阅读说明：本技术 一种水文地质测量装置 (Hydrogeology measuring device ) 是由 韩志强 陈明浩 吕英华 李果 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种水文地质测量装置,属于水文地质测量技术领域。其包括：探测装置,所述探测装置用于伸入水文孔内探测水文地质数据；以及控制装置,所述控制装置与所述探测装置电连接,其用于响应于所述探测装置探测的数据进行计算,并控制显示装置显示所述水文地质数据；所述探测装置包括：水位探测部、孔深探测部以及视电阻率探测部；其中,所述水位探测部、孔深探测部以及视电阻率探测部集成于一体。本发明水文地质测量装置用于测量水位深度、孔深以及地层电阻率等多个水文地质参数,提高了工作人员的工作效率。整个测量装置轻便小巧,传输的开关信号对信号线的要求低,节约制作成本；适用于到几百米的深度测量。(The invention discloses a hydrogeological measuring device, and belongs to the technical field of hydrogeological measurement. It includes: the detection device is used for extending into the hydrogeological hole to detect hydrogeological data; the control device is electrically connected with the detection device and used for responding to the data detected by the detection device to perform calculation and controlling the display device to display the hydrogeological data; the detection device includes: a water level detection part, a hole depth detection part and an apparent resistivity detection part; wherein, water level detecting part, hole depth detecting part and apparent resistivity detecting part are integrated in an organic whole. The hydrogeological measuring device is used for measuring a plurality of hydrogeological parameters such as water level depth, hole depth, formation resistivity and the like, and improves the working efficiency of workers. The whole measuring device is light and small, the requirement of the transmitted switch signal on a signal line is low, and the manufacturing cost is saved; suitable for depth measurements to hundreds of meters.)

一种水文地质测量装置

技术领域

本发明涉及本发明创造属于水文地质领域，特别涉及一种水文地质测量装置。

背景技术

在钻井施工过程前，通常需要进行水文地质试验(如抽水、注水等)和测井等工作，以取得定量评价含水层的各种水文地质数据，它一般在进行地面测绘和物探工作的基础上进行。而在水文地质孔内进行水位测量、探测水文地质孔深度以及确定底部岩石层的视电阻率是了解地层水位情况以及地质数据的常用测试种类。

现有技术中，水位测量、探测水文地质孔深度以及确定底部岩石层的视电阻率的测量仪器需要分别设计制造，测量时需要分别设置三种仪器进行测量，整个测量过程费时费力，为此，提出一种能够提高工作人员效率的水文地质测量装置成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有水文地质测量装置费时费力的问题。

针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：。

一种水文地质测量装置，其包括：探测装置，所述探测装置用于伸入水文孔内探测水文地质数据；以及控制装置，所述控制装置与所述探测装置电连接，其用于响应于所述探测装置探测的数据进行计算，并控制显示装置显示所述水文地质数据；所述探测装置包括：水位探测部、孔深探测部以及视电阻率探测部；其中，所述水位探测部、孔深探测部以及视电阻率探测部集成于一体。

本发明的一些实施方式中，所述视电阻率探测部包括由上至下依次设置的第一屏蔽电极、测量电极以及第二屏蔽电极，所述第一屏蔽电极与所述测量电极之间以及所述测量电极与所述第二屏蔽电极之间设置绝缘件；所述第一屏蔽电极与所述第二屏蔽电极电连接，所述测量电极与所述第一屏蔽电极之间通过测量电阻连接；

本发明的一些实施方式中，所述第一屏蔽电极、所述测量电极、所述第二屏蔽电极以及所述绝缘件的上端和下端分别设置连接部以使各部分连接成一体；所述第一屏蔽电极、所述测量电极、所述第二屏蔽电极以及所述绝缘件分别设置有贯通其上下端面的通孔。

