本發明涉及鉆井技術領域,尤其涉及一種與地下水水質監測儀配套的監測水井。
背景技術:
監測井是根據平原的地形地勢及地下水位情況來設計,主要用于監測平原地區地下水養分變化或者其他與地下水監測相關的科學研究活動;而目前的監測水井監測水質的準確性不高,而且使用壽命短,功能單一。
技術實現要素:
本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷,提供一種水質監測準確性高的平原地區配套水質監測儀使用的監測水井。
一種平原地區配套水質監測儀使用的監測水井,包括:水井本體,在水井本體內豎向垂直于地面設置有套管,在套管的管壁下方分布有若干過濾孔,分布有所述過濾孔的部分構成濾水管,在濾水管的外圍包裹有過濾網;所述套管采用聚氯乙烯材料制成。套管底部采用聚氯乙烯材料封底。
進一步地,如上所述的平原地區配套水質監測儀使用的監測水井,所述過濾網由聚氯乙烯材質制成,孔網間距3mm×3mm,孔隙率17.9%。
進一步地,如上所述的平原地區配套水質監測儀使用的監測水井,在水井本體的內壁與濾水管的外壁之間的空隙填充有礫石。
進一步地,如上所述的平原地區配套水質監測儀使用的監測水井,所述礫石的直徑為5-15㎜。
進一步地,如上所述的平原地區配套水質監測儀使用的監測水井,在水井本體的上方鑲嵌有鋼制材料的護壁管,所述套管穿過所述護壁管內后其端部伸入井底。
有益效果:
本申請提供的平原地區配套水質監測儀使用的監測水井,從結構上,它符合平原地區地形和土壤質地狀況的要求;從選用的材質上,既利于監測井的使用,而且所選的材質也不會影響地下水的水質,從而保障水質的監測,提高科學研究的準確性;從資源充分利用上,監測井的壽命在8-10年左右(維護得當情況下),在它失去科研監測作用時,還可以用于田間的灌溉井或者生活用水井,做到了資源的充分利用。
附圖說明
圖1為本發明平原地區配套水質監測儀使用的監測水井結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
圖1為本發明平原地區配套水質監測儀使用的監測水井結構示意圖,如圖1所示,本發明提供的平原地區配套水質監測儀使用的監測水井,包括:水井本體,在水井本體內豎向垂直于地面設置有套管2,在套管2的管壁下方分布有若干過濾孔4,分布有所述過濾孔4的部分構成濾水管,在濾水管的外圍包裹有過濾網5。所述套管2采用聚氯乙烯制成。套管2底部采用聚氯乙烯材料封底。
具體地,為了獲取地下地下水來檢測養分變化,本申請通過在水井本體內下方帶有濾水管的套管實現地下水的收集,同時為了避免套管外部的泥土等顆粒進入套管內而影響水質監測的準確性,本發明在濾水管的外圍包裹了兩層過濾網用于過濾套管外部的泥沙。同時為了避免影響地下水的水質,所述套管2采用聚氯乙烯材料制成。套管底部采用聚氯乙烯材料封底(封底的目的是為了防止底部的泥沙影響井中的水質)。
優選地,為了進一步避免影響地下水的水質,所述過濾網由聚氯乙烯材質制成,從而提高了水質監測的準確性;同時,為了更好地阻止套筒外部的泥沙進入濾水管,所述過濾網孔的網間距3mm×3mm,孔隙率17.9%。
優選地,為了保證采用聚氯乙烯材料制成的套管在水井本體內能夠垂直不偏移,從而避免套管的斷裂,進而提高本申請監測井的使用壽命,本申請在水井本體的內壁與濾水管的外壁之間的空隙填充有礫石,所述礫石一方面起到支撐套管的作用,另一方面,還具有過濾地下水中大塊雜質(譬如泥塊、泥漿大型顆粒)的作用,避免濾水管外圍的過濾網被堵塞的狀況發生。
優選地,所述礫石的直徑為5-15㎜。只有當礫石的直徑在5-15㎜的范圍內時,礫石之間的間隙才能達到最優,從而才能夠有效地過濾掉大塊雜質并且使孔隙之間填充的礫石更充足,能有更好的支撐力去支撐套管不偏移;而且礫石成本低,從而降低了本申請平原地區配套水質監測儀使用的監測水井的總體成本。
優選地,在水井本體的上方鑲嵌有鋼制材料的護壁管1,所述套管2穿過所述護壁管1內后其端部伸入井底。
為了避免套管在下方的過程中產生偏移,本申請首先在水井本體的上方先套入一段鋼制的護壁管1,然后再將套管穿過該護壁管1后下方到井底,通過護壁管的限制,套管在下方的過程中就不會產生偏移,也就避免了套管斷裂的可能性,進一步提高了本申請平原地區配套水質監測儀使用的監測水井的使用壽命。另外,護管壁也是為了在鉆井過程保護井口,輔助鉆井和防止周邊土塊塌陷。
一、監測井設計要求
