地下水污染调查惯性取样泵的设计

在地下水污染调查所使用的采样器具中,惯性泵是最简单、也是最常用的一种采样泵。惯性泵是所有地下水取样泵中最容易使用和成本最低的,非常适合小直径的监测井。介绍了研制的多种直径的惯性取样泵的工作原理及结构设计,监测井清洗和采样情况及其应用效果。     

污染场地地下水调查布点及样品采集技术研究

地下水监测井布点和采样,是地下水污染调查的重要部分。由于污染场地的规模较小和其特殊性,很多区域地下水污染普查的方法并不完全适用于污染场地。本文结合地下水的分布及运动特征,从全面性、系统性、代表性、可行性、经济性五方面,阐述污染场地地下水调查布点应遵循的基本原则。同时,通过探讨国内外地下水采样的规范和要求,总结出适用于我国污染场地的地下水采样技术。     

地下水污染调查多级监测井建造及取样技术

多级地下水监测井能够在一个井内监测多个深度段水质和污染状况,在场地污染调查污染羽三维描述中起着不可替代的作用。一口多级地下水监测井可等同多口单管监测井,节约施工成本和维护费用。本文在实地典型污染场地调查的基础上,对多级监测井建造及其取样技术进行了研究,为以后的工作奠定了基础。     

石油类污染场地土壤与地下水污染调查实例分析

以冀中平原某石油类污染场地为例,从污染源分布勘察、场地水文地质模型建立、土壤及地下水的现场调查入手,采用物探、坑探、钻探综合调查技术和定深取样等一些取样方法,对不同深度土壤及地下水的有机污染进行调查和样品分析。结果表明:整个场地的土壤和地下水受到不同程度的污染,30m深度内包气带和饱水带已被污染,50m深度的地下水中有有机污染物检出,石油类场地的污染特征主要表现为土壤及其地下水中含有高浓度单环芳烃和卤代烃。且单环芳烃在土壤与地下水中的浓度高于其它有机污染物。     

区域地下水污染调查取样点布设量化分配方法

在区域尺度、有限样品的地下水污染调查中,密度控制可以计算区域总样品数量,但取样点布设应综合考虑地质环境、人类活动等方面的差异性。目前,样点布设主要依赖技术人员经验,存在较强的不确定性,如何科学布设取样点是需要解决的一个科学问题。针对这个问题,文章基于实际工作创建了“区域预分配、单元再优选”的解决方法。在区域上,基于层次分析法构建量化分配模型,以背景控制因素和潜在污染因素建立分配因子组合,运用指数标度量化定性因子、标度函数计算定量因子,通过矩阵运算获取每个分配单元的样品预分配数量;在单元内,按照分段控制、条件优选的方法提高取样点针对性和代表性。利用构建的分配方法,以拉萨河流域地下水水质调查为案例进行了取样点布设分配应用,确定了各单元样品分配数量。结果表明:考虑背景控制和潜在污染的层次分析模型及量化计算平衡了拉萨河流域不同分配单元对样品的实际需求,解决了城关区面积小样品需求多、当雄县面积大样品需求少等问题;分段控制、条件优选的方法明确了分配单元内取样点选择依据。本方法的构建为地下水污染调查取样点布设提供了必要的方法支撑。     

直接推进在场地污染调查中的应用研究

直接推进取样技术按照监测要求,可以在同一孔内迅速准确地采取地下水水样、土层土样和土层气体样品。直接推进取样完成后,还可以在孔内安装井管和过滤管,成为永久性的监测井。该项技术可以为查明潜在的污染工厂、废水土地处理场和垃圾填埋场的地下水是否受到污染以及污染的扩展情况提供分析样品。该项技术施工成本低,可获取高质量的监测资料,为控制和治理地下水污染提供科学依据。我们结合地质调查项目对直接推进取样技术进行了试验研究,取得了一些认识。     

