[发明专利]一种基岩含水层取样装置及方法

说明书

本公开提供一种基岩含水层取样装置及方法，涉及含水层取样设备领域，包括管道、气囊和取样机构，沿管道轴向至少分布两个分别连通管道的气囊，取样机构包括取样容器、驱动件，取样容器位于相邻气囊之间，且其开口处设有封堵件，驱动件连通管道，驱动件输出端连接封堵件，驱动件用于在管道内介质的作用下带动封堵件开启或封堵取样容器，利用管道作为气囊和取样机构共同的动力源，配置气囊的膨胀封堵压力与取样机构触发压力存在压力差，通过控制输入管道内介质的压力，实现气囊和取样机构的分别动作，从而在隔离目标含水层后再开启取样装置进行取样，避免了多种动力源的复杂配置，并且保证了整体的密封性。

技术领域

本公开涉及含水层取样设备领域，特别涉及一种基岩含水层取样装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

在基岩山区，一眼水井往往揭穿多个含水层，如同时揭穿奥陶系灰岩、寒武纪三山子组灰岩、张夏组灰岩、朱砂洞组灰岩、新元古代佟家庄组灰岩等含水层。由于径流途径、补给条件等因素的影响，每个含水层的化学组分、水质等均有不同。在水文地质研究中，研究各含水层水化学特征具有重要意义。

发明人发现，成井后出水往往为各含水层的混合水，现有设备所采取的水质样品也是各含水层的混合水，不能够体现每个含水层的水化学特征和水质特征。现有成井和止水技术可以实现对某一特定含水层取水，若要对4-5个含水层进行研究则需施工4-5眼水井，成本较高；

另一方面，现有的取样设备采用气囊作为阻隔件，对气囊充气后，能够对含水层进行隔离，然后通过多管组合的方式实现对目标含水层的取样，虽然实现了对目标含水层的取样，但是在实际的施工过程中，多管组合的方式难以实现气囊的密封，不规则的管道与气囊的密封性较差，并且，需要配置气泵、水泵等多种动力源，增加了设备的复杂程度，不利于现场的快速布置。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基岩含水层取样装置及方法，利用管道作为气囊和取样机构共同的动力源，配置气囊的膨胀封堵压力与取样机构触发压力存在压力差，通过控制输入管道内介质的压力，实现气囊和取样机构的分别动作，从而在隔离目标含水层后再开启取样装置进行取样，避免了多种动力源的复杂配置；下放取样机构到目标含水层位置后，通过输入介质使气囊撑开，封堵含水层的上部和下部，静置一段时间，使含水层内水充分循环后，通过输入介质驱动取样容器开启进行水样采集，在取样完毕后，在驱动件恢复力作用下完成取样容器密封，实现所取水样为目标含水层水样，而非混合水，保证了样品采集的可靠性和研究的准确性并且保证了整体的密封性。可以实现一眼水井分别采取各含水层的水样。

本公开的第一目的是提供一种基岩含水层取样装置，采用以下技术方案：

包括管道、气囊和取样机构，沿管道轴向至少分布两个分别连通管道的气囊，取样机构包括取样容器、驱动件，取样容器位于相邻气囊之间，且其开口处设有封堵件，驱动件连通管道，驱动件输出端连接封堵件，驱动件用于在管道内介质的作用下带动封堵件开启或封堵取样容器。

进一步地，所述气囊套设在管道外部，能够沿管道径向膨胀或收缩。

进一步地，所述取样容器开口位置设有封堵筒，封堵件外壁与封堵筒内壁贴合且滑动连接，封堵筒壁上设有连通取样容器内部的通孔，封堵件能够相对于封堵筒滑动以封堵通孔或敞开通孔。

进一步地，所述驱动件包括壳体和滑动连接壳体的驱动板，壳体配合驱动板形成连通管道的驱动腔，驱动板一侧连接封堵件，另一侧通过位于驱动腔内的弹性件连接壳体内壁。

进一步地，所述管道一端开口，另一端封堵，开口端用于接入外部动力源，封堵端连接有配重块。

进一步地，所述管道位于相邻气囊之间的位置设有取样支架，取样机构安装在取样支架上。