本发明的一些实施方式中，所述第一屏蔽电极、所述测量电极、所述第二屏蔽电极的外表面为圆柱形，所述测量电极的外壁面均匀设置若干个环形槽。

本发明的一些实施方式中，所述水位探测部包括浮力开关，所述浮力开关安装于所述第二屏蔽电极内部。

本发明的一些实施方式中，所述第二屏蔽电极包括通过连接部互相连接的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二部分上侧；其中，所述浮力开关的上端连接于所述第一部分上，所述浮力开关的浮子部分延伸至所述第二部分的内部，所述第二部分的侧壁还设有贯通内外的贯通孔。

本发明的一些实施方式中，所述第二屏蔽电极还包括位于第一部分上侧的第三部分，所述第三部分两端分别通过连接部与所述绝缘件以及所述第一部分连接。

本发明的一些实施方式中，所述孔深探测部包括接近开关，所述接近开关包括：设置在所述第二屏蔽电极的底部的第一触发部以及位于所述第二屏蔽电极下侧且沿上下方向滑动连接于所述第二屏蔽电极的滑动件，所述滑动件的上侧对应所述第一触发部的位置设有第二触发部。

本发明的一些实施方式中，所述探测装置还包括通过连接部连接于所述第一屏蔽电极上侧的连接头，所述连接头的内部设有信号线穿出孔。

本发明的一些实施方式中，还包括信号线长测量装置，所述信号线长测量装置用于测量所述探测装置的信号线伸入所述水文孔内的长度。

本发明的一些实施方式中，还包括位于所述水文孔外侧的线盘以及位于所述水文孔的孔口处的定滑轮，所述探测装置的信号线从所述线盘侧绕过所述定滑轮伸入所述水文孔内。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明的水文地质测量装置中，由于水位探测部、孔深探测部以及视电阻率探测部集成于一体。这样，通过一个探测装置即实现了水位深度、孔深以及地层电阻率多个水文地质参数的测量，提高了工作人员的工作效率。整个测量装置轻便小巧，传输的开关信号对信号线的要求低，节约制作成本；适用于到几百米的深度测量。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为本发明水文地质测量装置的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明的探测装置的一种实施方式的结构示意图；

图3为本发明的探测装置的一种实施方式各部分结构的***示意图；

图4为本发明的视电阻率测量的工作原理图；

图5为本发明的水文地质测量装置的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示为本发明公开的水文地质测量装置的一种具体实施方式，其包括：用于伸入水文孔内探测水文地质数据的探测装置100以及与所述探测装置100电连接的控制装置200，所述控制装置200响应于所述探测装置100探测的数据进行计算，并控制显示装置300显示所述水文地质数据。

其中，如图2、图3所示，所述探测装置100包括：用于探测水文孔内水位深度的水位探测部100A、用于探测水文孔的孔深的孔深探测部100B以及使用孔内电阻率三测向法测量水文孔孔壁的视电阻率的视电阻率探测部100C。

其中，所述水位探测部100A、孔深探测部100B以及视电阻率探测部100C集成于一体。这样，通过一个探测装置100即可以实现可以测量水位深度、孔深以及地层电阻率多个水文地质参数的测量，提高了工作人员的工作效率；同时，探测装置100采集到的参数通过多芯信号线400上传到地面的控制装置200中，控制装置200连接显示装置300显示所述水文地质数据。

以下将具体介绍水位探测部100A、孔深探测部100B以及视电阻率探测部100C的具体结构、测量原理以及连接方式。

<视电阻率探测部100C>

本发明对地层的视电阻率测量采用电阻率三测向方法,地面接收机供电24伏电压，其中一个电极设置在离空口30米以上的水平距离作为无穷远电极,供电的另一端连接至所述视电阻率探测部100C上,电流通过视电阻率探测部100C外壳向周围发出电流,电流的大小与探测装置周图的岩层导电性有关。

