一种水文地质勘探用止压力水塞子制造技术

本实用新型专利技术涉及一种水文地质勘探用止压力水塞子，其包括中心管、设置于中心管外侧两端的托盘，所述两个托盘之间设置有膨胀橡胶圈。本实用新型专利技术塞入水文地质勘探前期形成的注浆的通道后，可用于层压力水流动排泄的通道；不依靠外源性力量，就能长期发挥止水性能；通过采用膨胀橡胶作为密封材料后，膨胀橡胶遇水膨胀形成紧贴于密封槽的密封圈，即可达到止水效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水文地质勘探用止压力水塞子。
技术介绍
在水文地质勘探活动中，为了消除地表水对地下水的影响或者出现多层地下水时为了消除各层地下水之间的影响时，成孔后需要按技术要求对指定位置进行止水隔水工作。在止水隔水工作中，常用的止水隔水材料分为如下几类：1.分散类：主要是指黏土、水泥浆等呈细小分散颗粒状材料。该类材料适用于在静止水中进行止水工作，使用工艺一般有两种：一是套管安装完成后从套管与孔壁之间的环状间隙投放黏土球或水泥球，依靠自重到达预定深度后经与地下水结合膨胀或水化固结，发挥隔水止水效果；二是采用压注的方式对裸孔或套管底部采用一定压力值压入水泥浆液，待水化固结后发挥隔水止水、固定套管等作用。使用分散类材料的缺点是若孔内存在强烈的地下水活动时，该类细分散颗粒材料容易被冲散稀释，降低结合膨胀或水化固结性能，甚至不能水化固结，严重影响隔水止水效果。2.生物材料类：主要是指黄豆、海带等一些遇水容易膨胀的材料。该类止水材料充分利用了生物制品具有遇水后体积增大的特性；对隔离上层地表水对孔内地下水的影响和深层多层地下水之间的相互影响均可使用，该类产品的优点是一定程度上解决了止水材料容易被孔内水流冲散的问题，但该类产品的缺点是容易被地下水腐蚀，在长期动态观测时止水效果不可靠。3.工具类：如引用钻孔注浆的水压式注浆塞、卡瓦式注浆塞、扭力压盘等。该类止水工具具有止水效果好、可重复使用、止水位置埋深大、止水压力大、不受孔内水流影响等优点。但该类工具具有一个共同点就是需要依靠外源性的力量支撑才能发挥止水效果，如水压式注浆塞需要在井口配合使用手压泵才能将塞子撑开发挥隔水止水作用，在进行长期永久观测时，保持水压力的管路及各处连接位置难免泄漏压力而导致止水失效；若采用卡瓦式注浆塞进行长期永久观测，随着时间的推移，保持巨大拉力的管件会发生应力变形而导致止水失效。在水文地质工程地质勘探中，钻孔揭露的地下水不止一层，并有强烈的涌水现象（例如涌水压力近2.5MPa，96mm孔径涌水量约80m3/h），且隔水层埋深大（超过500m），但又需要长期分层观测时，以上止水材料或工艺不能满足技术需要，因此需要研发一种能够在以上复杂条件叠加的孔内环境中依然能够充分止水隔水的工具，用以隔离多层地下水并各自观测各层地下水水位及其变化情况。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种结构简单、可在强烈涌水的钻孔中安装、不受钻孔涌水影响、实现可靠止水、能够实现多层地下水分层观测的水文地质勘探用止压力水塞子。为了实现上述技术目的，本技术工具所采用的技术方案如下：一种水文地质勘探用止压力水塞子，其包括中心管、设置于中心管外壁两端的托盘，两个所述托盘之间设置有膨胀橡胶圈。进一步的，本技术所述托盘的外端设置有卡箍，所述卡箍连接另一个中心管或观察管或配重管。进一步的，本技术所述卡箍与中心管和/或观察管为螺纹连接。进一步的，本技术所述中心管外侧还设置有垫片，所述膨胀橡胶圈设置于垫片与托盘之间。进一步的，本技术所述中心管外侧设置有至少一个垫片。进一步的，本技术所述托盘和垫片的外径大于膨胀橡胶圈的外径。进一步的，本技术所述托盘为锥状托盘。进一步的，本技术所述托盘和/或垫片固定设置于所述中心管外侧。通过上述技术方案，本技术的技术效果如下：本技术的水文地质勘探用止压力水塞子塞入水文地质勘探前期形成的注浆的通道后，可用于层压力水流动排泄的通道。不依靠外源性力量，就能长期发挥止水性能；通过采用膨胀橡胶作为密封材料后，膨胀橡胶遇水膨胀形成紧贴于密封槽的密封圈，即可达到止水效果。并且止水性能可靠，止水率达到99%以上，采用工业制品的橡胶代替生物制品，长期停留于孔内环境中不受地下水腐蚀；膨胀后均匀、与孔壁、铁管等物体的接触面紧密无缝隙。