[实用新型]软土层快速成井装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种软土层成井装置，特别是一种适用于无井软土层地区快速采集地下水样品的一次性成井装置。

背景技术

在地下水样品采集工作中，往往会遇到在合适样品布设点无地下水露头的情况，只有成井后才能采集地下水样品。成孔时，人工开挖费时费力，当深度大于2米时，井壁容易坍塌，会对施工人员的安全构成威胁；沉井成井工艺借助沉井装置自重克服基础土体对井壁的摩擦力而下沉，随着下沉深度的增加，土体对井壁的摩擦力也随之增加，这就对井壁厚度的要求越来越高，又由于井壁是采用混凝土浇注而成，沉井时间较长，且需要耗费较多的人力，造成工作效率低下。另外，在软土层成井时一般多为小口径水井的施工，主要用钻探钻具、冲击钻等钻进装置，尽管钻探钻具成孔效果较好，但是操作繁琐、拆装复杂、不易运输，对于10米以内成井施工便会窝工。而地下水样品采集工作所需地下水样品量一般很少，如：分析挥发性有机污染物所需地下水样品量为0.08L，分析半挥发性有机污染物所需地下水样品量为1L，进行无机全分析2.5L地下水样品便已足够。可见，为采集一次地下水样品而进行成井护壁抽水等工作浪费时间和人力物力，人工开挖的各种工艺也是如此，且整个成井工作过程会对地下水样品组分含量造成影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种软土层快速成井装置，以便实现一次成井后成井钻具充当井壁，直接下滤管进行水样采集工作。

为实现本实用新型目的，这种软土层快速成井装置其特征在于它包括多节相互连接成井后作为井壁的空心钻杆和与末节空心钻杆连接的空心钻头，空心钻杆内装设有滤筒，滤筒与末节空心钻杆卡接连接，空心钻杆间通过管箍相互连接。

所述滤筒筒壁均匀开设有滤孔，滤筒顶端径向膨出形成一卡环，所述卡环与末节空心钻杆内设置的弹性卡环卡接。

所述空心钻头上端内径小于卡环外径。

本实用新型取得的技术进步：本实用新型首次实现无井软土层地区一次性成井，由于采用多节相互连接成井后作为井壁的成井装置，成井后的空心钻杆不必提出可充当井壁，成孔后滤筒从空心钻杆中下放卡接于钻头底部直接抽取地下水，不会因深度的增加、受压力增大井壁变形而影响地下水的提取，同时滤筒上滤孔空隙率的合理设置，保证了水样的顺利采集，滤筒下端沉淀室的设置可积存沉淀物，防止滤孔的堵塞。本实用新型可快速完成软土层地区水位埋深10m以内的成井工作，为无井软土层地区地下水样采集和水质监测井布设提供便捷方法，在地下水量丰富地区可以充当生活供水水井。与现有钻探和人工开挖成井技术比较，节省人力物力投入，可大大提工作效率，并可有效避免井壁坍塌事故。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型抽取地下水状态结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图2所示，这种软土层成井装置主要由多节相互连接成井后作为井壁的空心钻杆2、与末节空心钻杆2旋接的空心钻头1以及滤筒3组成，滤筒与末节空心钻杆卡接连接，空心钻杆间通过管箍相互连接。滤筒3筒壁均匀开设有滤孔4，滤孔4的孔径设置为5mm，空隙率为25％，滤孔4在滤筒3筒底50mm以上的筒壁壁面上开设，

在无滤孔的约50mm高的筒底形成沉淀室，沉淀室用于沉淀砂土防止堵塞滤孔4；滤筒3顶端径向膨出形成一卡环5，末节空心钻杆2内设置有弹性卡环6，空心钻头1的上端内径小于卡环5的外径，空心钻杆2内设置的弹性卡环6与滤筒3顶端的卡环5卡接连接，各空心钻杆2间通过管箍相互连接，空心钻头1与空心钻杆2间旋接，以方便滤管3的拆卸。

滤管3可通过弹性卡环6固定在钻头1与弹性卡环6间，根据成井深度，由若干根钻杆2通过管箍对接使本实用新型延长，钻杆2成孔后作为井壁。

成井时，首先在成井点挖一小坑以方便钻进，将真空泵的出水口通过管箍对接钻头1，进水口吸入冲洗液，冲洗液成分中应不含样品分析项目；打开真空泵，在冲洗液冲击下使软土层液化，并将岩屑沿空心钻杆壁外冲出携带出地表，钻头1在冲洗液作用下进入软土层，当空心钻杆2留于10～20cm地表以上时，真空泵停止工作，将真空泵出水口管箍旋开，在钻头1的顶端对接钻杆2，钻杆2上对接真空泵出水口管箍，继续钻进，以此类推，直至钻至含水层，再深打1.2m后停泵，将真空泵与钻杆2旋开，将滤管3自钻杆2中放入地下，再将真空泵对接到钻杆2，打开真空泵，借助冲洗液冲击力将滤管3沉入钻头1处，此时轻提钻杆2，使滤管3上部膨出的卡环5卡接在钻头1与弹性卡环6间。关闭真空泵，将真空泵的进水口与钻杆2对接，开始抽水直至出水清澈，再加抽5分钟即可采集水样。

若需长期监测则需要填砾，选择含水介质粒径6倍左右的砾料在井壁周围振实，至接近地面约2m处开始填粘土夯实，以防止地表污染物质渗入地下水。