地下水采样技术及《地下水采样技术规程》的编制

地下水取样是地下水调查、监测中的一项关键技术工作,必须要根据调查场地的条件和调查的目的选择合适的采样方法,并严格按照操作规程进行采样,以取得真实、有代表性的样品。本文在梳理常用地下水采样方法和采样器具的基础上,介绍了行业标准《地下水采样技术规程》的编制过程及其主要内容。该规程内容涉及地下水现场测试样品、无机检测样品、有机检测样品、气体检测样品、同位素检测样品、专项样品（包括地热水样品和饮用矿泉水样品）等的采集要求、采样方法、样品保存、质量控制等。     

气体推动式地下流体取样技术的室内验证

获取高质量的地下流体样品对于二氧化碳地质利用与封存(CCUS)场地的CO₂泄漏监测具有重要意义。基于气体推动原理的地下流体取样器具有取样精度高、地层扰动小、易与井下监测技术集成从而实现地下流体原位连续监测等多方面优势,已广泛应用于多个CCUS场地中。然而,在实际应用中取样器存在取样量不稳定、受地下水水位波动影响大等问题。为解决上述关键问题,作者研发并搭建一套模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置,通过开展不同液面高度下地下流体的取样实验,探究气体推动式取样器的取样过程及取样机制。实验结果显示：气体推动式取样技术在取样过程对井筒内液体无干扰,证明具有被动取样的特点,对环境影响程度低。取样量大小主要取决于井筒内液面高度和储流容器大小,可通过液面高度及管路尺寸精确计算得出理论取样量。不同液面高度下实际取样量与理论计算量基本一致,其误差随液面高度的增加而降低,最大误差小于6.6%。取样时间与平均取样速率主要取决于注气压力,并与注气压力呈现幂函数关系,拟合相关系数大于99%。上述实验结果将有助于进一步理解气体推动式取样器的取样机理,对于取样器结构优化以及指导现场取样效果具有重...     

绳索锤击取心浅钻技术在近海砂矿勘查中的应用

在海南岛东部滨浅海砂矿资源调查中,应用绳索锤击取心浅钻技术实施20 m浅钻,取得了较好的效果。实践证明,这种浅钻技术是获取浅层地质实物资料、验证地下信息推断与解释,最终圈定矿体、计算储量、评估品位的有效手段。介绍了这种结构简单、扰动较小的地质浅钻技术及其在生产中的应用。     

Geoprobe直推钻机在城市水土环境地质调查中的应用

为进一步查明某大型废弃工矿场地水土环境影响范围和程度,对其影响区进行详细的水土环境质量综合调查,基本查明“起步区”范围内土壤和地下水所受污染状况,进行风险评价并提出土地使用的初步对策与建议。设计水土环境取样钻孔386个,钻探工作量4180 m,要求定位采集土壤和地下水原状样品,以判定地层结构、含水层结构、岩土体力学等关键参数以及场地内土壤的垂向污染特征、污染深度和地下水坏境质量现状。为保证工程质量,采用了美国Geoprobe Systems(地探系统公司) Kejr分公司的Geoprobe系列直推钻机,采用静压或锤击不提钻取土法无水钻进、静压或锤击提钻取土法无水钻进和静压或锤击提钻临时取水钻进方法,有效解决了砂土层液化和钻孔涌砂而造成的取样量不足和样品扰动、污染等问题。本文对其设备、钻具、工艺方法及应用进行了介绍、分析。     

海洋冲击伸缩绳索取样器的研制与应用

海洋沉积物地层主要由淤泥、软土、半固结泥岩、砂岩等组成,沉积物地层钻探取样是海洋工程和地质调查的重要组成部分。常规回转取样器取样,极易破坏样品的原状而且取样率较低;静压取样器取样,在砂岩、半固结泥岩等较硬地层取样率较低。针对上述问题,研制了一种冲击伸缩绳索取样器,该取样器结合了静压取样器和锤击取样器的特点,实现对海底以沉积物为主地层的高保真取样。     

