混合抽水试验理论与实践问题的讨论

前言水文地质工作的主要任务之一是测定岩石渗透系数,在多层状含水层中,该项任务主要通过钻孔分层抽水试验来完成。如所周知,分层抽水试验需要大口径钻孔,并对所揭穿的几个含水层分别进行止水隔离,或者对每个含水层单独打钻孔,进行所谓排孔抽水试验,这些方法不仅影响钻探工作进度,且需要大量的管材。排孔抽水试验虽然可以简化钻孔结构,但仍需止水,而且往往使钻探工作量增加一倍以上,耗费很大。     

利用单孔稳定流混合抽水试验求取分层渗透系数的方法研究

为了解决具有多个充水含水层的矿区中水文地质孔施工和分层抽水试验难度大的问题,以裘布依稳定流渗流理论为依据,建立了利用钻孔单孔混合抽水试验求取分层渗透系数的“概念模型”和“数学模型”,并以两个有代表性的勘查矿区为实验场,通过实验场中水文地质钻孔的施工、抽水试验、数据采集和资料综合分析,开展了单孔混合抽水试验求取含水层分层渗透系数的方法研究。实验结果证明,两个实验场水文地质孔混合抽水试验解算出的含水层渗透系数与单层实际抽水试验计算的结果的相对误差仅分别为373 %和44%,反映出研究提出的方法可行,可为相同类型矿床水文地质结构矿区勘查提供借鉴。     

用混合抽水试验资料计算渗透系数问题的讨论

在矿区水文地质勘探工作中,有时会遇到这样的问题:当已有两个含水层的分层水位资料及混合抽水试验资料(包括混合静止水位),如何分别计算两个含水层的渗透系数呢?现在我们就此问题进行讨论。     

新型分层抽水管内止水装置的研制

为满足分层抽水试验止水及观测要求,设计加工制做了一种新型管内分层抽水止水装置。此新型止水装置结构简单,方便现场取材及加工制作,且止水效果可靠,克服了以往止水方法存在的缺陷,能有效地隔离上下含水层,防止上下含水层串通,从而能够在同一井孔内实现快速地管内分层止水,保证了分层抽水试验工作的实施。     

基于胶塞法的一孔多层抽水试验分层止水技术及应用

在开展水文地质环境地质调查评价工作时,需要查明对地下水开发和利用有意义的含水层的分布特征及及富水性,因此,对各充水含水层进行分层抽水试验具有十分重要的意义。以新疆伊犁谷地水文地质环境地质调查评价项目KT13号勘探孔为研究对象,采用改进的胶塞进行分层抽水试验技术,进而获取不同含水层的水文地质参数和水质情况。通过对胶塞法分层抽水工艺的细节改进和管外水泥止水的顺利实施,该种方法可以在以后分层抽水勘探孔施工中进行广泛应用。     

井中测流技术在水文地质工作中的应用

井中测流技术简介 鉴于目前抽水试验在多层含水层的分层止水和抽水等技术尚存在着一系列困难,只能把多层含水层的混合稳定水位和流量作为单一含水层的静止水位和流量来处理,不能正确评价各含水层的水动力参数。因此,自五十年代以来,各国地下水动力学家一直在研究井中测流技术(Down Hole Fl-     

抽水组数和先验信息对估算三维非均质含水层渗透系数的影响

水力层析抽水实验可以高精度刻画非均质含水层渗透系数分布,但野外成本高,需要对抽水试验进行优化.通过构建三维非均质含水层砂箱,开展水力层析抽水实验,探讨不同抽水组数和先验信息对刻画渗透系数的影响.分别利用不同抽水组数和融入42个井段岩心渗透系数作为先验信息,对渗透系数场进行估算,并用以预测独立抽水实验过程,对比估算结果优...     

