專利名稱：一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及水壓、出水量觀測(cè)儀器，具體是一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文 地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器；是一種基于壓力計(jì)的水壓變化和流量計(jì)的水流量變化的觀測(cè)儀器， 尤其適用于礦山井巷中單個(gè)鉆孔求水文地質(zhì)參數(shù)。
背景技術(shù)：
[0002]在礦井水文地質(zhì)勘察階段，確定含水層的參數(shù)是一個(gè)重要的任務(wù)，它為水文地 質(zhì)預(yù)測(cè)及礦井水害防治問題提供依據(jù)。目前在礦井水文地質(zhì)勘察中，經(jīng)常在井下施工水 文地質(zhì)探查孔，這些探查孔的主要目的是探查采掘工作面附近的含水層是否有水，但是 這些探查孔以目前的手段還不能用來(lái)求解水文地質(zhì)參數(shù)，只能知道出水量的大小。目前 在礦山井巷工程中，對(duì)于求解水文地質(zhì)參數(shù)的常用方法，主要存在以下幾個(gè)問題一是 求水文地質(zhì)參數(shù)需要施工多個(gè)鉆孔，工程量較大，不經(jīng)濟(jì)；二是井下施工的單個(gè)水文地 質(zhì)探查孔不能得到利用；三是不能自動(dòng)控制閘閥的啟閉，造成試驗(yàn)精確度差；四是觀測(cè) 數(shù)據(jù)不能貯存?zhèn)鬏?；五是不能及時(shí)求出參數(shù)。發(fā)明內(nèi)容[0003]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地 質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器，能夠精確測(cè)量水壓、水量的變化，并能儲(chǔ)存、傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)，快速求 解水文地質(zhì)參數(shù)。[0004]本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù) 觀測(cè)儀器；包括出水管，所述的出水管是一個(gè)四通管，在出水管其中一個(gè)方向的兩個(gè)端 口上分別安裝有手動(dòng)閘閥II和壓力計(jì)，在另一個(gè)方向的兩個(gè)端口上分別安裝有手動(dòng)閘閥I 和流量計(jì)；在流量計(jì)兩側(cè)的出水管上分別安裝有自動(dòng)閘閥；所述的流量計(jì)豎直安裝在出 水管上。[0005]本實(shí)用新型的有益效果是儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既有顯示功能，又有傳輸功能，既 可以定期采取數(shù)據(jù)，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。


[0006]
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。[0007]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；[0008]圖2是本實(shí)用新型壓力計(jì)的電原理框圖；[0009]圖3是本實(shí)用新型壓力計(jì)的安裝示意圖；[0010]圖4是本實(shí)用新型流量計(jì)的電原理框圖；[0011]圖5是本實(shí)用新型流量計(jì)的安裝示意圖；[0012]圖6是本實(shí)用新型自動(dòng)閘閥的電原理框圖；[0013]圖7是本實(shí)用新型的自動(dòng)閘閥安裝示意圖。[0014]圖中1、壓力計(jì)；11、微處理器；12、壓力傳感器；13、存儲(chǔ)器；14、數(shù)據(jù) 接口； 15、顯示器；16、電源；17、底座；171、安裝孔；18、防爆蓋；2、流量計(jì)； 21、微處理器；22、流量傳感器；23、存儲(chǔ)器；24、數(shù)據(jù)接口 ； 25、顯示器；26、電 源；27、底座；271、安裝孔；28、防爆蓋；3、出水管；4、手動(dòng)閘閥I; 5、手動(dòng)閘閥 II; 6、自動(dòng)閘閥；61、微處理器；62、定時(shí)器；63、控制電路；64、氣動(dòng)閘閥；65、 電源；66、底座；661、安裝孔；67、防爆蓋。
具體實(shí)施方式
[0015]如圖1所示，一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器有一水平管3，水 平管3采用四通管。在出水管3其中一個(gè)方向的兩個(gè)端口上分別安裝有手動(dòng)閘閥115和壓 力計(jì)1，在另一個(gè)方向的兩個(gè)端口上分別安裝有手動(dòng)閘閥I 4和流量計(jì)2;其中手動(dòng)閘閥14 起到備用效果，一般情況處于封閉狀態(tài)；只有在鉆孔受高水壓威脅時(shí)，才打開放流泄壓 保證安全。上述流量計(jì)2豎直安裝在出水管3(流向自下而上)上，此時(shí)流體充滿管道， 使得檢測(cè)更加精確，同時(shí)可防止流量計(jì)防襯脫落；適用不同的流量計(jì)。在流量計(jì)2兩側(cè) 的管道上分別安裝有自動(dòng)閘閥6，兩個(gè)自動(dòng)閘閥6在放水試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)，能完成迅速 自動(dòng)啟閉放水。[0016]如圖2所示，壓力計(jì)1有一用于運(yùn)算處理數(shù)據(jù)并控制輸出的微處理器11 ；與微 處理器11連接用于采集水壓力變化信號(hào)的壓力傳感器12 ；與壓力傳感器12連接用于儲(chǔ) 存壓力傳感器12采集的水壓力變形信號(hào)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存器13 ；儲(chǔ)存器13連接用于定期采集 或?qū)崟r(shí)傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口 14;與微處理器11連接用于實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)水壓數(shù)據(jù)的顯示器 15；向上述各部件供電的電源16;上述各部件裝置在一個(gè)防爆殼體內(nèi)。