一种双层抽水装置及双层抽水系统的制作方法

本发明涉及分层抽水技术领域，具体而言，涉及一种双层抽水装置及双层抽水系统。

背景技术：

目前，在开展水文地质环境地质调查评价工作时，查明含水层的分布特征及富水性对于地下水开发利用具有重要意义。在地下水为多层含水层和区块含水段等复杂储水地质区域，不同的含水层，其水位、水质以及各种水文地质参数均不相同，需要通过钻孔分层抽水试验来完成水文地质试验。

传统分层抽水试验通常需要设置大口径钻孔，并对所贯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钻孔，再进行抽水试验。这些复杂施工方法不仅需要大量的管材，还会影响工作进度。因此，设计制造一种新型分层抽水装置，以有效快速地在同一井孔内进行分层水文地质试验，尤其是对上下两段的含水层进行水文地质试验，查明各含水层水位、水质的现状，对于地下水资源的可持续安全发展有着重要作用。例如：申请号为201420003791.9的专利文献公开了一种分层抽水装置，通过控制双封抽水器的钻管的上下运动来分别抽取上层水和下层水，具体是当双封抽水器中的钻管向上运动时，上层水通过所述钢管的进水孔进入，通过钻管上的椎体和钢管内壁的内锥盘之间的空隙，从止水帽的通水孔输出；当双封抽水器的钻管向下运动时，下层水通过所述花眼钻管进入，通过钻管的出水口，从止水帽的通水孔输出，完成对上、下层水的抽取工作，然而该抽水试验装置管内止水效果比较差、机械开关不易操作。申请号为201620432433.9的专利文献公开了一种分层抽水结构，其包含一层以上的抽水部分，一层以上的抽水部分从上往下尺寸逐渐变小，还包含能伸入一层以上的抽水部分的抽水管和水泵，抽水管能够带着水泵逐渐往下，由此从上而下完成不同含水层的抽水试验，然而在试验前，需要对钻孔向下缩孔，钻孔工作量较大。

因此，需要一种结构简单、易操作实施的分层抽水装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双层抽水装置，其结构简单、易操作，通过上下移动抽水管，实现含水层的封闭与开放，从而控制上下含水层的抽水状态。

本发明的另一目的在于提供一种双层抽水系统，其结构简单、易操作。

本发明的实施例是这样实现的：

一种双层抽水装置，其包括两端封闭的管体，管体内由上至下固定有至少两块中部开有过水通道的隔板，所有隔板将管体分隔成两个抽水腔和至少一个隔水腔，两个抽水腔分别与上下含水层连通，且被隔水腔隔开，管体的顶端移动插入有抽水管，隔水腔内的抽水管开设有透水孔，抽水管上由上而下固定有与过水通道一一对应、用于开闭对应过水通道的软塞，通过移动抽水管，使两个抽水腔分别开启，且开启的抽水腔与隔水腔连通。

在本发明较佳的实施例中，上述管体包括抽水井壁，抽水井壁对应抽水腔的部分开设有若干透水通道，抽水井壁对应抽水腔的部分套设有可透水的环形过滤器，抽水井壁未设置环形过滤器的部分套设有可充气的环形橡皮囊。

在本发明较佳的实施例中，上述透水通道环向均匀布置，环形过滤器为内有填充物的无纺布环柱，填充物为级配砂、砂石或石。

在本发明较佳的实施例中，上述透水通道均匀布置于抽水腔环向，环向每圈20～40个，竖向每排15～30个，孔径为5cm～8cm。

在本发明较佳的实施例中，上述管体内由上至下设置有中部开有第一过水通道的第一隔板、以及中部开有第二过水通道的第二隔板，第一隔板和第二隔板将管体分隔成由上而下布置的第一抽水腔、隔水腔和第二抽水腔；抽水管由上而下固定有第一软塞和第二软塞，通过提压移动抽水管，第一软塞堵住第一过水通道，第二软塞与第二隔板之间存在第二过水通道，或者第二软塞堵住第二过水通道，第一软塞与第一隔板之间存在第一过水通道。

在本发明较佳的实施例中，上述第一软塞与第一过水通道为可以相嵌合的圆台形，第二软塞和第二过水通道为可以相嵌合的倒圆台形，或者第一软塞与第一过水通道为可以相嵌合的圆台形，第二软塞和第二过水通道为可以相嵌合的倒圆台形。

在本发明较佳的实施例中，上述管体内由上至下设置有中部开有第一过水通道的第一隔板、中部开有第二过水通道的第二隔板，以及中部开有第三过水通道的第三隔板，第一隔板、第二隔板和第三隔板将管体分隔成由上而下布置的第一隔水腔、第一抽水腔、第二隔水腔和第二抽水腔；抽水管由上而下固定有第一软塞、第二软塞和第二软塞，通过提压移动抽水管，第一软塞堵住第一过水通道，第三软塞与第三隔板之间存在第三过水通道，或者第三软塞堵住第三过水通道，第一软塞与第一隔板之间存在第一过水通道。

