Устройство для определения гидродинамических параметров водоносных пластов

(5)5 Е 21 В 47/04 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНО фМЙЗЯЦЙВ.:- т-,;, . ИЯ чно-исс-технол- обжен, сооружеовский, .А.Желоодина жин и ЕНИЯ ТРОВ ских иях ение относится енерно-геолог техническому устройствам д пластов (гориз определения и етров. Изобрет ческим и инж ниям и гидро частности к ВОДОНОСНЫХ нах с целью ческих парам к гидрогеологиическим изыска- строительству. в ля опробования онтов) в скважих гидродинамиЦелью изобре, ние точности опре ских параметров в На фиг.1, 2 предлагаемого уст гидродинамическ ных пластов.ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный комплексный нау(56) Бузинов С,Н., Умрихин И.Д, Гидмические методы исследования скпластов. М,: Недра. 1973, с. 342,Авторское свидетельство СССРМ 1472651, кл. Е 21 В 47/00, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМВОДОНОСНЫХ ПЛАСТОВ(57) Использование: в гид иинженерно-геологическ ка тения является повыше- деления гидродинамичеодоносных пластов, представлен общий вид ройства для определения их параметров водоносгидротехническом строительстве, Сущность изобретения: устройство содержит датчик уровня, емкость с водой, эжектор с приемной камерой, регистратор уровня, центробежный насос, компрессор и сообщенный с ним ресивер, цилиндрическую капсулу со сквозным отверстием и соединительные трубопроводы с кранами, Капсула выполнена со съемным наконечником и патрубком, Патрубок расположен в потолочной части капсулы. Датчик уровня закреплен внутри капсулы между съемным наконечником и сквозным отверстием; Продольные ребра размещены с внешней стороны капсулы по всей длине боковой поверхности по Обе стороны от сквозного отверстия, Эжектор с приемной камерой, центробежным наса-сом и емкостью с водой образуют вакуумный насос. Трубопроводы сообщают (Л ресивер с капсулой и приемную камеру - с С компрессором. 2 ил. Устройство включает емкость с водой 1 с сапуном 2, эжектор, состоящий из сопла 3, камеры смешения 4., диффузора 5 и прием-, ной камеры 6, центробежный насос 7, всасывающей стороной сообщенный с помощью трубопровода 8 с нижней частью емкости 1 с водой. а напорной стороной - посредством трубопровода 9 с соплом 3 эжектора, компрессор 10, опущенную на расчетную глубину в скважину 11 цилиндри-. ческую капсулу 12, имеющую наконечник 13, боковое отверстие 14 в нижней части, два продольных ребра 15, расположенных по обе стороны и в непосредственной близости от бокового отверстия 14, два дис-анционатора 16, расположенных в поперечном сечении под углом 120 к отверстию и центрирующих капсулу в скважине, датчик уровня воды 17, размещенный в перфорированном стакане 18; прикрепленном к внутренней стенке цилиндрической капсулы 12 ниже бокового отверстия 14, регистратор уровня 19, подключенный к датчику уровня воды 17 посредством кабеля 20,. сальник 21, позволяющий герметично вывести кабель 20 за пределы капсулы 12, ресивер 22 с мановакуумметром 23, сообщенный посредством трубопровода 24 с приемной камерой 6 эжектора, посредством трубопровода 25 - с компрессором 10 и с помощью трубопровода 26 - с внутренней полостью капсулы 12, краны 27, 28, 29, встроенные соответственно в трубопроводы 24, 25, 26; В потолочной части цилиндрической капсулы 12 имеется патрубок с установленными на нем крепежными элементами (рым-болты 30, оттяжки 3.1) для несущих тросов 32, позволяющих погружать цилиндрическуюкапсулу 12 в скважину 11 и извлекать ее из скважины.Устройство работает следующим образом, В скважину 11 при открытых кранах 27 и 29 опускают на тросах 32 цилиндрическую капсулу 12, достигающую длины 1;5-2,0 м. . Глубина погружения должна быть больше величины возможного возмущения уровня воды в скважине на 1,0-3,0 м. Затем при всех эакрьтых кранах включают компрессор 10, открывают кран 28 и обеспечивают в ресйвере 22 давление, достаточное для полного выдавливания воды из капсулы 12. Контроль ведется по мановакуумметру 23, Затем закрывают кран 28, выключают компрессор 10 и открывают кран 29, Сжатый воздух 34 иэ ресивера 22 по трубопроводу 26 поступает в капсулу 12, вытесняя из нее воду и заполняя весь обьем капсулы до отверстия 14..В это же время вытесненная сжатым воздухом вода из капсулы 12 попадает в ствол скважины 11,.резко изменяя уровень воды в ней до положения 35, и начинается процесс восстановления уровня до статического (первоначального) 33; что фиксируется регистратором уровня 19 с помощью датчика уровня 17. При этом подьем столба воды в скважине определяется внутренним объемом капсулы 12, В ходе сработки столба воды от уровня 35 до уровня ЗЗ давление у отверстия 14 будет уменьшаться (на величи ну сработки) и сжатый воздух.в соответствующих количествах будет стравливаться из капсулы 12 через отверстие 14 в зазор между двумя продольными ребрами 15, расположенными по обе стороны отверстия,Далее, избыточный воздух, поднимаясь отдельными пузырьками, уйдет, в атмосферу.