一种随钻随测随注的快速阻隔防渗设备及方法技术

本发明专利技术涉环境保护技术领域，特别是涉及一种随钻随测随注的快速阻隔防渗设备及方法及方法，包括多功能平台和集成液压钻机模块；多功能平台还包括注射单元、控制单元和检测单元；液压钻机模块包括钻机和钻杆，钻机驱动钻杆深入地层；中空钻杆集成有水力剖面探测段、阻控注射段、地下水取样段和EC探测段；水力剖面探测段和EC探测段原位监测土壤的水力穿透性和电导率；地下水取样段同步采集地下水样品；检测单元现场快速检测地下水样品；控制单元采集、分析监测和检测数据，模拟污染状况，识别阻控范围；注射单元通过阻控注射段向土层中注射阻控材料。本发明专利技术原位识别污染状况，制定风险阻控范围，快速实现最佳阻控效果。快速实现最佳阻控效果。快速实现最佳阻控效果。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻随测随注的快速阻隔防渗设备及方法


[0001]本专利技术涉环境保护
，特别是涉及一种用于点状污染场地随钻随测随注的快速阻隔防渗设备及方法。

技术介绍

[0002]当前，有毒有害物质的泄露造成的突发环境事故时有发生，导致现场土壤和地下水环境迅速恶化。此外，工业集聚区的场地，土壤和地下水状况也不容乐观。突发事故和工业集聚区场地的污染均呈现出点状分布。针对这类污染场地的处置，最关键的是需要高效快速，防止污染物扩散。因此急需研发高效的快速阻控处置技术。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种用于点状污染场地随钻随测随注的快速阻隔防渗设备及方法，实现钻机下钻的同时原位实时监测土壤的水力穿透性和电导率，同步采集、现场分析地下水样品，识别风险区域，模拟污染范围，形成阻控方案，精准控制阻控材料的注射压力和注射量，快速实现最佳阻控效果。
[0004]本专利技术的技术方案，一种随钻随测随注的快速阻隔防渗设备及方法，包括多功能平台和集成在多功能平台上的液压钻机模块；
[0005]多功能平台还包括注射单元、控制单元和检测单元；
[0006]液压钻机模块包括钻机和钻杆，钻机驱动钻杆深入低层中；钻杆为中空碳钢钻杆，通过螺纹连接实现长度的调节；钻杆底端集成有水力剖面探测段、阻控注射段、地下水取样段和EC探测段，四个功能段通过螺纹可拆卸连接；
[0007]水力剖面探测段原位实时监测土壤的水力穿透性，并通过导线反馈至控制单元；
[0008]EC探测段原位实时监测土壤的电导率，并通过导线反馈至控制单元；
[0009]地下水取样段同步采集地下水样品，通过蠕动泵传送至检测单元；
[0010]阻控注射段向土层中注射阻控材料；
[0011]多功能平台上的检测单元现场快速分析检测采集的地下水样品，并将检测数据传输至控制单元；
[0012]多功能平台上的控制单元接收、处理地下水检测数据、原位监测的土壤水力穿透性和电导率，通过内置模型模拟污染扩散情况，判断阻控范围和阻控深度；
[0013]多功能平台上的注射单元通过注入管与钻杆连接，通过钻杆上预设的注入孔向土层中注射阻控材料，并控制阻控材料的注射压力和注射量。
[0014]优选的，钻杆的水力剖面探测段设置水力穿透检测探头和控制开关；水力穿透检测探头通过导线与多功能平台上的检测单元电连接，并实时反馈监测结果至多功能平台的控制单元；控制单元控制开关开启和关闭。
[0015]优选的，钻杆阻控注射段底端前后设置2个注射孔，注射管的一端与注射孔连接，注射管的另一端与多功能平台的注射单元连接。
[0016]优选的，钻杆的地下水取样段设置进水孔，该取样段外表用不锈钢丝以45
°
倾斜交叉缠绕包裹，覆盖进水孔，缝隙小于0.1mm，内置特氟龙软管，通过地面蠕动泵与检测单元连接；
[0017]优选的，钻杆的EC探测段设置EC检测探头和开关；EC检测探头通过导线与多功能平台上的控制单元电连接，并实时反馈监测数据；控制单元控制开关开启和关闭。
[0018]优选的，钻杆中的水力剖面探测段、阻控注射段、地下水取样段和EC探测段之间均设置用于隔断的阻隔层。
[0019]优选的，地下土壤的水力穿透性的渗透系数测量范围为0.03048m/d
‑
45.72m/d。
[0020]一种可实时反馈的随钻随测随注快速阻控方法：包括以下具体步骤：
[0021]S1、钻机下钻的同时通过水力剖面探测段和EC探测段，原位实时监测土壤的水力穿透性和电导率，通过导线实时反馈至多功能平台上的控制单元；
[0022]S2、随钻机下钻的同时采集地下水样品，通过蠕动泵同步传输至多功能平台上的检测单元，现场快速检测，并将检测数据实时反馈至多功能平台的控制单元；
[0023]S3、多功能平台的控制单元分析采集的监测和检测数据，通过内置模型，模拟污染状况，生成阻控范围和阻隔深度；
[0024]S4、注射单元控制阻控材料的注射压力和注射量；通过阻控注射段向地下土壤注射阻控材料；
[0025]S5、水力剖面探测段和地下水取样段实时监测反馈作业进程；控制单元根据反馈数据传输指令精准控制注射单元工作，直至完成阻控工作。