數(shù)據(jù)接口 14與 外部計(jì)算機(jī)連接，對(duì)數(shù)據(jù)定期采集，也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。[0017]如圖3所示，微處理器11、壓力傳感器12、存儲(chǔ)器13、數(shù)據(jù)接口 14、顯示器15 和電源16均固定在底座17上，并有相應(yīng)的導(dǎo)線和傳輸線連接；在底座17上開有安裝孔 171，底座17通過安裝孔171安裝在出水管上，防爆殼體由底座17和防爆蓋18組成，防 爆蓋18采用透明材料制作的盒蓋。底座17為圓形厚鋼板，直徑約為10cm，底板四角預(yù) 制四個(gè)安裝孔171。[0018]如圖4所示，流量計(jì)2有一用于運(yùn)算處理數(shù)據(jù)并控制輸出的微處理器21 ；與微 處理器21連接用于采集水壓力變化信號(hào)的壓力傳感器22 ；與壓力傳感器22連接用于儲(chǔ) 存壓力傳感器22采集的水壓力變形信號(hào)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存器23 ；與儲(chǔ)存器23連接用于定期采 集或?qū)崟r(shí)傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口 M ；與微處理器21連接用于實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)水壓數(shù)據(jù)的顯示 器25;向上述各部件供電的電源沈；上述各部件裝置在一個(gè)防爆殼體內(nèi)。數(shù)據(jù)接口 14 與外部計(jì)算機(jī)連接，對(duì)數(shù)據(jù)定期采集，也可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。[0019]如圖5所示，微處理器21、壓力傳感器22、存儲(chǔ)器23、數(shù)據(jù)接口對(duì)、顯示器25 和電源沈均固定在底座27上，并有相應(yīng)的導(dǎo)線和傳輸線連接；在底座27上開有安裝孔 271，底座27通過安裝孔271安裝在出水管上；防爆殼體由底座27和防爆蓋觀組成，防 爆蓋觀采用透明材料制作的盒蓋。底座27為圓形厚鋼板，直徑約為10cm，底板四角預(yù) 制四個(gè)安裝孔271。[0020]如圖6所示，自動(dòng)閘閥6有一用于運(yùn)算處理數(shù)據(jù)并控制輸出的微處理器61，與微處理器61連接的定時(shí)器62，與微處理器61連接的控制電路63;與控制電路63連接的氣 動(dòng)閘閥64，給上述各部件供電的電源65;上述控制電路63采用控制開關(guān)；上述各部件 裝置在一個(gè)防爆殼體內(nèi)。[0021]如圖7所示，將微處理器61、定時(shí)器62、控制電路63，、氣動(dòng)閘閥64和電源 65固定在底座66上，并有相應(yīng)的導(dǎo)線和傳輸線連接；在底座66上開有安裝孔661，底座 66通過安裝孔661安裝在出水管上，防爆殼體由底座66和防爆蓋67組成，防爆蓋67采 用透明材料制作的盒蓋。底座66為長(zhǎng)方形厚鋼板，長(zhǎng)約20cm，寬約10cm，底座四角預(yù) 置四個(gè)安裝孔661。[0022]工作過程在鉆孔施工完畢后，利用安裝在水平管上的手動(dòng)閘閥II 5先封閉鉆 孔，然后安裝水壓力傳感器、流量傳感器等；安裝完畢后對(duì)儀器及間閥密封情況等進(jìn)行 檢查。在實(shí)際觀測(cè)前，通過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試等方法先對(duì)觀測(cè)儀器進(jìn)行校正，并在各個(gè)微處理 器中預(yù)設(shè)相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。將各儀器調(diào)試、 固定后，接上電源，這時(shí)各儀器開始采集數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)傳到微處理器和存貯器。 由于承壓含水層單個(gè)鉆孔，既進(jìn)行放水試驗(yàn)，又進(jìn)行水位恢復(fù)試驗(yàn)，需要利用水壓力傳 感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水壓力來(lái)推求水位。根據(jù)放水試驗(yàn)要求，只要開啟手動(dòng)閘閥II 5，水壓傳感 器就對(duì)水壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。繼而開啟安裝在管道上的兩個(gè)自動(dòng)閘閥，流量傳感器開始工作。 對(duì)兩個(gè)自動(dòng)閘閥的控制軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在放水試驗(yàn)結(jié)束時(shí)刻，兩個(gè)自動(dòng)閘閥相繼自動(dòng)迅 速關(guān)閉，之后進(jìn)行水位恢復(fù)試驗(yàn)。水位恢復(fù)試驗(yàn)過程中，水壓傳感器繼續(xù)進(jìn)行對(duì)水壓實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄。待水位恢復(fù)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)刻，將手動(dòng)閘閥II 5關(guān)閉。利用放水試驗(yàn)及水位 恢復(fù)試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)對(duì)水文地質(zhì)參數(shù)理論進(jìn)行分析。