一种岩层渗透率的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种岩层渗透率的测量方法，属于地质勘探技术领域，主要包括五个步骤，即安装、选择合适功率的水泵、液位在钻孔底部时岩层渗透率的测量、液位在钻孔内2/3深度时岩层渗透率的测量和液位在钻孔内1/3深度时岩层渗透率的测量，然后通过三个平衡液位时的渗透率，即可综合评价该岩层的渗透率。本发明专利技术能够自动调节水泵排出积水的流量，操作简单，能够较为准确地测量岩层的渗透率。

A Method for Measuring Rock Permeability

The invention discloses a method for measuring rock permeability, which belongs to the technical field of geological exploration. It mainly includes five steps: installation, selection of suitable power pumps, measurement of rock permeability at the bottom of boreholes, measurement of rock permeability at 2/3 depth of liquid level in boreholes and measurement of rock permeability at 1/3 depth of liquid level in boreholes, and then through three balances. The permeability at liquid level can be evaluated comprehensively. The invention can automatically adjust the flow rate of water discharged by the water pump, has simple operation and can accurately measure the permeability of rock strata.

【技术实现步骤摘要】
一种岩层渗透率的测量方法
本专利技术属于地质勘探
，具体涉及一种岩层渗透率的测量方法。
技术介绍
“地质勘探”即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床，为查明矿产的质和量，以及开采利用的技术条件，提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料，对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。在地质勘探钻孔时，地下水会通过钻孔内壁渗透到钻孔内，则需要测量渗透率。测量时，由于钻孔内积水的深度不同时，岩层的渗透水的流量不同，所以通常需要测量积水深度在钻孔内的1/3深度、2/3深度和底部三个位置时对应的渗透率，以此来综合评价岩层的渗透率，因此需要先后三次通过调节水泵功率而调节水泵的流量，使水泵排出的流量等于对应水位时孔壁渗透水的流量。但是，由于测量时间较长，如果水泵不在额定功率下工作，长时间使用后很容易损坏水泵，减少使用寿命，所以现有技术中采取的方式是，在抽水管上连接一个三通接头，三通接头位于地面之上，三通接头再接一根回水管，回水管插入钻孔底部。当水泵工作时，抽水管内的一部分水通过三通接头和回水管回到钻孔内，施工人员在地面上通过三次调节三通接头的流量，让水泵排出的流量等于孔壁渗透水的流量，从而使钻孔内的液位在三个位置达到平衡，通过流量计测得的流量计算三个不同液位时岩层的渗透率，再综合三个渗透率的值即可计算该岩层的渗透率。但是上述方式存在一些难点，首先需要将三通接头调节到合适的流量，这对于施工人员来说非常困难，因为如果三通接头的流量太大，使得水泵排出的流量小于孔壁渗透水的流量，则钻孔中的水位只会下降一小段深度就达到平衡水位，而不能在规定的深度位置达到平衡水位，无法测量渗透率；如果三通接头的流量太小，使得水泵排出的流量大于孔壁渗透水的流量，则钻孔内的积水会被抽干，也不能测量渗透率。其次由于回水管通常为软管，难以顺利的插入较小的钻孔中，而是仅放在钻孔的入口附近，使水流沿钻孔壁向下流动，由于水流到水面需要一定的时间，从而使得调节三通流量的人难以准确把握这个时间延迟而带来较多失误，所以这种方式导致施工人员操作非常困难，测量的准确性很低。
技术实现思路
