Способ определения гидрогеологических параметров водоносного горизонта Советский патент 1987 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к гидрогеологии и может использовано для расчетов фильтрации и баланса подъем ньк вод, оценки их запасов, при обосновании гидротехнического строительства.

Цель изобретения - повьпиение точности и информативности определения параметров водоносного горизонта.

Способ осуществляется следующим образом.

Исследуемый напорный водоносный горизонт вскрывают скважиной. Перед началом опыта измеряют стандартными методами атмосферное давление. Скважину герметизируют на устье или с помощью пневматического пакера в любом другом сечении, расположенном между уровнем воды и устьем. Расстояние от места герметизации скважины до свободной пьезометрической поверхности воды L измеряют, определив вначале координаты указанных точек. Затем в герметизированную скважину нагнетают сжатый воздух, понижая тем самым уровень воды в ней. После окончания процесса стабилизации уровня измеряют избыточное по сравнению с ат- мосфернь1м давление сжатого воздуха ДР и рассчитывают расстояние от свободной пьезометрической поверхности до данного положения уровня а

TJ

(ра - ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ В скважине

рб8

Величину начального понижения уровня в скважине выбирают из условия , т.е. чтобы он не оказался ниже кровл водоносного горизонта (Н, - пьезометрический напор над кровлей водоносного горизонта). Далее осуществляют частичный выпуск сжатого воздуха в результате кратковременной разгерметизации скважины и замеряют пара-, метры колебательного процесса, фикси руя избыточное давление в скважине перед каждым этапом по сравнению с атмосферньм. Под действием разности давлений жидкости в водоносном горизонте и в области фильтра в скважине возникающей при импульсном возбуждении рассматриваемой системы, вода в скважине приходит в движение, проходя по инерции положение равновесия. Начальную амплитуду затухающих колебаний уровня воды, регулируя количество выпускаемого сжатого воздуха, выбирают значительно меньшей величины Н, - а и L + а, поскольку инженер

ная методика обработки экспериментальных данных справедлива для колебаний малой амплитуды. Движение уровня воды регистрируют датчиком давления или уровнемером, построенным, например, на принципе ультразвуковой эхолокации и, следовательно, практически безынерционным для указанного диапазона частот. В результате обработки полученной зависимости определяют параметры колебательного процесса: логарифмический декремент затухания /i и круговую частоту колебаний со .

Водопроводимость k-m водоносного горизонта рассчитывают по формуле

0

5

д

k-ra где г.

5

0

0

2EiinIa252e 8fi -2

uri

g - радиус скважины;

е - коэффициент пьезопроводности водоносного горизонта. Величину 9t выбирают исходя из экспертных оценок, поскольку ее варьирование в широком диапазоне значений практически не влияет из-за специфики функциональной зависимости на величину k-m.

Если точность расчета требуется Q повысить, то осуществляют итерационный процесс, используя найденное значение водопроводимости. В этом случае коэффициент пьезопроводности рас„ k- m считывают по формуле ЭС /jj /и упругоемкость водоносного горизонта, определяемая по известной его мощности и найденная по лабораторным данным упругоемкости породы.

Аналогичную к указанной последовательность действий осуществляют на каждом из следующих этапов проведения эксперимента. Б случае необходимости зондирования определенной части водоносного горизонта радиусом R, которая входит в пределы области отклика на импульсное возмущение, величину понижения уровня а выбирают сле- яующим образом.

Вначале определяют требуемую круговую частоту колебаний

2к R 2 T| co Затем определяют а из выражения

5 (иЙА±а

L+a

где Н - величина атмосферного давления, выраженная в метрах водяного столба.

Увеличение информативности при определении гидрогеологических параметров водоносного горизонта в данном случае обусловлено возможностью вести диагностику на различных частотах колебаний воды. Увеличение информативности, в свою очередь, повышает точность гидрогеологических расчетов и позволяет более обосновано решать многие практические задачи.

Формула изобре те н и я

Способ определения гидрогеологических параметров водоносного горизонта, включающий замер расстояния от места герметизации скважины до свободной пьезометрической поверхРедактор А.Козориз Заказ 4195/23

Составитель В.Архипов

Техред В.Кадар Корректор А.Зимокосов

Тираж 532 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстгенно-полиграфйческое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

39243

ности воды в скважине, возбуждение свободных колебаний воды в системе скважина - водоносный горизонт с помощью нагнетания сжатого воздуха в

5

герметизированную скважину с последующим вьтуском его и измерение параметров колебательного процесса, о т- личающийся тем, что, с це10 лью увеличения точности и информативности определения параметров, измеряют атмосферное давление, вьтуск закачанного сжатого воздуха осуществляют поэтапно, замеряя после каждого

5 этапа,,параметры колебательного процесса и перед каждым этапом фиксируя избыточное давление воздуха в скважине по сравнению с атмосферным, а параметры водоносного горизонта определяют по известным формулам.

Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано для расчетов фильтрации и баланса подъемных вод. Цель изобретения - увеличение точности и информативности определения параметров. Напорный водоносньш горизонт вскрывают скважиной (с). Вначале измеряют атмосферное давление. Герметизируют С на устье. Определяют расстояние от места герметизации до свободной пьезометрической поверхности воды. В герметизированную С нагнетают сжатый воздух для понижения уровня в ней. После стабилизации уровня измеряют избыточное давление по сравнению с атмосферным, давление сжатого воздуха и рассчитывают расстояние от пьезометрической поверхности до данного положения уровня. Частично выпускают сжатый воздух в результате кратковременной разгерметизации С. Замеряют параметры колебательного процесса и фиксируют избыточное давление в С перед каждым этапом по сравнению с атмосферным. Под действием разности давлений жидкости в водоносном горизонте и в области фильтра в С, возникающей при импульсном возбуждении, вода в С приходит в движение, проходя по инерции положение равновесия. Начальную амплитуду колебаний уровня воды выбира- I ют такой, чтобы уровень воды не оказался ниже кровли водоносного горизонта. Параметры горизонта определяют по известным формулам. . С/)