Способ определения гидрогеологических параметров водоносного горизонта

 

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано для расчетов фильтрации и баланса подъемных вод. Цель изобретения - увеличение точности и информативности определения параметров. Напорный водоносньш горизонт вскрывают скважиной (с). Вначале измеряют атмосферное давление. Герметизируют С на устье. Определяют расстояние от места герметизации до свободной пьезометрической поверхности воды. В герметизированную С нагнетают сжатый воздух для понижения уровня в ней. После стабилизации уровня измеряют избыточное давление по сравнению с атмосферным , давление сжатого воздуха и рассчитывают расстояние от пьезометрической поверхности до данного положения уровня. Частично выпускают сжатый воздух в результате кратковременной разгерметизации С. Замеряют параметры колебательного процесса и фиксируют избыточное давление в С перед каждым этапом по сравнению с атмосферным . Под действием разности давлений жидкости в водоносном горизонте и в области фильтра в С, возникающей при импульсном возбуждении, вода в С приходит в движение, проходя по инерции положение равновесия. Начальную амплитуду колебаний уровня воды выбира- I ют такой, чтобы уровень воды не оказался ниже кровли водоносного горизонта . Параметры горизонта определяют по известным формулам. . С/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (б1) 4 E 21 В 47/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4071163/22-03 (22) 01.04.86 (46) 23.09.87. Бюл. ¹ 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (72) В.И.Башмаков, Л.В.Боревский, С.Ф.Григоренко и Г.В.Куликов (53) 622.692.42:532.5(088.8) (56) Бузинов С.Н., Умрихин И., I. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. M. Недра, 1973.

Патент США № 4348897, кл. Е 21 В 47/10, опублик. 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОНОСНОГО ГОРИЗОНТА (57) Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано для расчетов фильтрации и баланса подъемных вод. Цель изобретения увеличение точности и информативности определения параметров. Напорный водоносный горизонт вскрывают скважиной (С). Вначале измеряют атмосферное давление. Герметизируют С на устье. Определяют расстояние от места герметизации до свободной пьезометрической поверхности воды. В герметиэированную С нагнетают сжатый воздух для понижения уровня в ней. После стабилизации уровня измеряют избыточное давление по сравнению с атмосферным, давление сжатого воздуха и рассчитывают расстояние от пьеэометрической поверхности до данного положения уровня. Частично выпускают сжатый воздух в результате кратковременной разгерметизации С. Замеряют параметры колебательного процесса и фиксируют избыточное давление в С перед каждым этапом по сравнению с атмосферным. Под действием разности давлений жидкости в водоносном горизонте и в области фильтра в С, возникающей при импульсном возбуждении, вода в С приходит в движение, проходя по инерции положение равновесия. Начальную амплитуду колебаний уровня воды выбирают такой, чтобы уровень воды не оказался ниже кровли водоносного гори-. зонта. Параметры горизонта определяют по известным формулам.

133

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано для расчетов фильтрации и баланса подъемных вод, оценки их запасов, при обосновании гидротехнического строительства.

Цель изобретения — повышение точности и информативности определения параметров водоносного горизонта.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемый напорный водоносный горизонт вскрывают скважиной. Перед началом опыта измеряют стандартными методами атмосферное давление. Скважину герметиэируют на устье или с помощью пневматического пакера в любом другом сечении, расположенном между уровнем воды и устьем. Расстояние от места герметизации скважинЫ до свободной пьезометрической поверхности воды L измеряют, определив вначале координаты указанных точек. Затем в герметиэированную скважину нагнетают сжатый воздух, понижая тем самым уровень воды в ней. После окончания процесса стабилиэации уровня измеряют избыточное по сравнению с атмосферным давление сжатого воздуха

b,Ð и рассчитывают расстояние от свободной пьеэометрической поверхности до данного положения уровня а=

Р (0 — плотность воды в скважине) вК

Величину начального понижения уровня в скважине выбирают из условия а<Н,, т.е. чтобы он не оказался ниже кровли водоносного горизонта (Н, — пьезометрический напор над кровлей водоносного горизонта). Далее осуществляют частичный выпуск сжатого воздуха в результате кратковременной разгерметизации скважины и замеряют пара-. метры колебательного процесса, фиксируя избыточное давление в скважине перед каждым этапом по сравнению с атмосферным. Под действием разности давлений жидкости в водоносном горизонте и в области фильтра в скважине, возникающей при импульсном возбуждении рассматриваемой системы, вода в скважине приходит в движение, проходя по инерции положение равновесия.

Начальную амплитуду затухающих колебаний уровня воды, регулируя количество выпускаемого сжатого воздуха, выбирают значительно меньшей величины Н вЂ” а и Ь + а, поскольку инженер9243 2 ная методика обработки экспериментальных данных справедлива для колебаний малой амплитуды. Движение уровня воды регистрируют датчиком давления или уровнемером, построенным, например, на принципе ультразвуковой эхолокации и, следовательно, практически безынерционным для указанного диапазона частот. В результате обработки полученной зависимости определяют параметры колебательного процесса: логарифмический декремент затухания (3 и круговую частоту колебаний а .

Водопроводимость k m водоносного горизонта рассчитывают по формуле т 1 25

k m =g - ln- — —, 8 (3 ur, 20 г/l е Гo радиус скважины

Ж вЂ” коэффициент пьеэопроводности водоносного горизонта.

Величину Ж выбирают исходя из экспертных оценок, поскольку ее варьи25 рование в широком диапазоне значений практически не влияет иэ-за специфики функциональной зависимости на величину k m.

Если точность расчета требуется

З0 повысить, то осуществляют итерационный процесс, используя найденное значение водопроводимости. В этом случае коэффициент пьеэопроводности pack m считывают по формуле М = > где р

Г упругоемкость водоносного горизонта, определяемая по известной его мощности и найденная по лабораторным данным упругоемкости породы.

40 Аналогичную к указанной последовательность действий осуществляют на каждом из следующих этапов проведения эксперимента. В случае необходимости зондирования определенной части

45 водоносного горизонта радиусом Rg которая входит в пределы области отклика на импульсное возмущение, величину понижения уровня а выбирают следующим образом.

Вначале определяют требуемую круговую частоту колебаний

Гг

R=Ziig —. a

Затем определяют а иэ выражения где Н вЂ” величина атмосферного давления, выраженная в метрах водяного столба.

Составитель В.Архипов

Редактор А.Козориз Техред В.Кадар Корректор А.Зимокосов

Заказ 4195/23 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Проиэводстгенно-полиграфйческое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 13392

Увеличение информативности при определении гидрогеологических параметров водоносного горизонта в данном случае обусловлено возможностью

В вести диагностику на различных частотах колебаний воды. Увеличение информативности, в свою очередь, повышает точность гидрогеологических расчетов и позволяет более обосно- 1О вано решать многие практические задачи. формула изобретения

Способ определения гидрогеологических параметров водоносного горизонта, включающий замер расстояния от места герметизации скважины до свободной пьезометрической поверх43

4 ности воды в скважине, возбуждение свободных колебаний воды в системе скважина — водоносный горизонт с помощью нагнетания сжатого воздуха в герметиэированную скважину с последующим выпуском его и измерение параметров колебательного процесса, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности и информативности определения параметров, измеряют атмосферное давление, выпуск закачанного сжатого воздуха осуществляют поэтапно, замеряя после каждого этапа, параметры колебательного процесса и перед каждым этапом фиксируя избыточное давление воздуха в скважине по сравнению с атмосферным, а параметры водоносного горизонта определяют по известным формулам.