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1)試驗(yàn)抽水
(1)單孔抽水前,應(yīng)對(duì)抽水層(段)反復(fù)進(jìn)行抽洗,直至孔內(nèi)出水澄清無 沉淀物時(shí)為止。
(2)應(yīng)作一次最大的水位降深試驗(yàn)抽水,初步了解水位降低值與涌水量的 關(guān)系,以便制定三降程抽水試驗(yàn)合理降深。抽水過程的全部資料必須有正式記錄。
2)正式抽水
(1)抽水的水位降深,應(yīng)盡設(shè)備能力做最大降深。在水量允許時(shí)降深次數(shù) 一般不少于 3 次,每次降距不小于 3m。抽水點(diǎn)應(yīng)做到合理分布。
(2)抽水延續(xù)時(shí)間與穩(wěn)定時(shí)間要求:第一次水位降深的延續(xù)時(shí)間不少于 24h, 其余各點(diǎn)降深的延續(xù)時(shí)間必須達(dá) 8h。
(3)水位降深順序:含水層抽水按照先深后淺,逐次進(jìn)行。
(4)在抽水過程中遇有大雨,對(duì)水位、涌水量觀測(cè)產(chǎn)生影響時(shí),應(yīng)暫停抽 水。在停止抽水期間,應(yīng)每 2h 觀測(cè)一次水位。
(5)抽水孔的動(dòng)水位與流量必須同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。開始一般應(yīng)加密觀測(cè),連 續(xù) 2h 后,可每隔 30min 觀測(cè)一次,直至抽水結(jié)束。在抽水前及抽水過程中,應(yīng) 經(jīng)常校正測(cè)繩的深度記號(hào),若發(fā)現(xiàn)誤差應(yīng)及時(shí)修正。
(6)抽水試驗(yàn)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。如抽水中斷,而中斷前抽水已超過 6h,且中斷 時(shí)間不超過 lh,則中斷前的抽水時(shí)間仍可計(jì)入延續(xù)時(shí)間內(nèi),否則一律作廢。在中 斷抽水時(shí)間內(nèi),應(yīng)按觀測(cè)穩(wěn)定(靜止)水位的要求觀測(cè)水位,直到重新抽水為止。
(7)水溫測(cè)量,應(yīng)在抽水過程中,每隔 2h 同時(shí)觀測(cè)一次(應(yīng)與流量、動(dòng)水 位的觀測(cè)相應(yīng)),其精度要求為 0.5℃。測(cè)溫時(shí),溫度表應(yīng)放在空氣通暢、背陰的 地方,嚴(yán)禁放在日光直照和其它影響溫度變化處。
(8)在抽水過程中,必須隨時(shí)繪制 Q=f(S)及 q=f(S)曲線,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn) 和糾正抽水發(fā)生的錯(cuò)誤。
(9)水樣應(yīng)在每個(gè)降深結(jié)束前按設(shè)計(jì)要求采取,其方法按有關(guān)規(guī)程要求進(jìn) 行。
3)穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)水位和流量的變化幅度要求
(1)水位降深大于 5m 時(shí),主孔水位變化幅度不大于 1%;小于 5m 時(shí),則 要求主孔水位變化小于 5cm。
(2)流量變化幅度:q≥0.01 時(shí)不大于 3%。
2. 分層抽水實(shí)施步驟
第 1 步:目標(biāo)層封隔
將雙封隔器系統(tǒng)下放至預(yù)定位置
充氣膨脹封隔器,形成密封(通過壓力測(cè)試驗(yàn)證密封性,相鄰層水位波動(dòng) < 5cm 視為有效)
第 2 步:目標(biāo)層抽水與監(jiān)測(cè)
啟動(dòng)潛水泵,按標(biāo)準(zhǔn)抽水試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行(3 次降深,穩(wěn)定時(shí)間≥8h)
WH311抽水試驗(yàn)專用水位監(jiān)測(cè)設(shè)備(深圳市東方萬和儀表有限公司) 實(shí)時(shí)記錄:
目標(biāo)層水位降深過程
抽水層水溫變化(反映不同含水層間熱交換)
非抽水層(觀測(cè)層)水位響應(yīng)(評(píng)估層間水力聯(lián)系)
第 3 步:數(shù)據(jù)采集與分析
抽水全過程數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ),可通過 U 盤導(dǎo)出或無線傳輸至電腦
自動(dòng)生成:
水位降深 - 時(shí)間曲線(s-t)
流量 - 降深關(guān)系曲線(Q-s)
水溫 - 時(shí)間變化曲線(T-t)
恢復(fù)水位 - 時(shí)間曲線(s-t 恢復(fù))
第 4 步:其他層測(cè)試
放氣回收封隔器,重新定位至下一目標(biāo)層
重復(fù)上述步驟,完成所有目標(biāo)層測(cè)試