在本发明较佳的实施例中，上述第一软塞与第一过水通道为可相嵌合的圆台形，第三软塞和第三过水通道为可以相嵌合的倒圆台形，或者第一软塞与第一过水通道为可相嵌合的圆台形，第三软塞和第三过水通道为可以相嵌合的倒圆台形。

在本发明较佳的实施例中，上述第二软塞和第二过水通道为可相嵌合的圆台形或倒圆台形，或者第二软塞和第二过水通道为相嵌合的圆柱形。

一种双层抽水系统，其包括上述的双层抽水装置。

本发明实施例的有益效果是：本发明实施例的双层抽水装置包括两端封闭的管体，管体内由上至下固定有至少两块中部开有过水通道的隔板，所有隔板将管体分隔成两个抽水腔和至少一个隔水腔，两个抽水腔分别与上下含水层连通，且被隔水腔隔开，管体的顶端移动插入有抽水管，隔水腔内的抽水管开设有透水孔，抽水管上由上而下固定有与过水通道一一对应、用于开闭对应过水通道的软塞，通过移动抽水管，使两个抽水腔分别开启，且开启的抽水腔与隔水腔连通。该双层抽水装置的结构简单、易操作，通过上下移动抽水管，实现含水层的封闭与开放，从而控制上下含水层的抽水状态，能够简易快速地对同一井孔内上下层位的含水层进行水文地质试验。本发明实施例的双层抽水系统的结构简单、易操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种双层抽水装置的结构示意图；

图2为本发明第二实施例提供的一种双层抽水装置的结构示意图；

图3为本发明第三实施例提供的一种双层抽水装置的结构示意图；

图4为本发明第四实施例提供的一种双层抽水装置的结构示意图。

图标：100-双层抽水装置；110-管体；111-抽水井壁；112-环形橡皮囊；113-第一环形过滤器；114-第二环形过滤器；115-透水通道；121-水泵；122-抽水管；123-透水孔；131-第一抽水腔；132-第二抽水腔；133-隔水腔；141-第一隔板；142-第一过水通道；143-第一软塞；151-第二隔板；152-第二过水通道；153-第二软塞；200-双层抽水装置；241-第一隔板；242-第一过水通道；243-第一软塞；251-第二隔板；252-第二过水通道；253-第二软塞；300-双层抽水装置；310-管体；311-抽水井壁；312-第一环形橡皮囊；313-第二环形橡皮囊；314-第一环形过滤器；315-第二环形过滤器；322-抽水管；331-第一隔水腔；332-第二隔水腔；333-第一抽水腔；334-第二抽水腔；341-第一隔板；342-第一过水通道；343-第一软塞；351-第二隔板；352-第二过水通道；353-第二软塞；361-第三隔板；362-第三过水通道；363-第三软塞；400-双层抽水装置；451-第二隔板；453-第二软塞。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种双层抽水装置100，其包括用于提供动力的水泵121、两端封闭的管体110，管体110内由上至下固定有至少两块中部开有过水通道的隔板，所有隔板将管体110分隔成两个抽水腔和至少一个隔水腔133，两个抽水腔分别与上下含水层连通，且被隔水腔133隔开，管体110的顶端移动插入有抽水管122，抽水管122与水泵121连接隔水腔133内的抽水管122开设有透水孔123，抽水管122上由上而下固定有与过水通道一一对应、用于开闭对应过水通道的软塞，通过移动抽水管122，使两个抽水腔分别开启，且开启的抽水腔与隔水腔133连通。当移动抽水管122，使位于上方的抽水腔开启(即该抽水腔对应隔板上的过水通道开启)，且该抽水腔与隔水腔133连通，即该抽水腔处于开放抽水状态，位于下方的抽水腔关闭(即该抽水腔对应隔板上的过水通道被软塞封堵)，该抽水腔处于密闭状态，与位于上方的抽水腔连通的含水层的水进入该抽水腔，通过水泵121提供动力，使抽水腔内的水进入连通的隔水腔133，并由隔水腔133内的抽水管122上的透水孔123进入抽水管122内，最后被抽出。再移动抽水管122，使位于上方的抽水腔处于密闭状态，位于下方的抽水腔处于开放抽水状态，则可以对下方的抽水腔连通的含水层进行抽水，从而实现双层抽水的目的。

本实施例中，管体110内由上至下设置有中部开有第一过水通道142的第一隔板141、以及中部开有第二过水通道152的第二隔板151，第一隔板141和第二隔板151均为不透水隔板，第一隔板141和第二隔板151将管体110分隔成由上而下布置的第一抽水腔131、隔水腔133和第二抽水腔132；抽水管122由上而下固定有第一软塞143和第二软塞153，通过提压移动抽水管122，第一软塞143堵住第一过水通道142，第二软塞153与第二隔板151之间存在第二过水通道152，第一抽水腔131处于密闭状态，第二抽水腔132处于开放抽水状态，且第二抽水腔132与隔水腔133通过第二过水通道152连通；或者第二软塞153堵住第二过水通道152，第一软塞143与第一隔板141之间存在第一过水通道142，第二抽水腔132处于密闭状态，第一抽水腔131处于开放抽水状态，且第一抽水腔131与隔水腔133通过第一过水通道142连通，从而实现双层抽水的目的。