本专利技术目的是：旨在提供一种岩层渗透率的测量方法，以自动调节水泵排出钻孔积水的流量，较为准确地测量岩层的渗透率。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种岩层渗透率的测量方法，主要包括以下步骤：步骤一，安装。钻孔完成后，首先根据经验选择合适的且功率较小的水泵，然后将连接管的下端与水泵的出水口连接，水泵的上端与吊绳连接，然后再通过连接头将抽水管连接在连接管的上端，然后将水泵、连接管和抽水管逐渐放入钻孔底部，同时将水泵的电缆捆扎在抽水管的管壁上，当水泵到达钻孔底部合适位置后，将抽水管上端和吊绳的上端连接在支撑架上，然后将液位计放入钻孔底部合适位置，并将液位计的电线上端连接在支撑架上，然后再在抽水管上端连接排水管，并在排水管上安装流量计，启动水泵，水泵将钻孔内的积水通过抽水管向外排出，通过液位计检测钻孔内的液位，假设流量计测得的排水流量为Q1，岩层渗水的流量为Q2，（1）如果钻孔内的液位下降一小段后维持不变，则说明Q1＜Q2，此水泵的功率较小，无法达到测量要求，需要更换功率稍大的水泵；逐渐选择功率依次增大的水泵进行安装后进行测试，直到钻孔内的积水逐渐下降到钻孔底部时，则说明Q1＞Q2，水泵的功率满足测量的要求，将该水泵确定为最终选用的水泵；（2）如果钻孔内的液位一直下降到钻孔底部，则说明Q1＞Q2，为了避免水泵的功率过大而导致连接管无法发挥作用，需要更换功率稍小的水泵；逐渐选择功率依次减小的水泵进行安装后进行测试，直到钻孔内的液位下降一小段后维持不变，则说明Q1＜Q2，此水泵的功率较小，将上一次测量时功率较大的水泵确定为最终选用的水泵。步骤二，液位在钻孔底部时岩层渗透率的测量。初始状态时，钻孔内的积水液位较高，水泵和连接管完全淹没在积水中，所述连接管上连接有上挡块和下挡块，所述连接管上于上挡块与下挡块之间开设有排水孔，所述连接管外部于上挡块与下挡块之间套有浮筒，浮筒在积水的浮力作用下上浮，紧靠住上挡块，浮筒将所有排水孔封闭；启动水泵，水泵将钻孔内的积水通过抽水管向外排出，初始时，Q1＞Q2，则钻孔内的积水会逐渐减少；当积水的液位下降到浮筒上部露出水面时，浮筒下降，部分排水孔露出水面，连接管内的部分积水通过露出水面的部分排水孔返回钻孔内，设返回钻孔内的积水的流量为Q3；随着积水液位的逐渐降低，Q3逐渐增大，Q1逐渐减小，当Q1减小到Q1=Q2，液位达到稳定状态时，读取流量计的读数，即可计算求得岩层在此液位时的渗透率。步骤三，液位在钻孔内2/3深度时岩层渗透率的测量。首先关闭水泵，将水泵和抽水管向上提升，使水泵上升到钻孔内2/3深度的位置，待液位恢复到初始位置时，按照步骤二，使液位重新达到平衡位置，读取此时流量计的读数，计算求得岩层在此液位时的渗透率。步骤四，液位在钻孔内1/3深度时岩层渗透率的测量。首先关闭水泵，将水泵和抽水管向上提升，使水泵上升到钻孔内1/3深度的位置，待液位恢复到初始位置时，按照步骤二，使液位重新达到平衡位置，读取此时流量计的读数，计算求得岩层在此液位时的渗透率；通过三个平衡液位时的渗透率，即可综合评价该岩层的渗透率。进一步限定，所述排水孔为长条形结构，所述连接管上沿圆周方向开设有至少四个排水孔，所述浮筒的长度大于排水孔的长度。这样能够对积水通过排水孔的流量进行连续调节，提高调节的灵敏度越高，使测得的岩层渗透率越准确。进一步限定，所述排水孔为圆孔结构，所述连接管上沿圆周方向开设有至少四列排水孔，所述浮筒的长度大于最上端排水孔到最下端排水孔之间的距离。排水孔的数量越多，在调节积水通过排水孔的流量时，调节的灵敏度越高，使测得的岩层渗透率越准确。进一步限定，所述上挡块上沿圆周方向均匀设置有四个喷水孔，所述喷水孔内侧开口与连接管连通，所述喷水孔外侧开口朝下。在测量时，如果钻孔内壁掉落的泥土等将浮筒与钻孔内壁之间的缝隙堵塞，喷水孔内喷出的水能够将泥土等冲洗掉，尽量防止堵塞。进一步限定，所述上挡块的下表面连接有环状挡圈。环状挡圈能够防止从喷水孔喷出的水冲刷在钻孔内壁，将内壁上的泥土冲掉，落在水泵与钻孔内壁之间而将水泵卡住。进一步限定，所述浮筒的上端连接有扇形叶片。从喷水孔喷出的水向下冲在扇形叶片上，带动浮筒转动，从而防止水中的泥沙进入浮筒与连接管之间的缝隙而将浮筒卡死。进一步限定，所述上挡块和下挡块的外径大于浮筒的外径。在将水泵放入钻孔底部时，由于上挡块和下挡块的外径大于浮筒的外径，可以防止浮筒碰刮到钻孔内壁而将浮筒损坏。进一步限定，所述浮筒又分为上浮筒和下浮筒，所述上浮筒下端设置有内腔，所述下浮筒上端插入内腔内，所述上浮筒的外壁上开设有出气孔，所述出气孔与内腔连通，所述出气孔内连接有塞子。工作前，通过调节下浮筒插入内腔内的深度，从而调节内腔的大小，改变浮筒的浮力，从而适应不同深度的钻孔的使用。进一步限定，所述支撑架上安装有定滑轮，所述吊绳连接在定滑轮上。当需要调节水泵的高度时，定滑轮便于拉动吊绳，操作方便。