對(duì)比分析各層參數(shù)差異,確定水文地質(zhì)模型
五、WH311 解決分層抽水試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)難題
1. 止水效果驗(yàn)證
傳統(tǒng)方法難以精確判斷封隔器止水效果,WH311 提供兩種驗(yàn)證方案:
壓差法:在目標(biāo)層與相鄰層分別放置 WH311,抽水時(shí)監(jiān)測(cè)兩層水位變化,若相鄰層水位波動(dòng) < 5cm,確認(rèn)止水有效
溫度對(duì)比法:抽水層水溫與非抽水層水溫差異明顯,若抽水過程中非抽水層水溫?zé)o明顯變化,表明止水良好
2. 抽水干擾消除
WH311 采用三重抗干擾設(shè)計(jì),確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性:
物理抗干擾:激光靜壓式測(cè)量基于絕對(duì)壓力,不受井壁反射、水霧干擾
安裝抗干擾:固定于泵上方 5m 處,避開抽水紊流區(qū),消除水面波動(dòng)影響
信號(hào)抗干擾:工業(yè)級(jí)電流信號(hào)傳輸(4-20mA),抗電磁干擾能力強(qiáng),傳輸距離達(dá) 5000米
為評(píng)價(jià)主要含水層的富水性,同時(shí)對(duì)洛河組含水層不同層段水文地質(zhì)特征 進(jìn)行分析,在鉆孔施工過程中和施工完畢之后需開展多項(xiàng)含水層抽水試驗(yàn)。雅 店煤礦水文地質(zhì)補(bǔ)勘地面鉆孔主要開展單孔抽水試驗(yàn)、單孔分層抽水試驗(yàn)。
抽水試驗(yàn)的水位降深,應(yīng)盡鉆孔和設(shè)備能力做最大降深,降深次數(shù)一般不少 于 3 次,降距分布合理,一般為:最大降深;2/3 最大降深;1/3 最大降深。若含 水層自然水位埋深很大,或含水層富水性弱(q≤0.01L/(s·m)),限于抽水設(shè)備和含 水層出水能力,可只做一次最大降深抽水試驗(yàn),降深過程的觀測(cè),應(yīng)考慮非穩(wěn)定 流計(jì)算的要求,同時(shí)應(yīng)適當(dāng)延長抽水時(shí)間(一般應(yīng)大于 36h)。
分層抽水試驗(yàn)概述
分層抽水試驗(yàn)是水文地質(zhì)勘探中獲取各含水層精確參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù),通過封隔器將鉆孔中不同含水層隔離,分別進(jìn)行抽水和水位監(jiān)測(cè),獲取各層滲透系數(shù)、導(dǎo)水系數(shù)等關(guān)鍵參數(shù),比傳統(tǒng)混合抽水試驗(yàn)精度提升 50% 以上中國地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心。
適用場(chǎng)景:
多層含水層系統(tǒng)(如第四系與基巖含水層共存)
同一含水層參數(shù)差異大(如厚度、滲透性不均)
需精確區(qū)分補(bǔ)給來源的復(fù)雜水文地質(zhì)條件
地?zé)豳Y源勘探(需區(qū)分不同熱儲(chǔ)層)
二、WH311 在分層抽水試驗(yàn)中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
核心優(yōu)勢(shì):
雙參數(shù)同步監(jiān)測(cè):水位 + 水溫一體化測(cè)量,無需額外溫度傳感器,減少設(shè)備間誤差疊加,為分析抽水層與非抽水層水力聯(lián)系提供完整數(shù)據(jù)鏈
厘米級(jí)精度(±0.1%~±0.25% FS),能捕捉 0.01m 級(jí)微小水位波動(dòng),確保滲透系數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確性
耐高溫高壓(最高耐受 90℃、20MPa),適應(yīng)地?zé)峋葮O端環(huán)境
全密封防水(IP68),可在 2000m 深井穩(wěn)定工作,不受井內(nèi)流體侵蝕
自動(dòng)數(shù)據(jù)記錄:內(nèi)置 10 萬 + 組存儲(chǔ),可設(shè)置 1 秒~4 分鐘記錄間隔,完整捕捉抽水全過程變化
三、分層抽水試驗(yàn) WH311 應(yīng)用方案
1. 系統(tǒng)組成
核心設(shè)備:
WH311 水位水溫探頭:投入式設(shè)計(jì),可固定于封隔器系統(tǒng)或深井泵附近
WH6 顯示記錄儀:地面數(shù)據(jù)采集與控制終端,設(shè)置參數(shù)、顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)歷史記錄
封隔器系統(tǒng)(雙 Packer):隔離目標(biāo)含水層與相鄰層,形成獨(dú)立抽水單元
潛水泵:抽取目標(biāo)含水層水,與 WH311 探頭配合使用
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