[发明专利]一种基于一孔多层链接构型的地下流体取样装置

说明书

本发明公开了一种基于一孔多层链接构型的地下流体取样装置，包括位于地面的地表取样系统和井头组件、位于井筒内的连接系统、封隔系统和地下进样系统；所述地表取样系统与井头组件通过连接系统与地下进样系统相连，所述封隔系统位于地下进样系统的取样段的上下端部，所述地表取样系统包括取样瓶、取水控制阀、氮气瓶和减压阀，地下进样系统包括位于取样段内的过滤渗析组件和储流容器、位于连接段内的单向阀和三通阀、以及与地表取样系统连接的取样管和注气导管。本发明通过优化进气管路结构，在各含水层处通过安装多个三通阀和单向阀实现一根注气导管同时驱动多个含水层地下水的功能，最大程度地减少了管路数量，大幅度提高了系统的层数承载力。

技术领域

本发明涉及地下水取样的技术领域，尤其涉及一种基于一孔多层链接构型的地下流体取样装置。

背景技术

地下水是水资源的重要组成部分，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但近年来随着社会发展和人类活动的不断增加，我国地下水资源遭受日益严重的消耗和污染。近十几年来，我国地下水年开采量持续超过1千亿立方米。人类活动造成的地表污染源下渗至浅层地下水，受到地下水循环造成了大面积不同程度的污染。地下水资源的严重消耗和污染对我国国民经济和人民生活质量造成了重要的影响。为保障我国人民的用水权益与自然生态环境良性发展，地下水保护至关重要。其中，对地下水环境的三维高精度连续取样及监测是地下水保护的重要内容，其实时监测预警功能有利于避免重要工程事故或严重生态污染。

发明专利(申请号：CN201410197719.9)提出了一种基于气体推动式原理的地下流体分层取样装置，该装置通过简易封隔器上预留多个小孔，设置在地面井口处的气体推动式地面液体取样系统穿过简易封隔器上预留的其中一个小孔与取样系统内的进样系统连接，之后又重新穿过简易封隔器中的其他预留小孔与地面的针阀和液体取样容器连接。该装置应用深度有限，一般不超过地下-30m，分层取样的层数受限于简易封隔器穿孔的承载能力。

发明专利(申请号：CN201510338566.X)提出了一种管中管地下流体分层取样装置，该装置提出了一种嵌套式管中管井下进样机构替代原有的U型管方案，基于气体推动式原理，通过管道重新布局，增加了分层取样系统的层数。

然而以上两种方法均是通过各自层位的进样管和取样管相互连接实现取样的目的。各层之间的进气管和取样管之间相互独立，即N层取样层位所对应的管路数量为2N。由于所有的管路均需穿过封隔器，因此最终的实际取样层数受单个封隔器最大穿孔数限制。而封隔器的大小受井筒直径所限制。增加井筒孔径及封隔器的直径会大幅度提高取样成本，增加取样系统体积，不利于野外作业。

为了解决以上问题，有必要对地下流体分层取样装置的链接构型进行重新设计，最大程度地减少管路数量，进而提高取样系统的层数承载力。

发明内容

基于现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是在于提供了一种基于一孔多层链接构型的地下流体取样装置，结构简单，设计合理，通过改进并优化原有取样装置的进气管路结构，大幅度减少穿越封隔器的数量，使得取样系统的层数承载力翻倍。

为实现上述目的，本发明采用以下技术措施：