用非稳定流混合抽水试验确定含水层水文地质参数的方法

为了减少因分层抽水而造成的钻探施工过程中的困难,长期以来水文地质工作者在探讨用混合抽水试验确定含水层水文地质参数的方法。在已有的方法中,多采用稳定流混合抽水试验加做某些辅助工作的办法,以确定含水层水文地质参数。但由于稳定流抽水试验本身在理论上的缺陷,尤其是因为有的方法需要     

硬岩水文地质参数井同径止水与分层抽水试验研究

针对传统施工程序无法解决坚硬岩石止水环隙很小（仅3 mm）钻孔的同径止水及分层抽水试验问题,以山西某水文地质参数井为研究对象,采用现场和室内综合试验的方法,对同径止水方案、材料、技术、分层抽水等工艺进行研究。结果表明:（1） 同径止水装置经过特殊的“外掏内缩”设计与制作,使止水外环间隙由3 mm增大到8.5 mm,解决了“极小止水环隙”下的同径止水问题;经抽水检验,止水效果良好。（2） 在孔外一系列试验的基础上,定制的止水材料和选择的止水组合与本孔的适应性强,下管风险小,实施过程相当顺利。（3）专门设计的分层导水管路,其上串接的隔离封水胶球与止水套管柱内设置的锥形隔水接头相互契合,封水可靠,形成了两套独立的导水管路,满足了上、下含水层分层抽水试验的工况。研究结果可为类似水文地质参数井开展同径止水或分层抽水试验研究提供参考。     

新生界松散含水层抽水试验止水方法的研究——以祁东煤矿南部采区水文地质探查工程为例

两淮煤田绝大部分是被厚数百米的新生界松散层掩盖,其中含有若干个含水层,为掌握这些含水层的富水性和水文地质特征,需要对含水层进行抽水试验.新生界松散含水层抽水试验止水方法有多种,通过对祁东煤矿南部采区水文地质探查工程SQ9孔新生界底部“四含”抽水试验止水方法的研究,提出了一种简便而有效的止水方法.     

利用纵向流速测井法混合抽水分层评价含水层

在毛主席提出的“独立自主、自力更生”伟大方针指引下,为了克服分层止水抽水试验方法中存在的施工复杂、管材多、周期长等问题,1959年,吉林省煤田水文地质人员提出利用纵向流速仪测井法,通过混合抽水测定各含水层的水文地质参数。近年来,这一方法日益受到各地重视,并进一步完善,现将我们试制仪器与试验方法的体会介绍于后,以期起到抛砖引玉的作用。     

新型同径分层止水工艺在地热探采深井的应用

原平大营地热探采结合深井完钻井深3088 m,为探明494~3088 m变质岩地层的水文地质参数和水源补给情况,基于岩心和测井资料划分4个抽水试验段,且试验后需要恢复目的含水层。根据“一孔同径分层止水”原则,设计了管内止水托盘止水、管外止水伞止水的新型同径分层止水工艺。该工艺简化了井身结构,避免了管外投粘土球、注水泥等堵塞含水层的情况。现场实施表明,该工艺止水效果完全满足水文地质抽水试验要求,可为同类工程提供经验和借鉴。     

多层含水层抽水试验分层止水方法介绍

前言沙岭子电厂水源地进行水文地质勘测中,由于水源地地下水由潜水、承压水及承压自流水所组成的多层含水层类型。鉴于这样一个多含水层的结构特征,为取得各层含水层的水文地质参数及水位、水温、水质等资料,就必须解决井内、外分层止水进行抽水试验以及井内水位降深观测装置和观测孔的观测管分层安装、分层止水等一系列多工艺问题。     

武汉长江Ⅰ级阶地含水层水文地质参数研究及工程应用

武汉地区长江Ⅰ级阶地含水层在水流等沉积动力的分选作用和上覆土层压力的固结作用下,其渗透系数必然存在各向异性。因此,基于含水层渗透系数的各向同性和以单井稳定流抽水试验得到的含水层水文地质参数所完成的基坑降水设计亦必然与工程实际存在差异。通过现场分层抽水试验、群井抽水试验,结合三维数值模拟反演计算,得出了武汉长江Ⅰ级阶地各含水层水文地质参数的基本规律和特性,即：各含水层渗透系数自上而下逐渐增加且表现为各向异性,其水平渗透系数大于垂直渗透系数,其比值介于1.6～2.6之间。工程实例表明,采用各向异性的水文地质参数和三维渗流分析进行的超深基坑降水设计,结果更接近于实际,且有利于降低工程造价和基坑周边环境损伤,亦有利于节约宝贵的地下水资源。     

天津滨海新区抽水引起地面沉降研究

针对天津中新生态城开展的地源热泵工程,采用抽灌水的方式加速地下含水层的流场,提高地源热泵的换热效率,但是抽水会引起地面沉降,本文在中新生态城城市管理中心场地内进行抽水试验,采用新型一孔多标分层标数据采集器监测抽水引起的地面沉降。根据抽水试验首先计算了含水层的渗透系数和抽水的影响范围,根据实测沉降变化规律分析了抽水对地下水位埋深及不同土层的影响,结合同时刻的孔压变化和水位变化规律,证明含水层固结压密是有一定滞后性的。     

