CN212110209U - 一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，该装置包括检测管，所述检测管的一端密闭另一端开放，所述检测管用于放置于水文孔内并确保密闭一端位于套管地面以上开放一端延伸至地下流体以下；注气管，所述注气管用于经由所述检测管的密封一端延伸至所述检测管内；连接管，所述连接管的一端与所述注气管相连，另一端与加气机构相连。本申请提供的装置，结构简单合理，可以将一定量的气体(空气)注射到密封检测管中，同时记录该检测管中的压力变化，以计算获得密封部分体积的大小。通过密封部分体积和包含该体积的管道的内径，可以精度计算地下流体的深度。特别适用于矿井下奥灰水文孔水位测量使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及水位检测设备技术领域，特别是涉及一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置。
背景技术
在煤矿实际生产经营中，对矿区内进行补充勘探已经成为煤矿地质工作不可或缺的一环，尤其是对一些地质条件复杂，情况特殊的矿井来说，水文长观孔施工保护已经更加明显。
在某些煤田中井田范围内揭露的地层层序由老到新依次为奥陶系、石炭系、二叠系、白垩系、第四系。奥陶纪中期地层***剥蚀，与石炭纪地层呈假整合接触，从中石炭纪开始地层接受连续沉积，到二叠纪晚期重又遭受风化剥蚀与上覆白垩系地层呈角度不整合接触。奥陶系灰岩在井田内最***厚度可达52.75m，岩性为浅灰色厚层状石灰岩，质纯、性脆，可见蜂窝状溶洞。视电阻率高，可达1000Ω·m。地层顶界视电阻率曲线呈锯齿状。全厚可达700m左右。
通常奥陶系灰岩为强含水层，是开采各煤层的间接充水水源，存在矿井突水灾害的巨大隐患。因此，对奥陶系灰岩水含水层的水文指标进行观察，显得尤为重要了。水位是水文观测中重要的技术指标，现有技术中用于水位测量通常采用采用向进内下放测线的方式进行测量，这样的方式存在诸多缺点。例如，奥陶系灰岩厚度较厚需要下方的测线距离较长，一次下放需要耗费大量时间。另外由于测线下放过程中极易与孔壁粘连，造成测量不准确。
实用新型内容
本实用新型提供了一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置。
本实用新型提供了如下方案：
一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，包括：
检测管，所述检测管的一端密闭另一端开放，所述检测管用于放置于水文孔内并确保密闭一端位于套管地面以上开放一端延伸至地下流体以下；
注气管，所述注气管用于经由所述检测管的密封一端延伸至所述检测管内；
连接管，所述连接管的一端与所述注气管相连，另一端与加气机构相连；
压力变送器，所述压力变送器与所述连接管相连。
优选地：所述连接管与所述加气机构之间连接有流量调节阀。
优选地：所述压力变送器连接有压力显示机构。
优选地：所述检测管由多段拼合而成。
优选地：所述检测管上靠近开放一端形成有浮体定位体，所述浮体定位体套装于距离所述检测管的开放一端的端面10-15厘米的所述检测管的管壁上。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
通过本实用新型，可以实现一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，在一种实现方式下，该装置可以包括检测管，所述检测管的一端密闭另一端开放，所述检测管用于放置于水文孔内并确保密闭一端位于套管地面以上开放一端延伸至地下流体以下；注气管，所述注气管用于经由所述检测管的密封一端延伸至所述检测管内；连接管，所述连接管的一端与所述注气管相连，另一端与加气机构相连；压力变送器，所述压力变送器与所述连接管相连。本申请提供的装置，结构简单合理，可以将一定量的气体(空气)注射到密封检测管中，同时记录该检测管中的压力变化，以计算获得密封部分体积的大小。通过密封部分体积和包含该体积的管道的内径，可以精度计算地下流体的深度。特别适用于矿井下奥灰水文孔水位测量使用。
当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的装置使用状态示意图。
图中：检测管1、注气管2、连接管3、加气机构4、压力变送器5、流量调节阀6、压力显示机构7、浮体定位体8、水文孔9、地下流体10。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