流量計(jì)停運(yùn)檢修時(shí)，應(yīng)相繼關(guān)閉安 裝在出水管末端的自動(dòng)閘閥和安裝在流量計(jì)前面的自動(dòng)閘閥；投運(yùn)時(shí)，相繼開啟安裝在 流量計(jì)前面的自動(dòng)閘閥和安裝在出水管末端的自動(dòng)閘閥。為防止產(chǎn)生負(fù)壓，禁止同時(shí)啟 閉兩個(gè)自動(dòng)閘閥。[0023]單孔放水試驗(yàn)與水位恢復(fù)試驗(yàn)按要求相繼進(jìn)行，本實(shí)用新型在測(cè)得放水流量的 同時(shí)，能實(shí)時(shí)測(cè)得水壓變化。放水試驗(yàn)結(jié)束后，自動(dòng)閘閥能迅速自動(dòng)關(guān)閉，水壓傳感器 能繼續(xù)工作，繼續(xù)監(jiān)測(cè)水位恢復(fù)試驗(yàn)過程中的水壓。同時(shí)，還可以通過數(shù)據(jù)接口定期或 者實(shí)時(shí)接收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)傳輸至地面電腦，通過電腦設(shè)定的求參程序，迅速計(jì) 算水文地質(zhì)參數(shù)。
權(quán)利要求1.一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器；包括出水管(3)，其特征在于 所述的出水管C3)是一個(gè)四通管，在出水管C3)其中一個(gè)方向的兩個(gè)端口上分別安裝有手 動(dòng)閘閥11(5)和壓力計(jì)(1)，在另一個(gè)方向的兩個(gè)端口上分別安裝有手動(dòng)閘閥1(4)和流量 計(jì)⑵；在流量計(jì)⑵兩側(cè)的出水管⑶上分別安裝有自動(dòng)閘閥(6)；所述的流量計(jì)(2) 豎直安裝在出水管(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器，其特征在 于所述的壓力計(jì)(1)包括運(yùn)算處理數(shù)據(jù)并控制輸出的微處理器(11)；與微處理器(11) 連接用于采集水壓力變化信號(hào)的壓力傳感器(1 ；與壓力傳感器(1 連接用于儲(chǔ)存壓力 傳感器(1 采集的水壓力變化信號(hào)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存器(1 ；與儲(chǔ)存器(1 連接用于定期采 集或?qū)崟r(shí)傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口(14)；與微處理器(11)連接用于實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)水壓數(shù)據(jù)的 顯示器(1 ；向上述各部件供電的電源(16)；將上述各部件裝置在一個(gè)防爆殼體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器，其特征在 于所述的流量計(jì)( 包括運(yùn)算處理數(shù)據(jù)并控制輸出的微處理器；與微處理器連接用于采集水流量變化信號(hào)的流量傳感器0 ；與流量傳感器0 連接用于儲(chǔ)存流量 傳感器0 采集的水流量變化信號(hào)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存器；與儲(chǔ)存器連接用于定期采 集或?qū)崟r(shí)傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)接口 04)；與微處理器連接用于實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示 器0 ；向上述各部件供電的電源06)；將上述各部件裝置在一個(gè)防爆殼體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器，其特征在 于所述的自動(dòng)閘閥(6)包括用于運(yùn)算處理數(shù)據(jù)并控制輸出的微處理器(61)；與微處理 器(61)連接的定時(shí)器(62)；與微處理器(61)連接的控制電路(63)；與控制電路(63)連 接的氣動(dòng)閘閥(64)；給上述各部件供電的電源(6 ；將上述各部件裝置在一個(gè)防爆殼體 內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器，其特征在于 所述的控制電路(63)采用控制開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器， 其特征在于所述的防爆殼體由底座和防爆蓋組成，防爆蓋采用透明材料制作的盒蓋。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于井下單個(gè)鉆孔的水文地質(zhì)參數(shù)觀測(cè)儀器，涉及水壓、出水量觀測(cè)儀器。該儀器有一個(gè)出水管，所述的出水管是一個(gè)四通管，在出水管其中一個(gè)方向的兩個(gè)端口上分別安裝有手動(dòng)閘閥II和壓力計(jì)，在另一個(gè)方向的兩個(gè)端口上分別安裝有手動(dòng)閘閥I和流量計(jì)；在流量計(jì)兩側(cè)的管道上分別安裝有自動(dòng)閘閥；所述的流量計(jì)豎直安裝在出水管上。壓力計(jì)隨時(shí)監(jiān)測(cè)鉆孔內(nèi)水壓力變化，流量計(jì)隨時(shí)監(jiān)測(cè)鉆孔出水量變化，自動(dòng)閘閥在放水試驗(yàn)開始與結(jié)束時(shí)，能迅速自動(dòng)啟閉。優(yōu)點(diǎn)是儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既有顯示功能，又有傳輸功能，既可以定期采集數(shù)據(jù)，又可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。
文檔編號(hào)E21B34/02GK201810306SQ201020536379
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者李德彬, 許進(jìn)鵬 申請(qǐng)人:李德彬, 許進(jìn)鵬