海底沉积地层保真取样钻具的设计及应用

钻探取样技术作为海洋地质调查和资源勘探的主要方法,在海洋探索领域占据着十分重要的地位。海底地层以松软沉积物为主,常规钻探回转取样的方法极易破坏样品原状性,且样品采取率低,难以满足科学研究的要求。研制了一种以泥浆泵压驱动的沉积物保真取样钻具,并结合绳索取心技术,实现海底沉积地层保真取样。试验证明,该海底沉积地层保真取样钻具取样成功率高、作业效率高,所采取样品原位性、原状性好,完全满足海洋地质和土工实验等对样品的严格要求。     

植物胶类冲洗液在地质灾害防治勘察工程中的应用

长期研究和生产实践表明，在地质灾害勘察工程的复杂地层进行钻探取心，特别是深厚砂卵石覆盖层取心，采用植物胶类无固相冲洗液往往会收到很好的效果。文章简要地论述了植物胶冲洗液在地质灾害防治勘察工程中具有的特殊功效。在实践及应用的基础上提出了提高取心率应控制的主要性能。即亲水性与可溶性、粘结性、降失水性、流变性及润滑性等。特别强调浆液粘弹性及表面张力的控制是提高松散破碎地层取心的重要因素。现场应用表明，KL植物胶冲洗液，护壁效果好，取芯质量好。无毒无污染，是一种能适应松散破碎地层钻进，提高取芯质量的新型钻进冲洗液体系。完全可以在地质灾害勘察工程中推广应用。     

复杂地质条件下钻探卡心与取样技术

从卡取岩心和采集岩屑两种工具方面探讨了复杂地质条件下的取心与取样问题;分析了我国常用的卡心工具在复杂地质条件下存在的问题;着重介绍了俄罗斯的矩形环式、卡板式、卡箍式和卡瓦式4种专用卡心工具和孔底旋流岩屑采集装置,值得我国地质工作者在复杂地质条件下钻探取心和取样借鉴。      

天然气水合物非干扰绳索式保温保压取样钻具的研究

由于天然气水合物存在环境和性质的特殊性,使保温保压取样技术成为获得原位天然气水合物最有效的方法之一。保温保压取样钻具是获得天然气水合物真正物化特性的主要器具。通过多年对天然气水合物保温保压取样钻具的试验研究,设计了专门用于取海底沉积物和未成岩地层中水合物的非干扰绳索式保温保压取样钻具。介绍了钻具的结构、特点,及其配套的保温保压系统关键机构的功能、特点。对取心工艺和进行的海上功能性试验进行了详细说明,试验结果达到了设计要求。     

金沙江其宗水电站上坝址深厚覆盖层钻进工艺探讨

其宗水电站属峡谷区修建的高坝、大库,最大坝高达358 m左右。深厚覆盖层的钻探取样是了解其成因及工程地质特性的必需手段,也是水电水利工程地质勘察工作的重要手段。由于覆盖层厚度大,组成物质分选性差,给钻探取心工作带来了困难。而取心质量直接关系到工程地质勘察资料的准确和详实。通过特殊钻具及SM植物胶钻井液的运用,提高了深厚覆盖层取心质量。结合其宗水电站的工程实例,对该地区深厚覆盖层钻进与取心工艺进行了探讨。     

浅析软煤及煤层气钻探取样工具的结构特征

提出了在我国开展软煤及煤层气钻探取样的必要性和对取样工具的特殊要求,在总结提高采取率和取样质量技术途径的基础上,论述并具体分析了用于软煤钻探和钻取含气样品的新型钻具结构,得出了取煤样钻具应具有单动、超前、隔水、避振、防脱功能和取气样钻具应在此基础上增加密封、冻结、集气功能的结论。研讨的钻具结构特征对于开展软煤及煤层气钻探取样的同行具有参考价值。