参见图1、图2，为本实用新型实施例提供的一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，如图1、图2所示，该装置包括检测管1，所述检测管1的一端密闭另一端开放，所述检测管1用于放置于水文孔9内并确保密闭一端位于套管地面以上开放一端延伸至地下流体10以下；所述检测管1由多段拼合而成。保证可以适用不同深度的水文孔使用。所述检测管上靠近开放一端形成有浮体定位体，所述浮体定位体套装于距离所述检测管的开放一端的端面10-15厘米的所述检测管的管壁上。
注气管2，所述注气管2用于经由所述检测管1的密封一端延伸至所述检测管1内；连接管3，所述连接管3的一端与所述注气管2相连，另一端与加气机构4相连；所述连接管3与所述加气机构4之间连接有流量调节阀6。压力变送器5，所述压力变送器5与所述连接管3相连。所述压力变送器5连接有压力显示机构7。
本申请提供的装置在使用时，首先将检测管1放置在水文孔9内并与地下水流体10连通且确保所述检测管1密封一端延伸至地面以上，所述检测管1的开放一端延伸至地下流体以下；为了保证检测管的开放一端可以顺利进入水面以下，同时对施工人员作出指示，所述检测管上靠近开放一端形成有浮体定位体8，所述浮体定位体8套装于距离所述检测管1开放一端的端面10-15厘米的所述检测管1的管壁上。
将所述检测管1的密封一端封闭，以在检测管1内限定检测管的密封密封一端和检测管中的水位之间的初始体积；封闭后密封一端与水面之间的体积就可以被锁定，不会在测量过程中出现变化。
将一定量的气体经由密封的密封一端注入所述检测管1内；将一定量的气体采用注气管2、连接管3、加气机构4经由检测管的密封一端注入所述检测管1内。
压力变送器测量由于注入一定量的气体而导致的所述检测管1中的压力变化；具体的，为了保证测量准确，在所述检测管内的水位变化之前测量由于注入一定量的气体而导致的所述检测管中的压力变化。
使用所测量的所述检测管1中的压力变化计算初始体积；并结合所述检测管1内部的横截面积使用计算出的初始体积计算获得地下流体的深度。
所述初始体积通过以下公式计算获得：
Vo＝δnRT/δp
其中,Vo是初始体积，δn是注入检测管内的气体的摩尔数，R是通用气体常数，T是检测管中气体的测量温度，δp是测量的压力变化。其中，R＝8.314J/mol/K。T是检测管中气体的测量温度为检测管内气体的热力学温度。可以想到的是，在测量过程中由于气体的加热检测管内的气体温度可能会发生变化，但是由于加入的气体压力不是很大，因此该温度在实际应用中可以忽略变化值，获得体积计算结果不会受到影响。
在确定初始体积(密封一端封闭后检测管内水面至密封一端之间的体积)后，由于检测管的横截面积固定，可以通过柱体计算公式计算获得该体积下的管段的长度。所述地下流体深度为测量获得的检测管中水位与密封一端之间的长度H1减去密封一端与地面之间的长度H2。
总之，本申请提供的装置，结构简单合理，可以将一定量的气体(空气)注射到密封检测管中，同时记录该检测管中的压力变化，以计算获得密封部分体积的大小。通过密封部分体积和包含该体积的管道的内径，可以精度计算地下流体的深度。特别适用于矿井下奥灰水文孔水位测量使用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (5)
1.一种急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，其特征在于，包括：
检测管，所述检测管的一端密闭另一端开放，所述检测管用于放置于水文孔内并确保密闭一端位于套管地面以上开放一端延伸至地下流体以下；
注气管，所述注气管用于经由所述检测管的密封一端延伸至所述检测管内；
连接管，所述连接管的一端与所述注气管相连，另一端与加气机构相连；
压力变送器，所述压力变送器与所述连接管相连。
2.根据权利要求1所述的急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，其特征在于，所述连接管与所述加气机构之间连接有流量调节阀。
3.根据权利要求1所述的急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，其特征在于，所述压力变送器连接有压力显示机构。
4.根据权利要求1所述的急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，其特征在于，所述检测管由多段拼合而成。
5.根据权利要求1所述的急倾斜煤层奥灰水文孔水位测量装置，其特征在于，所述检测管上靠近开放一端形成有浮体定位体，所述浮体定位体套装于距离所述检测管的开放一端的端面10-15厘米的所述检测管的管壁上。
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