КОНСТРУКЦИЯ НАБЛЮДАТЕЛЬНОЙ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЫ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ВОЗДУХА
OBSERVATIONAL GEO-ECOLOGICAL WELL UNIT FOR AIR TESTING

Изобретение относится к области экологии и планируется к применению для отбора проб воздуха из грунта в местах подземных переходов магистральных газопроводов под водными и иными преградами, в местах расположения подземных газовых хранилищ, емкостей и т.д.
В настоящее время для отбора проб воздуха и воды применяются следующие конструкции наблюдательных геоэкологических скважин:
- глубокие многоинтервальные наблюдательные геоэкологические скважины;
- наблюдательные геоэкологические скважины для «точечного» отбора небольших проб с использованием так называемых минифильтров [1] (http//:msd.com.ua, статья «Оборудование скважин и приборы для отбора проб»).
Существует конструкция наблюдательной геоэкологической скважины для «точечного» отбора небольших проб с использованием так называемых минифильтров. Несущую трубу с такими минифильтрами устанавливают в скважину, пройденную с помощью ударного бурения. При небольшом диаметре скважины возможно опускать несущую трубу непосредственно в нее. Вокруг минифильтров укладывается фильтровая обсыпка и цементируются области между ними. Для гарантированной работы минифильтров целесообразно устанавливать их в двойную трубу. Отбор проб из минифильтров производится с поверхности вакуумным насосом.
Недостатком такой конструкции является ее сложность и высокая стоимость строительства. В некоторых случаях целесообразно использовать более простые конструкции.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату к заявляемой конструкции наблюдательной геоэкологической скважины для отбора проб воздуха является конструкция наблюдательной геоэкологической скважины, включающая в себя перфорированную обсадную колонну с фланцем, которая, согласно изобретению, обворачивается геотканью, имеет перфорированную трубку малого сечения, герметичную крышку с установленным на ней шаровым краном, проходное сечение которого соответствует диаметру мерного (с метками глубины) хоботка пробоотборника. Воздух из почвы через геоткань, обеспечивающую фильтрацию воздуха без частиц почвы, поступает в перфорированную обсадную колонну с фланцем, где формируется газовая среда, соответствующая газовой среде почвы. Для отбора пробы с шарового крана снимается защитный колпачок, в шаровой кран опускается хоботок пробоотборника, далее открывается шаровой кран и мерный хоботок пробоотборника опускается на заданную глубину [2].
Недостатком такой конструкции является неудобство работы при опускании хоботка пробоотборника в скважину, которое требует ряда операций: снятие защитного колпачка, ввода в кран хоботка пробоотборника, открытия крана. Кроме того, в ходе таких операций часть воздуха из окружающей среды может попасть в скважину, что скажется на качестве отобранных проб.
Целью настоящего изобретения является создание простой универсальной конструкции наблюдательный геоэкологической скважины, повышение удобства работы со скважиной при отборе воздушных проб, а также повышение качества воздушных проб.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемая конструкция наблюдательной геоэкологической скважины для отбора проб воздуха, включающая в себя перфорированную обсадную колонну с фланцем, обернутую геотканью, перфорированную трубку малого сечения, герметичную крышку, согласно изобретению, используется запорный клапан включающий задвижку и возвратную пружину, причем задвижка в сечении имеет форму сектора радиусом равным радиусу проходного отверстия запорного клапана, проходное сечение которого соответствует диаметру мерного, с метками глубины, хоботка пробоотборника.
На фиг. 1,2 показана конструкция наблюдательной геоэкологической скважины для отбора проб воздуха, где:
1 - перфорированная обсадная колонна с фланцем;
2 - геоткань;
3 - перфорированная трубка малого сечения;
4 - прокладка;
5 - крышка;
6 - запорный клапан;
7 - защитный колпачок.
На фиг. 2 показан запорный клапан в закрытом положении (а, б), запорный клапан в момент забора пробы (в), где:
8 - задвижка;
9 - возвратная пружина;
10 - мерный хоботок пробоотборника (хоботок имеет метки глубины, которые на фиг. 2 не показаны);
11 - стенка запорного клапана.
В предварительно пробуренную скважину устанавливается перфорированная обсадная колонна с фланцем 1, обернутая геотканью 2, и с установленной в ней перфорированной трубкой малого сечения 3. К фланцу через герметизирующую прокладку 4 крепится крышка 5, на которой установлен запорный клапан 6 с защитным колпачком 7 (фиг. 1).
Заявляемая конструкция работает следующим образом.
Воздух из почвы через геоткань 2, обеспечивающую фильтрацию воздуха без частиц почвы, поступает в перфорированную обсадную колонну с фланцем 1, где формируется газовая среда, соответствующая газовой среде почвы. В закрытом положении запорного клапана 6 задвижка 8 под действием возвратной пружины 9 перекрывает входное отверстие клапана 6, препятствуя таким образом проникновению атмосферных газов в скважину (фиг. 2, а, б). Для отбора пробы с запорного клапана 6 снимается защитный колпачок 7, в запорный клапан 6 опускается хоботок 10 пробоотборника. Хоботок 10 воздействует на задвижку 8 и отклоняет ее в сторону стенки 11 запорного клапана 6, сжимая при этом возвратную пружину 9. Задвижка 8 в сечении имеет форму сектора радиусом равным радиусу проходного отверстия запорного клапана 6, за счет чего задвижка 8 при отклонении полностью утапливается в стенку 11 запорного клапана 6, не препятствуя опусканию хоботка 10 в скважину (фиг. 2, в). Проходное сечение клапана 6 соответствует диаметру мерного хоботка 10 пробоотборника, за счет этого минимизируется попадание атмосферного воздуха в скважину при опускании хоботка 10. Перфорированная трубка малого сечения 3 препятствует перемешиванию газовой среды (внутри скважины) в момент опускания хоботка пробоотборника, а ее перфорация не мешает отбору пробы с заданной глубины. Далее, с помощью вакуумного пробоотборника производится отбор пробы газовой среды из скважины. При вынимании мерного хоботка 10 пробоотборника из скважины, задвижка 8 под действием возвратной пружины 9 возвращается в исходное положение, перекрывая входное отверстие запорного клапана 6.
Предложенная конструкция наблюдательной геоэкологической скважины для отбора проб воздуха исключает попадание атмосферных газов в скважину, обеспечивая качественный отбор проб воздуха с заданных глубин и повышая удобство работы с наблюдательной скважиной путем сокращения операций при отборе проб. В первую очередь, ее следует применять для контроля воздуха из грунта в местах подземных переходов магистральных газопроводов под водными и иными преградами, в местах расположения подземных газовых хранилищ и емкостей.
Источники информации
1. http//: msd.com.ua, статья «Оборудование скважин и приборы для отбора проб».
2. Патент №2561398