CN111411901A - 一种小口径浅层地下水巢式监测井及其成井方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小口径浅层地下水巢式监测井及其成井方法，监测井包括有外管和监测井管，根据检测段落含水层的数量监测井管对应设置有数个，数个监测井管均插设在外管的内腔中，成井方法为：步骤一、勘察钻探；步骤二、钻井施工；步骤三、清水替浆；步骤四、布置外管扶正器；步骤五、填料；步骤六、洗井；步骤七、下入监测井管；步骤八、下放1#监测井管；步骤九、填料；步骤十、下放2#监测井管；步骤十一、填料；步骤十二、下放3#监测井管；步骤十三、将监测井管进行固定；步骤十四、监测井管下放完毕；步骤十五、洗井；步骤十六、测量水位；步骤十七、安装保护罩。有益效果：施工成本降低，填补了浅层地下水巢式监测井施工的空白。
Description
技术领域
本发明涉及一种巢式监测井及其成井方法，特别涉及一种小口径浅层地下水巢式监测井及其成井方法。
背景技术
目前，随着人们对环境的日益重视，污染源监测就需要越来越精细化，需要我们能够及时准确了解污染程度。目前现有的监测井主要是监测比较大的含水层，对隔水层厚度薄含水层相对密集的地下水难以实现有效监测,现阶段下入最多管的巢式监测井是一孔五井，监测层位较少；连续多通道监测井目前最多只能监测七个层位，但监测井管的口径较小，后续取水难度较大。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决传统巢式监测井最小止水层厚度难以确定、各监测管之间的止水效果不好以及下管难度大等关键性技术难题；
本发明的另一个目的是提供一种监测井的成井方法；
本发明为了达到上述目的、解决上述问题而提供了一种小口径浅层地下水巢式监测井及其成井方法。
本发明提供的小口径浅层地下水巢式监测井包括有外管和监测井管，根据检测段落含水层的数量监测井管对应设置有数个，数个监测井管均插设在外管的内腔中，每个监测井管均对应一层含水层设置，每个监测井管的底端均位于对应的含水层内，位于含水层内的监测井管内设置有地下水自动检测仪。
外管的顶端罩设有井口保护罩，外管的外侧壁上设置有外管扶正器，外管的材质为PVC-U，外管位于含水层的部位由滤水管组成，外管位于隔水层的部位由隔水管组成，外管竖直方向的连接方式采用插接方式连接，上下相邻段落的外管用环保胶进行粘结固定。
数个监测井管中的一个监测井管设置在外管内腔的中心部位，其余的监测井管均布在中心处的监测井管周圈，中心部位的监测井管设在最深处的含水层处，其余的监测井管按照含水层从深至浅进行依次布设，监测井管的上部装配有限位盘及支撑架，填料时，支撑架将限位盘固定，通过支撑架与井口保护罩的空隙进行填料，监测井管位于含水层的段落由滤水管组成，监测井管位于隔水层的段落由隔水管组成，监测井管的材质为PVC-U，监测井管竖直方向的连接方式采用插接方式连接，上下相邻段落的监测井管用环保胶进行粘结固定，根据***不同深度含水层的监测井管分别采用第一内管扶正器或第二内管扶正器或第三内管扶正器进行监测井管的固定。
第一内管扶正器为十字型结构，第一内管扶正器的中间设置有套管，套管外设置有十字型的固定杆，第二内管扶正器由两个套管组成，两个套管之间设置有固定杆，第三内管扶正器为三角形结构，三角形的三个顶角处设置有套管，相邻的套管间设置有固定杆，监测井管插设在套管内，套管外的固定杆用于监测井管的固定连接。
地下水自动检测仪的型号为HOBL-U20。
本发明提供的小口径浅层地下水巢式监测井的成井方法，其方法如下所述：
步骤一、先进行勘察钻探，全孔取心，初步确定含水层和隔水层位置及深度；随后进行物探测井并绘制测井曲线，然后和取心结果进行对比，确保止水位置准确，最后划分监测目的层；根据地面试验，止水层的厚度不能小于2米；
步骤二、在勘察孔处采用正循环钻机进行扩孔，采用一径到底的方式进行钻井施工；
