Способ отбора проб воды из безнапорной скважины и устройство для его осуществления

 

1.Способ отбора проб воды из безнапорной скважины, включающий опускание на уровень водоносного горизонта фильтра и пробоотборного устройства, пакеровку последнего с последующим отбором пробы в прабоотборную емкость и поднятием ее на поверхность, о тлич ающийс я тем, что, с целью снижения трудоемкости отбора проб и повышения их достоверности, перед спуском пробоотборного устройства определяют коэффициент фильтрации водоносного горизонта, а затем оборудуют скважину фильтром, причем скорость прохождения пробы через фильтр и пробоотборную емкость выбирают равной скорости фильтрации воды в водоносном горизонте. 2.Устройство для отбора проб воды из безнапорной скважины, включающее фильтр и подвешенный на колонне труб пробоотборный узел, содержащий пробоотборную емкость и пакерующие элементы в виде заключенных в ограничительные кольца эластичных оболочек с впускными каналами, сообщенными с полостью колонны труб, сл о т л ич ающе е с я тем, что пробоотборная емкость снабжена подвешенным на дополнительной колонне труб кожухом и расположена между пакерующими элементами с возможностью герметизации кожухом и сообщения через фильтр с водоносным горизонтом, причем фильтр укреплен в скважине и со сл выполнен из пористого материала, а пробоотборная емкость заполнена пористым материалом, коэффициент Од фильтрации которого равен коэфСО фициенту фильтрации водоносного горизонта.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 E 21 В 49 08 (21) 3783468 22"03 (22) 10.05.84 (46) 15.11.85.Бюл. Ф 42 (71) Челябинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (72) P.Ì.Тимеркаев (53) 622.243.68 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 237076, кл.E 21 В 49/08,1969.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1008434, кл. Е .21 В 49/08,1981. (5") СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ ВОДЫ ИЗ

БЕЗНАПОРНОЙ СКВАЖИНЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЦЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1.Способ отбора проб воды из безнапорной скважины, включающий опускание на уровень водоносного горизонта фильтра и пробоотборного устройства, пакеровку последнего с последующим отбором пробы в пробоотборную емкость и поднятием ее на поверхность, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудоемкости отбора проб и повышения их достоверности, перед спуском пробоотборного устройства определяют коэффициент фильтрации водоносного горизонта, а затем оборудуют скважину фильтром, причем скорость прохождения пробы через фильтр и пробоотборную емкость выбирают равной скорости фильтрации воды в водоносном горизонте.

2.Устройство для отбора проб воды из безнапорной скважины, включающее фильтр и подвешенный на колонне труб пробоотборный узел, содержащий пробоотборную емкость и пакерующие элементы в виде заключенных в ограничительные кольца эластичных .оболочек с впускными каналами, сообщенными с полостью колонны труб, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пробоотборная емкость снабжена под" вешенным на дополнительной колонне труб кожухом и расположена между пакерующими элементами с возможностью. герметизации кожухом и сообщения через фильтр с водоносным горизонтом, причем фильтр укреплен в скважине и выполнен из пористого материала, а пробоотборная емкость заполнена пористым материалом, коэффициент фильтрации которого равен коэффициенту фильтрации водоносного горизонта.

)1915

Изобретение относится к области гидрогеологии и гидрохимии,. а именно к исследованию физических и химических свойств подземных вод; и может быть использовано для контроля миграции загрязняющих ингредиентов из накопителя промстоков в безнапорных водоносных пластах.

Цель изобретения — снижение трудоемкости отбора проб и повьппение их достоверности.

На чертеже представлена схема устройства для осуществления способа.

Схема устройства состоит из об!

5 садной колонны 1 с фильтром 2, расположенным в исследуемом водоносном пласте 3. Пробоотборная емкость содержит водоприемник 4, выполненный из пористого материала, имеющего коэффициент фильтрации, равный коэффициенту фильтрации водоносного пласта .3. Водоприемник 4 выполнен в форме цилиндра, наружный диаметр которого равен внутреннему

25 диаметру обсадной колонны 1.

Сверху и снизу водоприемника 4 установлены внутренние ограничительные кольца 5, за которыми размещены эластичные камеры 6. За ними расположены наружные ограничительные кольца 7, нижнее из которых снабжено уплотнительным кольцом 8 для герметизации деталей 4-7, при закрывании их цилиндрическим кожухом 9. В верх- 35 ней части последнего выполнено отверстие, с которым соединена колонна труб 10, выполненная из пластмассы, например капролактама, либо из металла, но изолированная полимерным 40 материалом для предотвращения подкисления пробы.