[0026]优选的，多功能平台为履带移动式平台。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0028]本专利技术提供的随钻随测随注的快速阻隔防渗设备及方法，通过在中空的钻杆上集成水力剖面探测段、阻控注射段、地下水取样段和EC探测段，相对应的在多功能平台上集成注射单元、控制单元和检测单元；在面对点状污染物场地进行处理时，在钻机下钻的同时，随时采集地下水，用于现场快速检测，判断污染物的扩散情况；在钻进的同时，实时检测地下土壤的水力穿透性和电导率，快速判断阻隔范围和深度，精准控制阻控材料的注射压力和注射量，快速实现最佳阻控效果。
[0029]与现有技术相比本专利技术现场快速检测地下水污染情况，而无需取样送至实验室检测，现场模拟污染扩散状况；可原位对土壤水力穿透性和电导率实时监测，快速识别阻控范围和阻控深度，快速测量处参数指标即可快速添加阻控材料，达到快速阻控的目的。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例的随钻随测随注的快速阻隔防渗设备的结构示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例中钻杆的结构示意图；
[0032]图3是本专利技术实施例中钻杆的内部结构示意图；
[0033]图4是本专利技术实施例2的快速阻隔防渗方法的流程图。
[0034]附图标记：1、注射单元；2、控制单元；3、检测单元；4、钻杆；5、水力剖面探测段；6、阻控注射段；7、地下水取样段；8、EC探测段；9、水力穿透检测探头；10、控制开关；11、阻隔层；12、注射管；13、注射孔；14、水管；15、筛管；16、不锈钢丝网；17、EC检测探头。
具体实施方式
[0035]实施例1
[0036]如图1
‑
3所示，本专利技术提出的一种随钻随测随注的快速阻隔防渗设备，包括多功能平台和集成在多功能平台上的液压钻机模块；
[0037]多功能平台还包括注射单元1、控制单元2和检测单元3；
[0038]液压钻机模块包括钻机和钻杆4，钻机驱动钻杆4深入低层中；钻杆4为中空钻杆4；中空的钻杆4中集成有水力剖面探测段5、阻控注射段6、地下水取样段7和EC探测段8；
[0039]江苏某化工园区污染泄漏，使用本专利技术的快速阻控装备，其中水力剖面探测段5原位实时监测反馈土壤的水力穿透性，识别出不透水地层埋深约为3.3m；快速确定点状污染物的类别和范围；
[0040]其中地下水取样段7对土层之下的地下水进行取样，现场快速分析测试，识别出特征污染物为VOCs氯苯；EC探测段8实时原位监测土壤电导率，结合污染分布模型模拟出污染范围约85平米，污染深度最深约1.5米。综合考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种随钻随测随注的快速阻隔防渗设备，其特征在于，包括多功能平台和集成在多功能平台上的液压钻机模块；多功能平台还包括注射单元、控制单元和检测单元；液压钻机模块包括钻机和钻杆，钻机驱动钻杆深入地层；钻杆为中空碳钢钻杆，通过螺纹连接实现长度的调节；钻杆底端集成有水力剖面探测段、阻控注射段、地下水取样段和EC探测段，四个功能段通过螺纹可拆卸连接；水力剖面探测段原位实时监测土壤的水力穿透性，并通过导线反馈至控制单元；EC探测段原位实时监测土壤的电导率，并通过导线反馈至控制单元；地下水取样段同步采集地下水样品，通过蠕动泵传送至检测单元；多功能平台上的检测单元现场快速分析检测采集的地下水样品，并将检测数据传输至控制单元；多功能平台上的控制单元分析监测和检测数据，识别风险区域，模拟污染扩散情况，明确最佳的阻控范围和阻控深度；多功能平台上的注射单元通过注入管与钻杆连接，通过阻控注射段的注射孔向土层中注射阻控材料，并控制阻控材料的注射压力和注射量。2.根据权利要求1所述的随钻随测随注的快速阻隔防渗设备，其特征在于：钻杆的水力剖面探测段设置水力穿透检测探头和控制开关；水力穿透检测探头通过导线与多功能平台上的控制单元连接，实时反馈监测结果；多功能平台上控制单元控制开关开启和关闭。3.根据权利要求1所述的随钻随测随注的快速阻隔防渗设备，其特征在于：钻杆阻控注射段底端前后设置2个注射孔，注射管的一端与注射孔连接，注射管的另一端与多功能平台的注射单元连接。4.根据权利要求1所述的随钻随测随注的快速阻隔防渗设备，其特征在于：钻杆的地下水取样段设置进水孔，该取样段外表用不锈钢丝以45
°
倾斜交叉缠绕包裹，筛缝小于0.1mm，内置特氟龙软管...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋敏，刘泽权，于磊，王菲，尹业新，单龙，李梦雅，王水，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：