步骤三、钻井结束后进行清水替浆，增加洗井效果，同时减小下管时的阻力；
步骤四、根据比对后的测井曲线划分外管上的滤水管和隔水管的位置，并在外管上的每段隔水管中间位置周圈均匀布置三个外管扶正器，随后按照顺序将外管下放置监测井内，下管时要注意将外管控制在监测井中心位置；
步骤五、在外管与钻孔的环状间隙内进行分层填料，填料为砾料及粘土球，填料时要缓慢围填，边填边测，随时掌握填料高度，且过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤六、采用空压机进行震荡洗井；
步骤七、第一次成井完成后进行第二次成井，即在外管的内腔中下入监测井管，各监测井管之间的间隙不能小于20mm，逐层将监测井管下放至外管的内腔中，下管顺序为由深到浅，由深到浅把监测井管依次编号为1#、2#......,下管前先将第一内管扶正器或第二内管扶正器或第三内管扶正器固定在监测井管底部，目的是在保证监测井管位于监测井中心的同时，确保各监测井管间距达到要求；
步骤八、下放最深处的1#监测井管时，先将第一内管扶正器固定在最深处的1#监测井管底部并固定，用于限制最深处的1#监测井管水平方向位移，确保1#监测井管位于监测井和外管的中心位置；
步骤九、通过限位盘及支撑架将1#监测井管的上部固定，随后对监测井管与外管间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十、下放2#监测井管时，先将第二内管扶正器固定在2#监测井管底部并固定，随后将1#监测井管插设在第二内管扶正器的另一个套管内，在保证1#监测井管和2#监测井管间距的同时，限制2#监测井管水平方向位移；
步骤十一、通过限位盘及支撑架将1#监测井管和2#监测井管的上部进行固定，随后对监测井管与外管间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十二、下放3#监测井管时，先将第三内管扶正器固定在3#监测井管底部并固定，随后将1#监测井管及2#监测井管插设在第三内管扶正器另外两个套管内，在保证三个监测井管彼此之间间距的同时，限制3#监测井管水平方向位移；
步骤十三、通过限位盘及支撑架将1#监测井管、2#监测井管和3#监测井管的上部进行固定，随后对监测井管与外管间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十四、余下监测井管进行设置时，其水平方向位移通过前两根监测井管及第三内管扶正器限制，重复步骤十二至步骤十三的操作方法直至所有监测井管下放完毕；
步骤十五、依次下管、填料完毕后，对数个监测井管依次进行空压机震荡洗井，洗井顺序为由浅到深；
步骤十六、测量监测井管内的水位，并将地下水自动检测仪分别放置于各个监测井管内的水位以下；
步骤十七、用限位盘将各个监测井管的上部进行固定，对外管的顶部进行封堵并安装井口保护罩。
本发明的有益效果：
本发明提供的小口径浅层地下水巢式监测井及其成井方法在同一口监测井能够监测多个含水层，对污染源的扩散能够精细监测。本发明解决了多管之间的止水和下管工艺等技术难题，使监测数据更加真实、有效、准确。现场施工工艺具有可操作性，便于推广使用。虽然监测的层位变多，但施工口径更小，占地面积较小，施工成本降低。本发明能够有效地监测地下水动态情况，为浅层地下水监测和污染源监测提供了可靠保障，填补了浅层地下水巢式监测井施工的空白。
附图说明
图1为本发明所述巢式监测井主视结构示意图。
图2为本发明所述巢式监测井俯视剖视示意图。
图3为本发明所述最底部监测井管局部放大结构示意图。
图4为本发明所述下部部分的监测井管局部放大结构示意图。
图5为本发明所述第一内管扶正器结构示意图。
图6为本发明所述第二内管扶正器结构示意图。
图7为本发明所述第三内管扶正器结构示意图。
图8为本发明所述填料状态示意图。