本技术中心管作为泄压通道，当加大中心管内径时，可以减小涌水对止压力水塞子下入过程中的阻力；中心管泄压时，内径越大，涌水压力作用于塞子端面积越小，塞子下入过程中受涌水阻力越小；本技术止压力水塞子的外径与成孔内径相同时，可以避免止压力水塞子与孔壁发生卡阻现象。本技术外侧设置有膨胀橡胶圏用于密封，为了防止膨胀橡胶圈的上下滑动，每组塞子上的橡胶圈穿插隔挡用垫片，不仅可防止膨胀橡胶圈的纵向滑动，还可防止井壁对塞子造成的破坏刻划、形成密封圈槽增强塞子的密封性能。本技术的卡箍用于连接作用，当最上端的止压力水塞子的卡箍连接观察管时，可方便的用于水位观测；当所用地层多于1层时，可以用位于止压力水塞子下端的卡箍连接另一个止压力水塞子的中心管，实现多组止压力水塞子重叠安装或者下部连接配重管。根据各个隔水层埋深重复安装本止压力水塞子。本技术的止压力水塞子设置有托盘，当托盘为锥形托盘时，可以防治止压力水塞子下入是与孔内可能存在的飞管头和变径台阶发生阻卡。当需要观测的地下层数多于两层时，最上层和最下层之间层位的水位通过压力传感器和电缆与地面相连接，最上层和最下层之间层位的水位通过安装于该层地下水中的压力传感器所测压力值，即可换算成该层地下水位标高，可实现多层地下水的水位观测。本技术的止压力水塞子，可在钻孔中达到对多层地下水的分开观测；从观测管中能观测下层地下水的稳定水位，若稳定水位高出井口还可测得涌水流量；从观测管外能够观测上层地下水的稳定水位；从压力传感器可观测最上层和最下层之间层位地下水的稳定水位。本技术止压力水塞子安装埋深大，在止压力水塞子上下端压力差小于3.0MPa时，可用于任意孔深位置安装。附图说明图1为实施例1止压力水塞子的结构剖视图；图2为实施例2止压力水塞子的结构剖视图；图2a为实施例2止压力水塞子的A向剖视图；图2b为实施例2止压力水塞子的B向剖视图；图2c为实施例2止压力水塞子的C向剖视图；图2d为实施例2止压力水塞子的D向剖视图；图2e为实施例2止压力水塞子的E向剖视图；图2f为实施例2止压力水塞子的F向剖视图；在附图中，1—接箍、2—中心管、3—托盘、4—膨胀橡胶圈、5—垫片、6—观测管；7—压力传感器、8—电缆、9—绑扎胶带、10—配重管。具体实施方式实施例1如图1所示，本技术止压力水塞子包括接箍1、中心管2、托盘3、膨胀橡胶圈4、垫片5和观测管6。根据本次所需要隔水止水的钻孔孔径96mm，涌水压力2.5MPa，20mm试验管涌水流量20m3/h，地下水层数为两层，止压力水塞子安装深度为530-540m之间。为了降低涌水对塞子下入时的阻力，本次分层观测止压力水塞子采用2寸管作为中心管2及观测管6。中心管2与观测管6相互的连接均采用相应直径的接箍1连接。根据本次止水钻孔特征，采用外径91mm托盘3和垫片5与外径89、mm膨胀橡胶密封圈4结合。为了增加膨胀橡胶水化膨胀效果和便于安装、制造，膨胀橡胶制作成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水文地质勘探用止压力水塞子，其特征在于其包括中心管（2）、设置于中心管（2）外壁两端的托盘（3），两个所述托盘(3)之间设置有膨胀橡胶圈（4）。

【技术特征摘要】
1.一种水文地质勘探用止压力水塞子，其特征在于其包括中心管（2）、设置于中心管（2）外壁两端的托盘（3），两个所述托盘(3)之间设置有膨胀橡胶圈（4）。
2.根据权利要求1所述的一种水文地质勘探用止压力水塞子，其特征在于所述托盘（3）的外端设置有卡箍（1），所述卡箍连接另一个中心管或观察管（6）或配重管（10）。
3.根据权利要求2所述的水文地质勘探用止压力水塞子，其特征在于所述卡箍（1）与中心管（2）和/或观察管（6）为螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的水文地质勘探用止压力水塞子，其特征在于所述中心管（2）外侧还设置有垫片（5），...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新社，罗进，邬立，周高明，刘大金，李炼然，袁胜超，王勇，折书群，祝应宏，程彪，于文泉，李贵仁，赵珍，杨圣安，宋启龙，王虎，崔世新，王双雨，张晶，赵大壮，赵斌，章爱卫，袁冰，王洪亮，史建松，韩贵雷，贾伟杰，李刚，宋古林，吴全美，王丹，赵晓明，薛晓峰，
申请(专利权)人：华北有色工程勘察院有限公司，彝良驰宏矿业有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13