视电阻率探测部100C具体采用如下结构，如图2所示，所述视电阻率探测部100C包括由上至下依次设置的第一屏蔽电极101、测量电极103以及第二屏蔽电极102，所述第一屏蔽电极101与所述测量电极103之间以及所述测量电极103与所述第二屏蔽电极102之间设置绝缘件104；所述第一屏蔽电极101与所述第二屏蔽电极102电连接，所述测量电极103与所述第一屏蔽电极101之间通过测量电阻连接。视电阻率探测部100C工作时，第一屏蔽电极101、测量电极103以及第二屏蔽电极102分别向外发射电流，由于测量电极103位于第一屏蔽电极101与第二屏蔽电极102的中间，测量电极103发出的电流受到屏蔽电极的挤压使电流场形成扁平状态，使测量电极103的电流控制在很小的范围内，有利于提高对低阻地层的定位精度。

视电阻率探测部100C的电阻率测量原理如图3所示，由于水文孔内的不同岩层的接触电阻的阻值不同，其会影响到电流场的电流大小，因此，通过将测量电极103发出的电流通过10欧姆的测量电阻产生的电压降模拟信号上传到地面接收部分进行信号的放大采集，进而确定不同岩层的视电阻率大小。

同时，由于该探测装置100入水匀速下降过程中遇到含水层时接触电阻会降低，电流会增大，10欧姆电阻产生的电压降随着增大。通过显示装置300显示的探测装置100的深度和视电阻率让工作人员非常方便的确定含水层的位置。

具体地，所述第一屏蔽电极101、所述测量电极103、所述第二屏蔽电极102的外表面为圆柱形，以使其向外部发射的电流场在径向上比较均匀，由于测量电极103的表面积决定了发射电流能力的大小，表面积越大发射电流越大。为了提高测量电极103的精度增大测量电极103发射电流，在测量电极103表面每间隔2m加工一圈深度为2mm的凹槽，增加了表面积，降低了与周围介质的接触电阻，从而增加了发射电流,提高地层电阻率的分辨率。

更具体地，所述第一屏蔽电极101、所述测量电极103、所述第二屏蔽电极102分别采用铝合金加工而成，所述绝缘件104选用尼龙绝缘连接件，两组尼龙绝缘连接件把第一屏蔽电极101、所述测量电极103、所述第二屏蔽电极102分成互相绝缘的三部分。

所述第一屏蔽电极101、所述测量电极103、所述第二屏蔽电极102以及所述绝缘件104的上端和下端分别设置连接部A以使各部分连接成一体；一种实施方式中，如图2所示，所述连接部A为螺纹连接部A，即在所述第一屏蔽电极101、所述测量电极103、所述第二屏蔽电极102以及所述绝缘件104的上下两端分别设有螺纹孔或螺纹头；通过螺纹配合实现上下两个零部件的可拆卸连接，便于该探测装置100的拆装。

由于使探测装置100的整体性更好，避免上述视电阻率探测部100C的信号线400从外部接入导致信号线400磨损等问题；所述第一屏蔽电极101、所述测量电极103、所述第二屏蔽电极102以及所述绝缘件104分别设置有贯通其上下端面的通孔，这样，信号线400及测量电阻则可以固定安装于所述通孔内侧。

<水位探测部100A>

如图2所示，所述水位探测部100A包括浮力开关108，所述浮力开关108安装于所述第二屏蔽电极102内部。当探测装置100在水文孔内下降过程中当浮力开关108部分进入水中产生的浮力使开关接通，信号上传到地面接收机产生相应的声光电报警，通过显示的深度数据知道水位的位置。由于本发明的水位探测部100A通过浮力开关108检测水位，在未入水阶段没有报警信号，即使孔内有淋滴水也不会造成误报。

具体地，为了方便所述浮力开关108的安装，所述第二屏蔽电极102包括上下设置的第一部分102A和第二部分102B，所述第一部分102A和第二部分102B通过连接部A互相连接。

其中，所述浮力开关108的上端连接于所述第一部分102A上，具体地，所述第一部分102A下侧设有螺纹孔，所述浮力开关108的上端螺纹连接于所述螺纹孔内。

所述浮力开关108的浮子部分1081延伸至所述第二部分102B的内部，所述第二部分102B内部的通孔的内径较大，以避免通孔的内壁与浮子部分1081摩擦导致误判的风险；所述第二部分102B的侧壁设有贯通内外的贯通孔102B2，水文孔内的水通过贯通孔102B2流入所述第二部分102B的内部，所述浮力开关108的浮子部分1081可以在所述第二部分102B内部的水面内浮动。