上图中的标注如下：
1、外管 2、监测井管 3、含水层 4、地下水自动检测仪
5、井口保护罩 6、外管扶正器 7、隔水层 8、限位盘
9、支撑架 10、第一内管扶正器 11、第二内管扶正器
12、第三内管扶正器 13、套管 14、固定杆。
具体实施方式
请参阅图1至图8所示：
本发明提供的小口径浅层地下水巢式监测井包括有外管1和监测井管2，根据检测段落含水层3的数量监测井管2对应设置有七个，七个监测井管2均插设在外管1的内腔中，每个监测井管2均对应一层含水层3设置，每个监测井管2的底端均位于对应的含水层3内，位于含水层3内的监测井管2内设置有地下水自动检测仪4。
外管1的顶端罩设有井口保护罩5，外管1的外侧壁上设置有外管扶正器6，外管1的材质为PVC-U，外管1位于含水层3的部位由滤水管组成，外管1位于隔水层7的部位由隔水管组成，外管1竖直方向的连接方式采用插接方式连接，上下相邻段落的外管1用环保胶进行粘结固定。
七个监测井管2中的一个监测井管2设置在外管1内腔的中心部位，其余六个监测井管2均布在中心处的监测井管2周圈，中心部位的监测井管2设在最深处的含水层3处，其余的监测井管2按照含水层3从深至浅进行依次布设，监测井管2的上部装配有限位盘8及支撑架9，填料时，支撑架9将限位盘8固定，通过支撑架9与井口保护罩5的空隙进行填料，监测井管2位于含水层3的段落由滤水管组成，监测井管2位于隔水层7的段落由隔水管组成，监测井管2的材质为PVC-U，监测井管2竖直方向的连接方式采用插接方式连接，上下相邻段落的监测井管2用环保胶进行粘结固定，根据***不同深度含水层3的监测井管2分别采用第一内管扶正器10或第二内管扶正器11或第三内管扶正器12进行监测井管2的固定。
第一内管扶正器10为十字型结构，第一内管扶正器10的中间设置有套管13，套管13外设置有十字型的固定杆14，第二内管扶正器11由两个套管13组成，两个套管13之间设置有固定杆14，第三内管扶正器12为三角形结构，三角形的三个顶角处设置有套管13，相邻的套管13间设置有固定杆14，监测井管2插设在套管13内，套管13外的固定杆14用于监测井管2的固定连接。
地下水自动检测仪4的型号为BOBO-U20。
本发明提供的小口径浅层地下水巢式监测井的成井方法，其方法如下所述：
步骤一、先进行勘察钻探，全孔取心，初步确定含水层3和隔水层7位置及深度；随后进行物探测井并绘制测井曲线，然后和取心结果进行对比，确保止水位置准确，最后划分监测目的层；根据地面试验，止水层的厚度不能小于2米；
步骤二、在勘察孔处采用正循环钻机进行扩孔，采用一径到底的方式进行钻井施工；
步骤三、钻井结束后进行清水替浆，增加洗井效果，同时减小下管时的阻力；
步骤四、根据比对后的测井曲线划分外管1上的滤水管和隔水管的位置，并在外管1上的每段隔水管中间位置周圈均匀布置三个外管扶正器6，随后按照顺序将外管1下放置监测井内，下管时要注意将外管1控制在监测井中心位置；
步骤五、在外管1与钻孔的环状间隙内进行分层填料，填料为砾料及粘土球，填料时要缓慢围填，边填边测，随时掌握填料高度，且过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤六、采用空压机进行震荡洗井；
步骤七、第一次成井完成后进行第二次成井，即在外管1的内腔中下入监测井管2，各监测井管2之间的间隙不能小于20mm，逐层将监测井管2下放至外管1的内腔中，下管顺序为由深到浅，由深到浅把监测井管依次编号为1#、2#......,下管前先将第一内管扶正器10或第二内管扶正器11或第三内管扶正器12固定在监测井管2底部，目的是在保证监测井管2位于监测井中心的同时，确保各监测井管2间距达到要求；
步骤八、下放最深处的1#监测井管2时，先将第一内管扶正器10固定在最深处的1#监测井管2底部并固定，用于限制最深处的1#监测井管2水平方向位移，确保1#监测井管2位于监测井和外管1的中心位置；