Наличие дистанционаторов 16 вызвано необходимостью центрировать капсулу 12 в 5 стволе скважины 11, чтобы избежать эрлиф. тного эффекта, который может образоваться, когда стравливаемый из отверстия 14 воздух выйдет эа пределы продольных ребер 15."0 Окончанием восстановления уровнясчитается момент времени, когда уровень воды в скважине достигнет отличия от статического 33 на величину, составляющую менее 5 от величины возмущения.15 После восстановления уровня воды вскважине, связанного с его возмущением путем подьема, производят возмущение .уровня путем его резкого снижения. Для этого сначала открывают экран 27 и закры вают кран 29, Затем включают в работу цен-.тробежный насос 7, При этом вода 36 иэ емкости 1 центробежным насосом 7 подает-.ся к соплу. 3 этектора, а оттуда в камеру смешения 4, диффуэор 5 и снова в емкость 25 1. Под воздействием вакуума, возникшего вприемной камере 6, воздух из ресивера 22 по трубопроводу 24 поступает сначала в приемную камеру 6, а затем через сапун 2 отводится в атмосферу. Для обеспечения ус коренного заполнения капсулы 12 водойвполне достаточно создать в ресивере вакуум, близкий к 3-4 м вод. ст. Создав такой вакуум, закрывают кран 27, останавливают насос 7 и открывают кран 29, что ведет к35 быстрому заполнению капсулы водой иэствола скважины и соответствующей быстрой сработке уровня воды в скважине 11 до положения 37. Вновь с помощью датчика уровня 17 регистратором уровня 19 фикси руется процесс восстановления уровня воды 37 до статического (первоначального) ЗЗположения.После проведения исследований, извлекается иэ скважины 11 на тросе 32 ци линдрическая капсула 12, затемразмонтируется все оборудование и подготавливается длятранспортировки на следующий обьект исследований.Величина гидродинамических. парамет ров водоноскых пластов рассчитывается посуществующим гидродинамическим зависимостям (формулам).для опытных наливов или откачек по данным кривых восстановления уровня воды в скважине, которые пол учены после его возмущения предлагаемымустройством, Для последующих расчетов используются средние арифметические значения, полученные при возмущении уровня воды в скважине путем его повышения и понижения,Сопоставление результатов определения с помощью предлагаемого устройства и воспроизведения данных для прототипа с наиболее достоверными результатами, полученными по кустовой откачке, проведены 5 по ряду скважин на Егорьевском месторождении фосфоритов в Московской области. При этом ошибка в определении величины коэффициента водопроводимости, например, составляетсоответственнодля предла гаемого устройства 5,1-10,5;ь, а для прототипа 11,5-21 оь. Таким образом использование предлагаемого устройства позволит повысить точность определяемых гидродинамических параметров водонос ных пластов на 6-10 О за счет практически мгновенного изменения уровня воды в скважине, что сближает условия проведения опытных исследований с условиями решения математических задач, описывающих 20 данный природный процесс. Кроме тоговозмущение уровня воды в скважине производится без привнесения в нее другой жидкости и без изъятия ее на поверхность, чтоне вызывает отрицательных экологических 25 последствий, Предлагаемое устройство можно также использовать в скважинах с негерметичной колонной труб, что значительно расширяет возможности его применения. ЗОФормула изобретенияУстройство для определения гидродинамических параметров водоносных пластав, содержащее опущенный в скважину датчик уровня, расположенные на поверхности емкость с водой, эжектор с приемной камерой, соединенный с датчиком уровня регистратор уровня и соединительные трубопроводы с кранами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения гидродинамических параметров водоносных пластов, оно .снабжено установленными на поверхности центробежным насосом, компрессором и сообщенным с ним ресивером и опущенной в скважину на несущих тросах цилиндрической капсулой со сквозным отверстием в боковой поверхности двумя продольными ребрами, двумя дистанционаторами, расположенными в поперечном сечении под углом 120 к боковому отверстию с внешней стороны капсулы, съемным наконечником и патрубком, расположенным в потолочной части капсулы и устанОвленным на нем крепежным элементом для несущих тросов, при этом датчик уровня закреплен внутри капсулы между съемным наконечником и сквозным отверстием, продольные ребра размещены с внешней стороны капсулы по всей длине боковой поверхности по обе стороны от сквозного отверстия, а эжектор с приемной камерой, центробежным насосом и емкостью с водой образуют вакуумный насос, причем соединительные трубопроводы сообщают ресивер с капсулой, с приемной камерой и с компрессором.18035472 е 1Составитель Е,Ларкина едактор Е,Мельникова Техред М,Моргентал Корректор С,Шекмаю Заказ 1039 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101