所述第二屏蔽电极102还包括位于第一部分102A上侧的第三部分，所述第三部分两端分别通过连接部A与所述绝缘件104以及所述第一部分102A连接。

<孔深探测部100B>

如图2所示，所述孔深探测部100B包括接近开关，其中，所述接近开关包括设置在所述第二屏蔽电极102的底部的第一触发部102B1以及位于所述第二屏蔽电极102下侧且沿上下方向滑动连接于所述第二屏蔽电极102的滑动件，所述滑动件的上侧对应所述第一触发部102B1的位置设有第二触发部1051。

当浮力开关108保持接通报警状态表示探测装置一直在水中，探测装置100继续下降直至位于最底部的滑动件触碰孔底时，所述滑动件则相对所述第二屏蔽电极102向上移动，此时，滑动件上的第二触发部1051与第二屏蔽电极102上的第一触发部1021接近至设定距离后产生连通信号，信号上传到所述控制装置200产生第二路相应的声光报警。

所述探测装置100还包括通过连接部A连接于所述第一屏蔽电极101上侧的连接头，所述连接头106的内部设有信号线穿出孔1061。所述连接头106整体呈圆锥形，且信号线穿出孔1061较所述探测装置100其他部分的通孔较小，且连接头106上部通过一个密封管套密封，以避免通过信号线穿出孔1061内进入杂物或淋水等影响测量结果。

<信号线长测量装置>

由于上述水位探测部100A、孔深探测部100B以及视电阻率探测部100C只提供开关报警信号为了确定所述探测装置100的具***置，该水文地质测量装置还包括信号线长测量装置，所述信号线长测量装置用于测量所述探测装置100的信号线400伸入所述水文孔内的长度。本发明通过测量伸入所述水文孔内的信号线400长度配合上述探测装置100共同确定所述水位深度、水文孔深度以及出水孔位置等。

具体地，所述信号线长测量装置包括设置在水文孔外侧的光电码盘800，光电码盘800会随着信号线400下降产生脉冲信号，控制装置200通过对脉冲的计数计算探测装置下降的深度。

由于有的水文孔比较深，需要伸入水文孔部分较深，所述信号线长测量装置进一步包括位于所述水文孔外侧的线盘500以及位于所述水文孔的孔口处的定滑轮，所述探测装置100的信号线400从所述线盘500侧绕过所述定滑轮600伸入所述水文孔内。使用过程中，控制线盘500脱线速度使所述信号线400开始一段时间快速下降，当接近水面位置时缓慢匀速下降，直到报警临界位置即可判断水位深度。

如图5所示为本发明的上述水文地质测量装置的电路图。其中，水位探测部100A中用于检测水位深度的浮力开关108、孔深探测部100B中用于检测孔深的接近开关以及视电阻率测量部100C的测量电路三者互相并联连接。

浮力开关108以及接近开关对应着报警装置700，报警装置包括蜂鸣器701和发光二极管702，浮力开关108以及接近开关接通时发出声光报警。测量电极103的发射电流产生的电压降很小需要经过一级放大装置900再由控制装置200的AD功能采集，24伏电源向数据采集报警部分供电的同时还向探测装置和无穷远电极供电。控制装置200同时采集发射电流电压和测量电极103产生的电压，通过计算得出孔壁地层的视电阻率。在线盘500部分的光电码盘800会随着信号线400下降产生脉冲信号，控制装置200通过对脉冲的计数计算探测装置下降的深度。下降的深度和地层视电阻率显示在液晶屏上。

本发明的水文地质测量装置不仅能准确的测量水位还可以测孔深以及出水位置，整个测量装置轻便小巧；传输的开关信号对信号线400的要求低，节约制作成本；适用于到几百米的深度测量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。