步骤九、通过限位盘8及支撑架9将1#监测井管2的上部固定，随后对监测井管2与外管1间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管1填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十、下放2#监测井管2时，先将第二内管扶正器11固定在2#监测井管2底部并固定，随后将1#监测井管2插设在第二内管扶正器11的另一个套管13内，在保证1#监测井管2和2#监测井管2间距的同时，限制2#监测井管2水平方向位移；
步骤十一、通过限位盘8及支撑架9将1#监测井管2和2#监测井管2的上部进行固定，随后对监测井管2与外管1间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管1填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十二、下放3#监测井管2时，先将第三内管扶正器12固定在3#监测井管2底部并固定，随后将1#监测井管2及2#监测井管2插设在第三内管扶正器12另外两个套管13内，在保证三个监测井管2彼此之间间距的同时，限制3#监测井管2水平方向位移；
步骤十三、通过限位盘8及支撑架9将1#监测井管2、2#监测井管2和3#监测井管2的上部进行固定，随后对监测井管2与外管1间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十四、余下监测井管2进行设置时，其水平方向位移通过前两根监测井管2及第三内管扶正器12限制，重复步骤十二至步骤十三的操作方法直至所有监测井管2下放完毕；
步骤十五、依次下管、填料完毕后，对七个监测井管2依次进行空压机震荡洗井，洗井顺序为由浅到深；
步骤十六、测量监测井管2内的水位，并将地下水自动检测仪4分别放置于各个监测井管2内的水位以下；
步骤十七、用限位盘8将各个监测井管2的上部进行固定，对外管1的顶部进行封堵并安装井口保护罩5。
Claims (6)
1.一种小口径浅层地下水巢式监测井，其特征在于：包括有外管和监测井管，根据检测段落含水层的数量监测井管对应设置有数个，数个监测井管均插设在外管的内腔中，每个监测井管均对应一层含水层设置，每个监测井管的底端均位于对应的含水层内，位于含水层内的监测井管内设置有地下水自动检测仪。
2.根据权利要求1所述的一种小口径浅层地下水巢式监测井，其特征在于：所述的外管的顶端罩设有井口保护罩，外管的外侧壁上设置有外管扶正器，外管的材质为PVC-U，外管位于含水层的部位由滤水管组成，外管位于隔水层的部位由隔水管组成，外管竖直方向的连接方式采用插接方式连接，上下相邻段落的外管用环保胶进行粘结固定。
3.根据权利要求1或2所述的一种小口径浅层地下水巢式监测井，其特征在于：所述的数个监测井管中的一个监测井管设置在外管内腔的中心部位，其余的监测井管均布在中心处的监测井管周圈，中心部位的监测井管设在最深处的含水层处，其余的监测井管按照含水层从深至浅进行依次布设，监测井管的上部装配有限位盘及支撑架，填料时，支撑架将限位盘固定，通过支撑架与井口保护罩的空隙进行填料，监测井管位于含水层的段落由滤水管组成，监测井管位于隔水层的段落由隔水管组成，监测井管的材质为PVC-U，监测井管竖直方向的连接方式采用插接方式连接，上下相邻段落的监测井管用环保胶进行粘结固定，根据***不同深度含水层的监测井管分别采用第一内管扶正器或第二内管扶正器或第三内管扶正器进行监测井管的固定。