Внутри трубы 10 проходит внутренняя труба 11, служащая осью для крепления водоприемника 4, колец 5,7, ка-45 мер 6 и каналом для подачи воздуха в эластичные камеры 6. Трубы 10 и 11 вЫполнены секционными для наращивания их по мере опускания пробоотборника в скважину. Верхний конец трубы 11 снабжен патрубком для подключения к компрессору (на чертеже не показано ).

Фильтр 2 обсадной колонны 1 обернут пористым материалом, идентичным пористому материалу водоприемника 4.

Это предотвращает возмущения гидродинамической системы в скважине и вокруг нее и искажения химического сос69 2

) тава воды в прифильтровой зоне скважины.

Способ отбора проб. воды из безнапорной скважины реализуется с помощью устройства следующим образом, Для выявления миграции загрязняющих ингредиентов в безнапорных водоносных пластах вблизи накопителя промстоков производят бурение скважины диаметром 75-330 мм, в зависимости от горнотехнических условий и глубиной, обусловленной уровнем залегания безнапорного водоносного пласта (обычно не превышает 40 м ).

Отбирают монолит породы из водоносного пласта д определяют его коэффициент фильтрации. Подбирают пористый материал (поролон, губку ), имеющий коэффициент фильтрации, равный коэффициенту фильтрации водоносного пласта. Обертывают пластиной из такого материала фильтр 2 обсадной колонны 1 и опускают его в скважину. Затем из пористого материала,идентичного материалу фильт ра 2, вырезают цилиндр водоприемника 4 диаметром, равным внутреннему диаметру обсадной колонны 1, и закрепляют его на внутренней трубе 1!.

Закрывают цилиндрическим кожухом

9 водоприемник 4, внутренние ограничительные кольца 5, незаполненные воздухом эластичные камеры 6 и верхнее наружное ограничительное кольцо 7. Нижний. конец кожуха 9 упирается в нижнее наружное ограничительное кольцо 7. Благодаря уплотнительному кольцу 8 кожух 9 надежно герметизирует детали пробоотборника от попадания на них примесей с уровней .скважины, лежащих ниже и выше водоносного пласта.

Опускают пробоотборник на уровень водоносного пласта, располагая его напротив фильтра 2. Для облегчения опускания и наращивания труб 10 и 11 используют буровой станок или вездеход с лебедкой. Затем од" новременно поднимают кожух 9 с помощью наружной трубы 10, а через внутреннюю трубу 11 и отверстия в ней нагнетают в эластичные камеры 6 сжатый воздух. Для нагнетания воздуI ха используют компрессор вездехода, подключая его к патрубку внутренней трубы 11.

Составитель Е.Самойленко

Редактор О.Колесникова Техред Л.Мартяшова Корректор О.Луговая

Заказ 7130/29 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4

3 l

Надутые эластичные камеры 6 упираются во внутренние ограничительные кольца 5 и в стенки обсадной колонны 1, обеспечивая изоляцию водоприемника 4 от ниже- и вышележащих слоев воды, поступивших в скважину. Пористый материал водоприемника 4 вплотную соприкасается с фильтром 2 обсадной колонны 1, не оказывая гидравлического сопротивления потоку воды в силу равенства коэффициентов фильтрации материала и водоносного пласта. Благодаря этому, в безнапорной скважине устанавливается гидродинамическая система, единая с системой исследуемого водоносного пласта 3. Вода, протекающая через водоприемник 4, соответствует по своему

191569 4 физическому составу воде водоносного пнаста 3.

Открывают патрубок внутренней трубы ll, освобождая эластичные камеры 6 от .воздуха и одновременно опуская кожух 9 до упора в нижнее ограничительное кольцо 7, препятствуя дальнейшему протеканию воды че" рез водоприемник 4. На этом отбор .

10 пробы осуществлен, так как пористый материал, из которого выполнен водоприемник 4, пропитан водой исследуемого водоносного пласта 3.

Пробоотборник поднимают на поверхность. Соблюдая требования но хранению проб и консервированию неустойчивых элементов, отжимают воду из пористого материала в специальный сосуд на химический анализ.