扩张密封圈3，第一扩张密封圈3在第一活动环2和第一固定环4的共同挤压下向环周方向扩展挤压钻井的井壁，形成一个向外扩展与井壁贴合的密封面，提高止水效果，且第一活动环2上方的渗透水集留越多，第一活动环2向下移动的距离就越大，第一扩张密封圈3的形变量就越大，与井壁贴合的紧密性就越大，能够降低透水段上方的生透水透过的几率，提高取检水样的准确性；
32.所述第二止水组件包括重叠设置的第二固定环7和第二活动环9，所述第二固定环7位于第二活动环9的上方，所述第二固定环7与存水管1固定安装，所述第二活动环9与存水管1滑动配合，所述第二活动环9和第二固定环7的内沿均与存水管1的外壁密封配合，所述第二固定环7和第二活动环9之间设置有第二扩张密封圈8，所述第二扩张密封圈8能够在第二固定环7和第二活动环9的挤压下向环周方向扩展。第二固定环7与第二活动环9的晚宴应当与钻井的井壁密封配合，共同构成用于阻断透水段下方的渗透水，当透水段下方的渗透
水在钻井的底部汇集，其液面上升的至第二活动环9位置时，由于第二活动环9的外沿与内沿分别与钻井的内壁以及存水管1的外壁密封配合，上升的生透水将推动第二活动环9沿存水管1向上移动，第二活动环9向上移动的时候与第二固定环7配合挤压第二扩张密封圈8，第二扩张密封圈8在第二固定环7和第二活动环9的挤压下将向环周方向扩展挤压钻井的井壁，形成一个向外扩展与井壁贴合的密封面，提高止水效果，且第二活动环9下方的渗透水液位越高，对第二活动环9施加的压力就越大，第二活动环9向上移动的距离就也大，第二扩张密封圈8的型变量就越大，与井壁贴合的精密性就越大，能够降低透水段下方的渗透水透过的几率，提高取检水样的准确性；
33.第一活动环2、第一固定环4、第二固定环7和第二活动环9与存水管1之间均可以通过设置密封圈作为密封件提高密封效果。
34.实施例3
35.本实施例将技术进一步进行说明，所述第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8为环形管状结构。管状结构的中空状态能够在受到挤压时能够提供较大的形变量，以提高与井壁之间的密闭性能，进而提高阻断渗透水的效果。
36.实施例4
37.本实施例将技术进一步进行说明，所述第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8向外一侧的壁厚小于向内一侧的壁厚。向外一侧为与井壁的贴合部位，其相较于向内一侧薄，在受到挤压时向外一侧将先于向内一侧形变，利于向环周方向扩展，同时，教薄的壁厚在与井壁贴合挤压时也能够更容易的发生形变，以提高与井壁之间的密封性，进一步提高阻断渗透水的效果。
38.实施例5
39.本实施例将技术进一步进行说明，所述第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8均为中部向外凸出的环形片状结构。第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8的中部向外凸出形成预形变状态，在受压之后能够使第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8的中部向外扩展与井壁贴合；第一活动环2和第一固定环4的相对一侧以及第二固定环7和第二活动环9的相对一侧均可以设置环形槽以用于固定第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8的侧边，放置第一扩张密封圈3和第二固定环7在受压时侧边向内滑动而不能够保证中部向外凸出。
40.实施例6
41.本实施例将技术进一步进行说明，所述第一活动环2和第一固定环4之间、所述第二固定环7和第二活动环9之间均穿透有导向螺栓，所述导向螺栓上套设有用于将第一活动环2推向第一固定环4以及将第二活动环9推向第二固定环7的预紧弹簧16。通过预紧弹簧16使第一活动环2和第一固定环4保持挤压第一扩张密封圈3，以及使第二活动环9和第二固定环7保持挤压第二扩张密封圈8，使第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8处于微变形的状态；其中第二活动环9可以采用泡沫板等轻质材料制成，在被渗透水淹没之后将受到较大的浮力，以增加对第二扩张密封圈8的压力，提高第二扩张密封圈8的形变量，进一步提高第二扩张密封圈8与井壁之间的密封效果，为了防止导向螺栓的螺旋头或螺母再或者预紧弹簧16对第二活动环9造成挤压破坏，在第二活动环9的底部设置面板10，能够对第二活动环9起到保护作用，防止第二活动环9被挤压破坏。
42.实施例7
43.本实施例将技术进一步进行说明，所述第一活动环2和第一固定环4对面的外沿均设置有第一台阶15，两个所述第一台阶15合并构成用于固定第一扩张密封圈3的环形槽状结构；所述第二固定环7和第二活动环9相对面的外沿均设置有第二台阶13，两个所述第二台阶13合并构成用于固定第二扩张密封圈8的环形槽状结构。第一台阶15和第二台阶13可以是台阶状，也可以为斜面结构，均能够合并构成环形槽状结构，环形槽状结构的底部构成第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8形变时对于内侧的抵靠部位，避免第一扩张密封圈3和第二扩张密封圈8在挤压时向内扩展而减小向外扩展的型变量。
44.实施例8
45.本实施例将技术进一步进行说明，所述存水管1内设置有过滤罩12，所述过滤罩12位于存水管1的底部，所述过滤罩12外壁与存水管1内壁之间具有间隙，所述过滤罩12顶部开有通孔。过滤罩12与存水管1内壁之间的间隙可以作为透水段相对土层渗透水的通道，渗透水进入存水管1之后将预先进入过滤罩12和存水管1之间的间隙内进行沉淀，并在沉淀过程中通过过滤罩12过滤，使进入过滤罩12的渗透水具有较高的清洁度，设置与过滤罩12顶部的通孔用于潜水泵等设备伸入。
46.实施例9
47.本实施例将技术进一步进行说明，所述过滤罩12为上端直径小于下端直径的锥形结构。能够增加过滤罩12和存水管1内壁之间的空间，使进入的渗透水能够尽量沉淀。
48.实施例10
49.本实施例将技术进一步进行说明，所述过滤罩12内设置有浮体14，所述浮体14安装在过滤罩12的上端，所述浮体14上开有竖直贯穿的通孔，所述过滤罩12下端外沿连接有环形密封圈11，且通过环形密封圈11与存水管1的内壁密封配合。浮体14可以为泡沫等轻质材料制成的球状结构或者为柱状结构，当为柱状结构时浮体14的上端外壁可以设置成与过滤罩12上端内壁配合的锥面，过滤罩12的底部与存水管1的底部贴合时，过滤罩12的内部空间作为过滤后渗透水的容纳空间，当存水管1内的渗透水增加至淹没浮体14之后，浮体14受到浮力之后向上浮动，进而将过滤罩12向上拉动，过滤罩12下端外沿通过环形密封圈11与存水管1的内壁密封配合，过滤罩12向上浮动时其底部将通过环形密封圈11保持与存水管1内壁密封配合状态，过滤罩12升高之后，用于容纳过滤之后渗透水的空间将变成存水管1下端的一部分与过滤罩12内部空间的叠加，增加了过滤之后的渗透水的容纳体积。