[发明专利]智能化单井地下水动态参数测试仪

说明书

本发明属水文地质测井领域，涉及一种利用测量单井中同位素示踪剂量来显示地下水流速流向动态参数的测量仪器。

利用放射性指示剂在单井中测定地下水流速流向的方法是Moser(1957)和Maither(1963)分别提出的。于是有多种见诸面世的测定地下水流速流向的装置。最早的有接杆式定向探头；后来有波兰I.B.Hazza发明的P-32吸附与X胶片定向测速装置；日本落合敏郎的三层同位素稀释室定向测速装置；W.Drost和Kiotz等设计的棉纱网吸附测向、活性炭吸附测向装置；美国专利4051368、英国专利2009921介绍的中子活化测向测速装置；德国慕尼黑水文地质实验室W.Drost1982年测定地下水流速流向的新式示踪探头；中国专利85107160、86104175介绍的热释光和电离室同位素示踪测量装置等。上述发明虽达到了测量地下水流速流向的要求，但在实际应用中，它们都存在测量精度不高的缺陷，而且接杆式只适用于浅井测量，且操作麻烦；各种吸附式易造成污染，对深井及井径有一定要求；中子活化，成本高，且存在防护问题；德国的新式探头，工艺复杂，造价昂贵，推广使用受到限制；热释光、电离室虽工艺简单，造价低廉，却测量数据少，周期长。而且，上述传统的各测试装置均只能测定地下水含水层均匀的孔隙流的水流方向，对于非均匀流的裂隙流水流方向却无法测定，这已成为目前世界上地下水动态参数测定的一大难题。

本发明的目地就是为了解决上述问题，提出一种可测量地下含水层裂隙流水流方向且测量精度高，自动化程度好，测量项目齐全，工艺简便，成本低廉，使用安全可靠方便的智能化单井地下水动态参数测试仪。

本发明的技术解决方案；

一种智能化单井地下水动态参数测试仪，它由整体式罩体、信号处理电路、放射性探测体及其驱动电机、磁探测器及压力传感器组成，其特征在于放射性探测体由可转动的柱体和至少三个的放射性探测器组成，各放射性探测器竖直位于柱体边缘内，且柱体和驱动电机及信号处理电路一同位于整体式罩体内，驱动电机的主轴伸入柱体中心使它们连为一体，柱体一端设有磁探测器，其另一端设有压力传感器，且磁探测器的基准线始终指向被设定为零位的放射性探测器，该零位探测器根据柱体内多个放射性探测器初次测量到的地下水流方向的最大计算值，这时驱动电机带动柱体只作正负180度的转动，就可使该零位探测器转至到地下水流方向的最大值处，作更进一步精细的调整，直至到零位探测器探测到地下水流真实的最大值方向止。各放射性探测器的输出及磁探测器和压力传感器的输出均与信号处理电路的输入相连，信号处理电路的输出通过导线接至地面计算机。

本发明首次将放射性探测器与磁探测器有机地结合在一起，利用放射性探测器确定地下水流向，并由计算机控制放射性探测的驱动电机，使放射性探测器始终动态处于测量最大值位置，故可精确地测出地下含水层裂隙流水流方向，解决了世界上至今未能解决的难题。同时本发明利用磁探测器确定所测出的地下水流向(不清楚)与大地北极之间的夹角，故探测精度大大提高。本发明结构简单，成本低，投源采用电动活塞注入，流速采用计数管测量，定向采用弱磁元件探测，动水压力采用压力传感器，所有探测器通过信号处理电路与地面计算机相连，并由其控制，故自动化程度高，测量项目齐全，测量速度快，且工艺简单，使用方便。另外，由于采用本发明的结构，使放射性同位素的投源量降低，故减少了环境污染，安全性高，可靠性好，可在水文地质领域广泛地推广应用。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的信号处理电路原理示意图。

图3是本发明中放射性探测器的柱体断面示意图。

图4是本发明中放射性探测器的另一结构柱体的断面示意图。