[发明专利]一种土壤地层污染物监测系统及方法

说明书

本发明涉及污染物监测探测技术领域，具体为一种土壤地层污染物监测系统及方法，包括钻具，用于打孔，建立测井并获取土壤样品；监测单元，位于测井内，包括交替布置的多组封隔器和多组筛管，位于末端的筛管用于与钻具的贯入头抵接，位于首端的封隔器连接保护管；每一组筛管内部均设有采样器，采样器通过对应的采样管线与地面站连接，地面站通过封隔器控制管与封隔器连接；地面站，通过封隔器控制管向封隔器输入或抽出介质，接收监测单元获取的液位、流量和污染物信息，根据测井位置和高程信息，输出污染物流向、流速信息和预测的污染物扩散结果。

技术领域

本发明涉及土壤污染物监测技术领域，具体为一种土壤地层污染物监测系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

土壤中的污染物以渗入地层中的水和气体为主，在突发环境事件中，需要对土壤进行打孔成井，以获取地层中可能发生污染的水和气，并监测这部分来自地层中的水和气流量、液位、流速、方向以及成分等信息，以便于确定污染物的分布情况，为后续的修复作业提供支持。

常规施工监测井工艺需要钻探-下管-填砾-洗井等步骤，工序复杂耗时较长，不利于应急调查时的快速响应，并且每一个监测井只能监测到单一的地层污染情况，要获取不同深度地层的数据，只能通过布设多组深度不同的测井进行，导致施工周期较长，同样不利于应急调查监测的快速响应；其次，钻探过程中往往需要泥浆护壁，容易对地层中的含水层堵塞或污染地层，达不到理想的监测精度。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种土壤地层污染物监测系统及方法，通过钻具获取测井内的土样以确定地层结构和土壤污染情况，通过布设至少三个测点和示踪剂配合获取地下污染物的渗流速度，通过分段分隔获取不同地层中污染物的液位、流量等参数，根据测井所在的位置和高程预测污染物的扩散情况。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种土壤地层污染物监测系统，包括：

钻具，用于打孔，建立测井并获取土壤样品；

监测单元，位于测井内，包括交替布置的多组封隔器和多组筛管，位于末端的筛管用于与钻具的贯入头抵接，位于首端的封隔器连接保护管；每一组筛管内部均设有采样器，采样器通过对应的采样管线与地面站连接，地面站通过封隔器控制管与封隔器连接；

地面站，通过封隔器控制管向封隔器输入或抽出介质，接收监测单元获取的液位、流量和污染物信息，根据测井位置和高程信息，输出污染物流向、流速信息和预测的污染物扩散结果。

钻具包括可拆卸连接的钻杆和贯入头，钻杆内设有土壤取样器，土壤取样器包括与贯入头可拆卸连接的内管和与内管连接的尾杆。

封隔器包括连接在封隔挡板圆周外侧的封隔器本体，筛管与封隔挡板通过第一紧固件连接固定。

封隔器本体通过封隔器控制管与地面站连接，基于地面站的控制，通过封隔器控制管向封隔器本体内注入介质实现膨胀，或抽出介质实现收缩，膨胀时，多组封隔器在测井内分段封隔地层。

采样器包括井下传感器和进样口，进样口通过采样管线与地面站连接，井下传感器通过传感器支架连接在封隔挡板上，进入筛管内部的样品通过井下传感器获取参数，并通过进样口传递至地面站中。

采样管线包括，位于截面中心的取样通道和两侧的通讯线，取样通道用于运输来自进样口的样品，通讯线与井下传感器连接用于传输信号。

地面站包括与监测数据中心连接的土壤气监测模块和地下水监测模块；