[发明专利]一种浅层原位流体取样器具及取样方法

说明书

本发明公开了一种浅层原位流体取样器具及取样方法，属于浅层取样技术领域。浅层原位流体取样器具包括冲击成孔器具和原位流体取样器具，首先采用冲击成孔器具将原位流体取样器具打入土壤中，为后续的取样提供先决条件，然后原位流体取样器具在目的层位取样时通过真空泵将抽气杆及钻头内抽成真空，然后打开进样通道，促使地下水或地下气体进入到取样腔中，待取样完毕后关闭进样通道，接着提出取样器具，通过真空集气袋或真空取样管将样品收集起来。整个取样过程中，避免了与非目标层和外界空气的混样，为后续的室内化验提供更加准确的样品。

技术领域

本发明涉及浅层取样技术领域，具体涉及一种浅层原位流体取样器具及取样方法。

背景技术

近几年来兴起的农业地质调查和环境地质调查，已经不仅仅满足于获取浅层的土样，还要求能够获取原位的地下水或地下气体，通过对地下水或气的分析来确定一些元素的含量和运移情况。

目前比较常用的有两种方法：(1)一种方法是使用浅钻钻出一个孔(直径较大)，然后将目的层位分隔出来，下入检测仪器收集地下的原位水或原位气，这种方法一次性投资较高，且不便于大面积布置钻孔，优点是基本不会混样，能够实时监测地下水(或气)的变化。(2)另外一种方法是采用机械锤击或人工夯击的办法将取样器具钻到目的层，然后通过下入孔底的橡胶管(取样器上连接的橡胶管)将孔底的水或气体抽取到地表的取样瓶内。这种方法取样简单快速，可以大面积布置取样点，且投资较小，缺点是在这个取样过程中，容易造成混样。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种浅层原位流体取样器具及取样方法，采用真空抽气法将抽气杆的中心孔抽成真空，促使地下气样或水样快速进入取样器内，然后提钻取样，减少中间环节，避免混样。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明首先提供了一种浅层原位流体取样器具，包括冲击成孔器具和原位流体取样器具；

所述冲击成孔器具包括锤管、套接于锤管外部的配重块和长度调节块、以及套接于锤管内部的导向杆，所述导向杆伸缩于锤管下端口且其下端连接钻杆接头；

所述原位流体取样器具包括真空泵、软管、胶塞、钻杆、抽气杆、密封球、进样接头和钻头，真空泵和抽气杆通过橡胶软管连接，胶塞安装在抽气杆的上端，抽气杆的下端与进样接头通过螺纹连接，密封球依靠自重坐落于进样接头的倒喇叭口内，所述钻杆的上端与连接钻杆接头连接，钻杆的下端与钻头通过螺纹连接，胶塞、抽气杆和进样接头套装于钻杆的中心孔内，钻杆下端的侧面开有进样孔。

进一步地，所述锤管包括螺纹连接的上冲锤管和下冲锤管；上冲锤管的上端安装固定螺母，所述长度调节块和配重块串装在上冲锤管上，并通过固定螺母和上冲锤管外侧台阶进行轴向固定；所述下冲锤管的下端螺纹连接下冲锤接头，导向杆下端穿过下冲锤接头连接钻杆接头。

进一步地，所述原位流体取样器具中的抽气杆和进样接头的螺纹连接处有组合垫。

进一步地，所述钻杆的下端安装了橡胶环。

进一步地，所述进样孔中放置过滤纱布。

进一步地，所述进样接头的侧面安装橡胶环。

进一步地，所述钻杆与钻头螺纹连接处安装密封圈。

进一步地，所述流体为液体或气体。

本发明还提供了一种浅层原位流体取样方法，采用了上述的浅层原位流体取样器具，包括以下步骤：

S1、通过冲击成孔器具将原位流体取样器具冲击到预定孔深后，接着把冲击成孔器具在钻杆接头处拧卸开，通过橡胶软管将地表的手提式真空泵连接起来；

S2、然后开启手提式真空泵将抽气杆中心孔抽成真空，并且在抽气过程中，密封球在抽气杆和进样接头的压力差作用下上下跳动，将进样接头和钻头内通道也抽成真空；