4.根据权利要求3所述的一种小口径浅层地下水巢式监测井，其特征在于：所述的第一内管扶正器为十字型结构，第一内管扶正器的中间设置有套管，套管外设置有十字型的固定杆，第二内管扶正器由两个套管组成，两个套管之间设置有固定杆，第三内管扶正器为三角形结构，三角形的三个顶角处设置有套管，相邻的套管间设置有固定杆，监测井管插设在套管内，套管外的固定杆用于监测井管的固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种小口径浅层地下水巢式监测井，其特征在于：所述的地下水自动检测仪的型号为BOBO-U20。
6.一种小口径浅层地下水巢式监测井的成井方法，其特征在于：其方法如下所述：
步骤一、先进行勘察钻探，全孔取心，初步确定含水层和隔水层位置及深度；随后进行物探测井并绘制测井曲线，然后和取心结果进行对比，确保止水位置准确，最后划分监测目的层；根据地面试验，止水层的厚度不能小于2米；
步骤二、在勘察孔处采用正循环钻机进行扩孔，采用一径到底的方式进行钻井施工；
步骤三、钻井结束后进行清水替浆，增加洗井效果，同时减小下管时的阻力；
步骤四、根据比对后的测井曲线划分外管上的滤水管和隔水管的位置，并在外管上的每段隔水管中间位置周圈均匀布置三个外管扶正器，随后按照顺序将外管下放置监测井内，下管时要注意将外管控制在监测井中心位置；
步骤五、在外管与钻孔的环状间隙内进行分层填料，填料为砾料及粘土球，填料时要缓慢围填，边填边测，随时掌握填料高度，且过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤六、采用空压机进行震荡洗井；
步骤七、第一次成井完成后进行第二次成井，即在外管的内腔中下入监测井管，各监测井管之间的间隙不能小于20mm，逐层将监测井管下放至外管的内腔中，下管顺序为由深到浅，由深到浅把监测井管依次编号为1#、2#......,下管前先将第一内管扶正器或第二内管扶正器或第三内管扶正器固定在监测井管底部，目的是在保证监测井管位于监测井中心的同时，确保各监测井管间距达到要求；
步骤八、下放最深处的1#监测井管时，先将第一内管扶正器固定在最深处的1#监测井管底部并固定，用于限制最深处的1#监测井管水平方向位移，确保1#监测井管位于监测井和外管的中心位置；
步骤九、通过限位盘及支撑架将1#监测井管的上部固定，随后对监测井管与外管间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十、下放2#监测井管时，先将第二内管扶正器固定在2#监测井管底部并固定，随后将1#监测井管插设在第二内管扶正器的另一个套管内，在保证1#监测井管和2#监测井管间距的同时，限制2#监测井管水平方向位移；
步骤十一、通过限位盘及支撑架将1#监测井管和2#监测井管的上部进行固定，随后对监测井管与外管间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十二、下放3#监测井管时，先将第三内管扶正器固定在3#监测井管底部并固定，随后将1#监测井管及2#监测井管插设在第三内管扶正器另外两个套管内，在保证三个监测井管彼此之间间距的同时，限制3#监测井管水平方向位移；
步骤十三、通过限位盘及支撑架将1#监测井管、2#监测井管和3#监测井管的上部进行固定，随后对监测井管与外管间的环状间隙进行填料至指定高度，填料位置与外管填料位置一一对应，且填料时要缓慢围填，随填随测，且填料过程中要精确计算砾料和粘土球的用量；
步骤十四、余下监测井管进行设置时，其水平方向位移通过前两根监测井管及第三内管扶正器限制，重复步骤十二至步骤十三的操作方法直至所有监测井管下放完毕；
步骤十五、依次下管、填料完毕后，对数个监测井管依次进行空压机震荡洗井，洗井顺序为由浅到深；
步骤十六、测量监测井管内的水位，并将地下水自动检测仪分别放置于各个监测井管内的水位以下；
步骤十七、用限位盘将各个监测井管的上部进行固定，对外管的顶部进行封堵并安装井口保护罩。
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