監測井鉆井設備采用CZ-22型沖擊鉆機,采用黃泥泥漿護壁鉆井(黃泥的作用有兩個:一是在鉆井過程中,因為是沖擊型鉆井方式,因此在鉆頭落下時會有所偏移,在鉆井過程中加入黃泥有利于護住周邊的井壁防止將井打歪;二是黃泥粘性強,加入黃泥后增加打井過程中泥漿的粘稠度,方便快速清除泥漿),“一”字型鉆頭鉆井(鉆頭為“一”字型的,通過機器將鉆頭從上往下反復沖擊地面以達到鉆孔的目的),一次性成孔(在鉆取監測井的過程中全程只用這一個型號的鉆頭,一次性打到需要的水井深度,利用口徑>600mm,為一徑成井(從鉆孔開始直徑就不會變)一道管柱(在監測井中就只能放下一道井管的空間,防止空間過大造成的井管偏移),監測井的套管采用聚氯乙烯U-PVC,管徑外徑Φ200㎜,(內徑)DN192㎜,每根管道長4000㎜(每根PVC井管4m,因為井深為15m,上面多出的1m可以做適當截取,留一部分作為安設監測儀器使用,或者作為輔助保護井口設施的作用),濾水管材質采用U-PVC,管徑外徑Φ200㎜,(內徑)DN192㎜,井底下部8.0米為濾水管(濾水管的長度可根據地下水的水位作適當調整),濾水管采用人工鉆孔開孔孔徑Φ10.0mm,孔間距50㎜,每根濾水管開孔對稱數6排孔,每排孔間距104mm,濾水管每排75孔,每根濾水管450孔,濾水管外圍采用材質聚氯乙烯孔網纏繞,孔網間距3mm×3mm,孔隙率17.9%,井管配置,井管下部(濾水管)8.0米,井底采用聚氯乙烯材料封底(封底的目的是為了防止底部的泥沙影響井中的水質),井管上部(井壁管)8.0米(包含自然地面1.0米)井管外側圍填Φ5-15㎜規格礫石。
二監測井施工程序
提供的井位測放井點→→鉆機安裝就位→→泥漿(加入黃泥)坑打圍→→鉆井至設計深度→→井管(因為井管為四段,因此此道工序需要一段段的將井管連接下井)安裝垂直→→校正井管(保持井管位于井的正中心,校正的方式每個鉆井公司應該有所差異,本申請用的是鋼絲固定來校正,方便簡潔)→→投擲濾料(濾料用Φ5-15㎜礫石)→→清洗井內泥漿→→試抽水→→正試抽水(不管是用于監測或者生活用水,都需要抽水,一方面可以將井內的多余泥沙和井壁上的黃泥沖洗出來,另一方面在正式抽水時將井水抽至清澈,以便監測和使用)。
根據區域內整體規劃鉆井位置由貴單位確定井位。
③鉆機就位安裝后,核對井位,確認無誤后,由人工開挖Φ700mm圓孔開挖深度500mm,埋好Φ700mm護壁管(護管壁就是為了在鉆井過程保護井口,輔助鉆井和防止周邊土塊塌陷),護壁管埋設完畢后,鉆機將Φ600mm“一”字型鉆頭吊入Φ700mm護壁管內,并將粘性土(黃泥)同時放入孔內然后在孔內加注清水開始沖擊鉆井,鉆井過程一直利用高密度泥漿護壁鉆進以防塌孔,鉆孔深度達到設計井深后終孔。在鉆孔過程中隨時檢查鉆頭尺寸并根據鉆頭的磨損情況將硬質耐磨材料焊在鉆頭底部以保證鉆頭尺寸不小于≮Φ550mm,并要求井孔垂直度不小于≮95%。
④鉆孔深度達到設計井深后,鉆探技術負責人應對孔深度,垂直度進行檢測,檢測得到上述標準后開始用抽筒將孔內泥漿抽出孔外。井管吊裝采用軟棉布帶將Φ200mm聚氯乙烯U-PVC井管固定利用鉆機卷揚機將套管提升并緩慢將井管放入孔內,下管時應分別先下濾水管8.0米,然后依次下入井壁管8.0米并做到井管之間連接牢固,安裝垂直。
⑤套管吊裝完成后將套管垂直度校正并固定,在套管外圍填入規格5~10㎜礫石濾料填距自然地面1米為止,洗井完成后井上部1米用粘土填埋至自然地面為此(這樣的目的是保持距自然地面的井管周圍是滲透性弱,穩固性強的物質)。
⑥采用6/7立方空壓機(可以簡單理解為抽水泵)將井內泥漿、砂粒清洗干凈并排出井外,洗井時間應不小于4臺班,洗井過程中若發現礫石下沉,應及時補充濾料并隨時觀察出水含砂量,流量及井內降升變化,以確保井水含砂量不大于1/10000。
⑥(最后這一步,是本申請需要加的一步;因為有些指標,本申請所用的監測儀并不能實時監測需要我們抽水上來人工監測,因此我們會在井中放置潛水泵;另外,這類監測井在平原地區可以同時放置潛水泵和監測儀器,這兩者并不沖突)洗井工作完成后井內放入型號:175QJ-30/2潛水泵,(潛水泵口徑175mm,流量30立方/小時,電機功率5.5KW)、DN65揚水管、3×4mm2電纜線安裝好后進行試抽水,抽水時應注意觀察井水的清晰度,當觀察發現抽出的井水清澈透明時應立即停泵等待地下水恢復并將鉆井時殘留在含水層中的部分泥漿帶入井內并由潛水泵抽出井外,停泵時間約10分鐘后將潛水泵重新開啟(停泵的原因:因為地下水的運移并不像地表水那么快,在我們從監測井中抽水出來后,水位會下降,需要一定的時間周圍的地下水才能滲過來,所以需要停泵和連續抽好幾天),如此反復抽停泵直至井水無渾,無砂濁清澈透明為止。抽水時間應不少于72小時。正式抽水時應將潛水泵電機內注滿清水,用搖表測試該潛水泵電機絕緣電阻,絕緣電阻應不小于0.5兆歐,下泵時揚水管連接密封牢固,安裝時做到動作緩慢防止刮傷井內電纜。
最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。