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩层渗透率的测量方法，主要包括以下步骤：步骤一，安装；首先将连接管（8）与水泵（1）连接，水泵（1）的上端与吊绳（6）连接，然后通过连接头（81）将抽水管（2）连接在连接管（8）的上端，再将水泵（1）、连接管（8）和抽水管（2）逐渐放入钻孔底部合适位置，接着将抽水管（2）上端和吊绳（6）的上端连接在支撑架（4）上，然后将液位计放入钻孔底部合适位置，并将液位计的电线上端连接在支撑架（4）上，最后再在抽水管（2）上端连接排水管（3），并在排水管（3）上安装流量计（5）；启动水泵（1），水泵（1）将钻孔内的积水通过抽水管（2）向外排出，通过液位计检测钻孔内的液位，假设流量计（5）测得的排水流量为Q1，岩层渗水的流量为Q2；步骤二，液位在钻孔底部时岩层渗透率的测量；初始状态时，钻孔内的积水液位较高，水泵（1）和连接管（8）完全淹没在积水中，所述连接管（8）上连接有上挡块（82）和下挡块（83），所述连接管（8）上开设有排水孔（84），所述连接管（8）外部套有浮筒（85），浮筒（85）在积水的浮力作用下上浮，紧靠住上挡块（82），浮筒（85）将排水孔（84）封闭；启动水泵（1），水泵（1）将钻孔内的积水通过抽水管（2）向外排出，初始时，Q1＞Q2，则钻孔内的积水会逐渐减少；当积水的液位下降到浮筒（85）上部露出水面时，浮筒（85）下降，部分排水孔（84）露出水面，连接管（8）内的部分积水通过露出水面的部分排水孔（84）返回钻孔内，设返回钻孔内的积水的流量为Q3；随着积水液位的逐渐降低，Q3逐渐增大，Q1逐渐减小，当Q1减小到Q1=Q2，液位达到稳定状态时，读取流量计（5）的读数，即可计算求得岩层在此液位时的渗透率；步骤三，液位在钻孔内2/3深度时岩层渗透率的测量；首先关闭水泵（1），将水泵（1）提升到钻孔内2/3深度的位置，待液位恢复到初始位置时，按照步骤二，使液位重新达到平衡位置，读取此时流量计（5）的读数，计算求得岩层在此液位时的渗透率；步骤四，液位在钻孔内1/3深度时岩层渗透率的测量；首先关闭水泵（1），将水泵（1）提升到钻孔内1/3深度的位置，待液位恢复到初始位置时，按照步骤二，使液位重新达到平衡位置，读取此时流量计（5）的读数，计算求得岩层在此液位时的渗透率；通过三个平衡液位时的渗透率，即可综合评价该岩层的渗透率。...

【技术特征摘要】
1.一种岩层渗透率的测量方法，主要包括以下步骤：步骤一，安装；首先将连接管（8）与水泵（1）连接，水泵（1）的上端与吊绳（6）连接，然后通过连接头（81）将抽水管（2）连接在连接管（8）的上端，再将水泵（1）、连接管（8）和抽水管（2）逐渐放入钻孔底部合适位置，接着将抽水管（2）上端和吊绳（6）的上端连接在支撑架（4）上，然后将液位计放入钻孔底部合适位置，并将液位计的电线上端连接在支撑架（4）上，最后再在抽水管（2）上端连接排水管（3），并在排水管（3）上安装流量计（5）；启动水泵（1），水泵（1）将钻孔内的积水通过抽水管（2）向外排出，通过液位计检测钻孔内的液位，假设流量计（5）测得的排水流量为Q1，岩层渗水的流量为Q2；步骤二，液位在钻孔底部时岩层渗透率的测量；初始状态时，钻孔内的积水液位较高，水泵（1）和连接管（8）完全淹没在积水中，所述连接管（8）上连接有上挡块（82）和下挡块（83），所述连接管（8）上开设有排水孔（84），所述连接管（8）外部套有浮筒（85），浮筒（85）在积水的浮力作用下上浮，紧靠住上挡块（82），浮筒（85）将排水孔（84）封闭；启动水泵（1），水泵（1）将钻孔内的积水通过抽水管（2）向外排出，初始时，Q1＞Q2，则钻孔内的积水会逐渐减少；当积水的液位下降到浮筒（85）上部露出水面时，浮筒（85）下降，部分排水孔（84）露出水面，连接管（8）内的部分积水通过露出水面的部分排水孔（84）返回钻孔内，设返回钻孔内的积水的流量为Q3；随着积水液位的逐渐降低，Q3逐渐增大，Q1逐渐减小，当Q1减小到Q1=Q2，液位达到稳定状态时，读取流量计（5）的读数，即可计算求得岩层在此液位时的渗透率；步骤三，液位在钻孔内2/3深度时岩层渗透率的测量；首先关闭水泵（1），将水泵（1）提升到钻孔内2/3深度的位置，待液位恢复到初始位置时，按照步骤二，使液位重新达到平衡位置，读取此时流量计（5）的读数，计算求得岩层在此液位时的渗透率；步骤四，液位在钻孔内1/3深度时岩层渗透率...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪海波，董平，王先超，吴睿，陈洋，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50