关于分层抽水试验的技术改进

为了监测不同含水层的水质情况,需要进行分层抽水工作,通过研制新型的分层抽水装置,对分层抽水试验进行技术改进,达到简单、可靠、实用的目的。详细介绍了分层抽水装置的结构原理。     

一种同径止水方法

为了获得不同含水层或同一含水层的不同深度岩石的透水性、富水性,必须采取适当有效的办法进行止水。止水质量的好坏将直接影响抽水试验成果的准确性。根据我们过去通用的止水方法,多用白泥(粘土)、水泥配合套管进行,同时必须在适当的钻孔结构中进行。因此,为了保证止水质量,适当的异径结构是个先决条件。     

江汉平原典型含水层水文地质参数反演

含水层参数对于定性分析区域地下水资源评价、数值模拟及预报、开发利用与保护及科学管理具有重要意义,而江汉平原水文地质参数求解的研究却相对较少.2015年江汉平原1:50 000水文地质调查项目完成杨林尾图幅与陆溪口图幅,选择杨林尾图幅和陆溪口图幅中的4个代表性钻孔,分别做了3组抽水试验和一组压水试验.对抽水数据使用Dupuit公式法结合抽水稳定阶段数据求解含水层参数,同时利用Aquifer Test软件中Theis标准曲线法、直线图解法对抽水试验中非稳定条件下抽水数据对含水层参数求解,得到孔隙水含水层渗透系数及弹性给水度;利用压水试验工程规范求解基岩裂隙含水层的渗透系数.探讨了利用非稳定抽水试验条件下求解含水层参数方法的可行性及该方法的优势.计算结果表明:杨林尾镇浅层(20.2~64.55 m)含水层渗透系数为0.075 m/d,弹性给水度为5.8×10-2;深层(138~160 m)含水层渗透系数为9.89 m/d,弹性给水度为2.3×10-5;陆溪口镇浅层(19.4~36.4 m)含水层渗透系数1.26 m/d,弹性给水度为1.1×10-1;基岩渗透系数为0.012 m/d.通过结果对比分析发现对于单孔非稳定抽水试验,对前期水位降深数据筛选分析,同样可以利用非稳定井流理论反演含水层参数,结果比较可靠.      

巨厚非均质潜水含水层抽水试验及参数计算

渗透系数决定了深基坑工程涌水量的估算及止水帷幕的型式,影响工程安全及造价,对富水地区深基坑工程建设具有重大的意义。对于非均质含水层组,现有的解析公式中,很难找到合适的方法计算水文地质参数,特别是垂直方向的渗透系数。通过在现场施作临时止水帷幕,利用帷幕的绕流阻水作用进行抽水试验,模拟基坑开挖过程中的降水问题,再建立水文地质概念模型和地下水流数学模型,并利用三维有限差分数值模拟软件反演出各层渗透系数,最后通过验证性抽水资料对模型进行了验证,为福州一临江巨厚砂卵石地层地铁车站的围护结构设计中地下水控制提供了设计参数。该试验和数值模拟结果可为类似工程参考。     

基于变渗透系数的地下水开采-地面沉降三维模拟研究

在地面沉降过程中伴随着土体孔隙率和渗透系数的变化,但在模拟计算中为了降低计算量而忽略其变化,因而在一定程度上造成模拟结果与实际偏离。为了研究地面沉降数值模拟过程中孔隙率和渗透系数变化对模拟结果的具体影响,在Biot固结理论的基础上,耦合了Kozeny-Carman方程,建立了考虑固结过程中渗透系数变化的三维固结模型。以北京平原区的典型含水层结构为模拟对象,分别在考虑和忽略渗透系数变化的情况下进行抽水模拟,发现在考虑渗透系数变化的情况下,抽水后地层的渗透率体现了不均匀变化,在抽水井井壁附近渗透系数有所降低;考虑渗透系数变化下的地表最终形变量大于忽略渗透系数变化的情况;忽略渗透系数变化导致的模拟误差在沉降初期较小且具有继续发展的趋势,中后期较大并逐渐趋于平稳,且这一误差与抽水量正相关,与承压含水层压缩模量和渗透系数负相关,且随着承压含水层厚度的增加呈现先增大后减小的趋势。