[发明专利]一种多级监测井气压泵取样系统装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及地下水污染监测技术，尤其涉及一种多级监测井气压泵取样系统装置及其方法。

背景技术

目前，国内外的地下水监测井形式有丛式监测井、巢式监测井、多通道管监测井和多级监测井，监测井的发展方向向着一井多层监测和小直径的方向发展。

现在国内采地下水样的装置多采用取样桶和惯性泵，国外多采用气囊泵、真空泵（水位在8米以上时使用）和蠕动泵采集地下水样品。如何在小直径的监测井采取高质量水样品无疑气囊泵是较好的采样工具。但加工小于10mm直径的气囊泵有一定难度，现在国内没有此类产品，国外虽有8mm直径的气囊泵，但价格非常昂贵，且取样繁琐，多有不便。基于以上原因，限制了我国多级地下水监测井的发展，亟待找到一种好的方式方法来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级监测井气压泵取样系统装置，其能够方便、快捷的提取到具有成分代表性的水样品。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种多级监测井气压泵取样系统装置，该装置布控于一口钻凿的多级地下水监测井中，该井的深度穿过若干含水层段；

各相邻含水层段之间相互密闭隔离；

在成井后的各监测层位置井管局部段安装进水窗口短节总成，包括开进水窗口，各进水窗口的进水口与一气压泵的进水管接头相连通，这些气压泵的送气口和出水口分别经由送气管和出水管连通到地表，在各气压泵的进水及出水的管路中分别设有止逆阀；

在地表上至少设有一组供气单元，该供气单元由一气源与空气调节器连接组合构成，工作时段的空气调节器的出口与需要取样的送风口即时连接。

所述的监测层设置在每一个含水层段,或选取其中部分的含水层段分别作为监测层；在每一个监测层至少设一监测点，若设有两个以上的监测点时，各监测点设在不同高度点上。

所述的多级地下水监测井为小直径钻井，其钻井井管的直径为能够包容所有与监测点气压泵连接用的送气管和出水管。

所述多级监测井气压泵取样系统装置中，所述的气源采用空压机或气瓶。

本发明的另一目的是提供一种多级监测井气压泵取样方法，其具有很高的实用性和先进性。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种多级监测井气压泵取样方法，其特征在于方法步骤如下：

1）首先钻凿一口多级地下水监测井，该钻凿井的深度穿过若干层含水段；

2）选取监测层及确立监测点，并成井；

3）将监测点处相邻层的地下水之间密闭隔开；

4）在各监测层对应各监测点位置的井管段安装进水窗口短节总成，包括开设进水窗口，将各进水窗口的进水口与一气压泵的进水管接头相连通，这些气压泵的送气口和出水口分别由输送管连通到地表；

5）在地表上设有至少一组供气单元，该供气单元由一气源与空气调节器连接组合构成；

6）将空气调节器与需要取样监测点的送风口连接，通过气源和空气调节器向气压泵内充压、泄压，反复变换，直至使得地下水通过该监测点的出水输送管提出地表。

所述多级监测井气压泵取样方法中，确立监测点的具体方法是：监测点选取在该监测层中透水性好的地段；对于层厚且污染重的监测层设立两个以上的监测点，各监测点位于不同高位置。

所述多级监测井气压泵取样方法中，将监测点处相邻层的地下水之间密闭隔开的具体方法是:根据成井井管壁与待密闭隔离点位置处钻凿井井壁间的间隔设计并预制一对膨胀橡胶套，先根据待密封监测点所在监测层的取水厚度要求调整好两个膨胀橡胶套上下之间的距离，将调整好的一对膨胀橡胶套下到钻凿井中待密封监测点位置处，其遇水后自然膨胀而将该监测点相邻层的地下水之间密闭隔开。

所述多级监测井气压泵取样方法中，取样监测层的水位越深，取样监测点到水位的距离越大，由气源和空气调节器向气压泵内的充压越大。

所述多级监测井气压泵取样方法中，取样监测点到水位的距离越大，所述气源和空气调节器向气压泵内充压时间与泄压时间的比值越大。

本发明多级监测井气压泵采样技术是国内首创，弥补了现有多级监测井取样工艺的不足，简化了取样装置的结构。与国外多级监测井取样工艺相比具有很大的优越性，尤其是采样成本约是国外采样成本的百分之一。

本发明的优点是：

1.利用一口小直径的监测井既可以进行多层地下水的监测和同层不同高度地下水监测，简单、实用、成本低廉，极具有中国特色；