[發明專利]一種地下水水樣采集裝置及采集方法

在審

• 申請號: 202310046783.6
• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN116124526A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 辛沛;丁學松;余夏楊;徐興樺;趙磊華
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14;G01N1/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 向文

1.一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，包括第一可膨脹式堵水器、第二可膨脹式堵水器、多孔防堵塞式進水管、氣泵、水泵；

所述氣泵通過長柔性氣管連接著第一可膨脹式堵水器，所述水泵通過長柔性水管連接著第一可膨脹式堵水器，所述第一可膨脹式堵水器和第二可膨脹式堵水器之間設置有短柔性風管和多孔防堵式進水管，所述短柔性風管用于連通第一可膨脹式堵水器和第二可膨脹式堵水器，所述多孔防堵式進水管上設置有若干進水孔，所述多孔防堵式進水管用于采集地下水。

2.根據權利要求1所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述第一可膨脹式堵水器、第二可膨脹式堵水器和多孔防堵塞式進水管同軸設置。

3.根據權利要求1所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述第一可膨脹式堵水器包括第一剛性水管、第一高強度橡膠體、第一柔性風管、第二柔性風管、第一剛性固定套、第二剛性固定套，所述第一剛性固定套和第二剛性固定套分別設置于第一高強度橡膠體的頂部和底部，所述第一剛性水管同軸貫穿設置于第一高強度橡膠體、第一剛性固定套和第二剛性固定套，所述第一柔性風管的一端連接在第一高強度橡膠體上，另一端向上延伸出第一剛性固定套，所述第二柔性風管的一端連接在第一高強度橡膠體上，另一端向下延伸出第二剛性固定套，所述第一柔性風管的頂端連接著長柔性氣管，所述第二柔性風管的底端連接著短柔性風管，所述第一剛性水管的頂端和底端分別連接著長柔性水管和多孔防堵式進水管。

4.根據權利要求3所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述第一剛性水管的頂端和底端分別設置有第一錐形內螺紋結構和第一錐形外螺紋結構，所述長柔性水管通過螺紋配合在第一錐形內螺紋結構上，所述多孔防堵式進水管的頂端通過螺紋配合在第一錐形外螺紋結構上；

所述第一柔性風管的頂端設置有第二錐形內螺紋結構，所述長柔性氣管通過螺紋配合在第二錐形內螺紋結構上；所述第二柔性風管的底端設置有第二錐形外螺紋結構，所述短柔性風管的頂端通過螺紋配合在第二錐形外螺紋結構上。

5.根據權利要求3所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述第一柔性風管和第二柔性風管上均設置有第一密封套。

6.根據權利要求1所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述第二可膨脹式堵水器包括剛性實心管、第二高強度橡膠體、第三柔性風管、第三剛性固定套，第四剛性固定套，所述第三剛性固定套和第四剛性固定套分別固定設置于第二高強度橡膠體的頂部和底部，所述剛性實心管同軸固定設置于第三剛性固定套上，所述第三柔性風管的頂端向上延伸出第三剛性固定套，底端位于第二高強度橡膠體內。

7.根據權利要求6所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述剛性實心管的頂端設置有第三錐形內螺紋結構，所述多孔防堵式進水管的底端通過螺紋配合在第三錐形內螺紋結構上；所述第三柔性風管的頂端設置有第四錐形內螺紋結構，所述短柔性風管的底端通過螺紋配合在第四錐形內螺紋結構上；

所述第三柔性風管上設置有第二密封套。

8.根據權利要求1所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述多孔防堵式進水管包括剛性空心管，所述剛性空心管上進水孔的數量為6個，且兩兩對稱分布，所述剛性空心管的頂端和底端分別設置有第五錐形內螺紋結構和第三錐形外螺紋結構。

9.根據權利要求1所述的一種地下水水樣采集裝置，其特征在于，所述氣泵的兩端分別設置有排氣閥和氣壓測量儀；所述水泵的兩端分別設置有排水閥和流量測試儀，所述水泵和排水閥之間設置有取樣閥。

10.一種地下水水樣采集裝置的采集方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將氣泵、氣壓測量儀、水泵、流量測試儀、排氣閥、排水閥和取樣閥擺放在地面上的相應位置，并將長柔性氣管的出氣端和長柔性水管的出水端分別與第一可膨脹式堵水器的第一柔性氣管和第一剛性水管的上端貫通連接；

S2：將第一可膨脹式堵水器和第二可膨脹式堵水器通過防堵式進水管和短柔性氣管進行固定連接，從而形成取樣組件，將組裝好的設備在地面上進行測試，查驗裝置密封性是否良好，若密封良好，開始向開挖在地面上的鉆孔中推送；

S3：根據多孔防堵塞式進水管長度和鉆孔直徑，計算取樣段水體體積；實時記錄好推送長度，確保取樣組件精確推送到取樣位置；

S4：推送完畢后，將長柔性水管的出水端與水泵的進水口連接，長柔性氣管的進氣端與氣泵的出氣口相連接；

S5：檢查排氣閥是否關閉，啟動氣泵向第一可膨脹式堵水器和第二可膨脹式堵水器注氣，持續關注氣壓測量儀，氣體的注入會使得第一高強度橡膠體和第二高強度橡膠體膨脹，也就是會使第一可膨脹式堵水器和第二可膨脹式堵水器膨脹至緊貼鉆孔孔壁，關閉氣泵，然后啟動水泵，防堵式進水管位置處的地下水通過進水孔被抽入防堵式進水管內，防堵式進水管內的地下水再經過第一剛性水管抽入至長柔性水管內；

S6：通過觀察流量測量儀和秒表，記錄出水體積，當出水體積大于步驟三計算的水體體積后，關閉排水閥，打開取樣閥，進行取樣；

S7：每分段取樣結束后，對第一可膨脹式堵水器和第二可膨脹式堵水器進行泄壓，然后再對下一取樣段重復步驟五和六，待全部取樣完畢后，拆掉長柔性水管和長柔性氣管，開始將取樣組件從鉆孔內全部拉出。