[发明专利]一种地下水巢束式分层监测井系统

说明书

本发明涉及地下水监测技术领域，具体涉及一种地下水巢束式分层监测井系统，多个监测管的端部位于同一表面，且多个监测管的长度不同，每个监测管的底部对应相应的含水层；沿定位管的周向设有多个凹陷部，凹陷部的个数与监测管的个数相对应，凹陷部适于监测管的嵌入。该监测管和定位管之间紧密连接成束式井管，保证了各监测管和定位管的整体强度，进而保证了各监测管与定位管间的止水效果，提高了监测井的整体强度和使用寿命。由于该监测井只需要一次钻孔，则可以使每个监测管和定位管分别对应多个含水层进行监测，工艺简单，提高了施工效率及成井质量，减少了钻孔施工的数量，节约了建造和管理成本，便于大规模应用推广。

技术领域

本发明涉及地下水监测技术领域，具体涉及一种地下水巢束式分层监测井系统。

背景技术

地下水监测井技术是地下水污染调查及保护的基础，目前，一孔多层监测井技术在欧美等发达国家得到了普遍应用，已开发的单孔多层监测井技术有巢式监测井、连续多通道监测井、Waterloo监测井及Westbay监测井等。然而我国仍以单井或一组不同深度的群井监测为主，多层监测井技术还处于应用开发阶段，尚未得到大规模推广。

巢式监测井指在一个钻孔中由深至浅逐个安装两个及以上不同长度的井管，使每个井管单独监测一个目标含水层。巢式井在实施过程中会遇到如下问题：(1)由于各级监测管需逐次安装至钻孔内，成井时间长，监测管多次触碰扰动井壁，易造成井壁坍塌；(2)监测管间易出现拌阻、缠绕等现象，影响井管正常下入安装；(3)分层止水困难。止水材料很难将各监测管之间的间隙完全充填，使各监测层位间地下水通过管间的间隙进行连通，导致监测结果失真。

连续多通道监测井采用连续方式挤出包含2-7个通道的高密度聚乙烯管，过滤器部件和封隔器在现场加工，下管后采用交互回填滤料和止水材料的方法成井。在实际操作中存在以下问题：(1)各级通道中封隔器下部密封的空气使监测管产生非常大的浮力，使监测管难以下放安装，需给井管施加额外压力，易造成井管弯曲变形，使监测层位偏移；(2)监测管通道口较小，封隔器不易精确安装定位，且安装牢固性差。如采用膨胀性材料，易造成其他通道变小；(3)洗井及采样困难，需要专用设备；(4)各封隔器下部通道无实际用途，造成材料浪费。(5)井管无法实现重复利用。

Waterloo监测井与Westbay监测井由于仪器设备昂贵，操作步骤复杂，质控程序繁琐，不能适应我国国情，在我国的应用案例极少。

国内关于多层监测井技术的创新多是基于巢式井及连续多通道监测井的改进。

例如，现有技术中公开号CN110671053A公开了一种地下水分层采样监测井的建井方法，通过设置套管对地面以下2个含水层地下水进行分离，并采用浇筑混凝土、投入黄泥土等多重止水措施，完成2个含水层彻底隔离止水。该技术仅能监测2个含水层，监测效率低，并且两个监测层位需要依次分别进行施工，待上部监测层成井施工完成后，在上部监测层井管内下放套管，然后在套管内部进行下部监测层位的钻探、下管及止水作业，施工强度大，同时，不锈钢套管的设置增加了施工成本。

中国专利文献CN111425186A公开了一种浅层地下水小口径集束式监测井及其成井方法，包括外管和监测井管，数个监测井管均插设在外管的内腔中，并在每个监测井管上套设有内管扶正器，同时，通过内管扶正器对监测井管进行固定。虽然，此方法将各监测管捆绑成集束式，一起下入外管内，避免了多次下管施工。但由于在监测井管的外部套设了外管，因此，需要在外管内部和外部分别进行分层止水，增加了止水施工难度及工作量。同时，内管扶正器的设置容易对止水材料的下落造成影响，并无法解决各监测管之间止水困难的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的分层监测井的建造成本高、施工效率低，施工难度大，且成井质量差的缺陷，从而提供一种地下水巢束式分层监测井系统。