其中，第一软塞143、第二软塞153均为软橡皮塞，第一软塞143与第一过水通道142为可以相嵌合的圆台形，第二软塞153和第二过水通道152为可以相嵌合的倒圆台形。当向上提拉抽水管122，抽水管122带动第一软塞143向上移动，直至与第一过水通道142相嵌合，从而封堵住第一过水通道142，同时抽水管122还带动第二软塞153向上移动，逐渐远离开启第二过水通道152；当向下按压抽水管122，抽水管122带动第一软塞143向下移动，逐渐远离开启第一过水通道142，同时抽水管122还带动第二软塞153向下移动，直至与第二过水通道152相嵌合，从而封堵住第二过水通道152。

本实施例中，管体110包括抽水井壁111，抽水井壁111对应抽水腔的部分开设有若干透水通道115，抽水井壁111对应抽水腔的部分套设有可透水的环形过滤器，具体是第一抽水腔131外套设有第一环形过滤器113，第二抽水腔132外套设有第二环形过滤器114，抽水井壁111未设置环形过滤器的部分套设有可充气的环形橡皮囊112，具体是在抽水井壁111对应隔水腔133的部分套设环形橡皮囊112。

其中，透水通道115均匀布置于抽水腔环向，环向每圈20～40个，竖向每排15～30个，孔径为5cm～8cm。环形过滤器为内有填充物的无纺布环柱，填充物为级配砂、砂石或石，以满足不同工程需要。

由于抽水孔的土体侧压力，环形过滤器与抽水井壁111环向紧密接触，且第一环形过滤器113、第二环向过滤器与对应的透水通道115连通，实现透水性；通过控制环形橡皮囊112的充气气压，使得环形橡皮囊112与抽水井壁111环向紧密接触，且与环形过滤器竖向紧密接触，实现良好的止水性，采用膨胀橡胶作为止水材料，通过控制充气气压来实现良好的止水目的，高效环保，克服传统材料止水难的缺点。利用管体110的透水性与止水性相结合，最终达到分层透水的目的。该双层抽水装置100的外径均匀，所需钻孔结构简单，只需钻一抽水孔即可，一径到底，结构简单，安全实用。

双层抽水装置100的工作过程是：

(1)根据合适的工程条件，钻抽水孔，并安置好双层抽水装置100，通过充气管道给环形橡皮囊112充气，使其膨胀，与抽水井壁111和抽水孔的土体侧环向紧密接触。

(2)通过向下移动抽水管122，使第二软塞153与第二隔板151的第二过水通道152紧密契合，使得第二抽水腔132为密闭状态，第一抽水腔131为开放抽水状态，上含水层的水通过第一环形过滤器113和透水通道115进入第一抽水腔131，在水泵121作用下，经由第一过水通道142、隔水腔133、透水孔123、抽水管122排出；通过当向上移动抽水管122，使第一软塞143与第一隔板141嵌合紧密，使得第一抽水腔131为密闭状态，第二抽水腔132为开放抽水状态，下含水层的水通过第二环形过滤器114和透水通道115进入第二抽水腔132，在水泵121作用下，经由第二过水通道152、隔水腔133、透水孔123、抽水管122排出。

第二实施例

请参照图2，本实施例提供一种双层抽水装置200，其结构与第一实施例中的双层抽水装置100结构大致相同，不同之处在于：本实施例中，第一软塞243与第一过水通道242为可以相嵌合的圆台形，第二软塞253和第二过水通道252为可以相嵌合的倒圆台形。当向下按压抽水管122，抽水管122带动第一软塞243向下移动，直至与第一过水通道242相嵌合，从而封堵住第一过水通道242，同时抽水管122还带动第二软塞253向下移动，逐渐远离开启第二过水通道252；当向上抽提抽水管122，抽水管122带动第一软塞243向上移动，逐渐远离开启第一过水通道242，同时抽水管122还带动第二软塞253向上移动，直至与第二过水通道252相嵌合，从而封堵住第二过水通道252。

第三实施例

请参照图3，本实施例提供一种双层抽水装置300，其包括用于提供动力的水泵121、两端封闭的管体310，管体310内由上至下设置有中部开有第一过水通道342的第一隔板341、中部开有第二过水通道352的第二隔板351，以及中部开有第三过水通道362的第三隔板361，第一隔板341、第二隔板351和第三隔板361将管体310分隔成由上而下布置的第一隔水腔331、第一抽水腔333、第二隔水腔332和第二抽水腔334，第一抽水腔333、第二抽水腔334分别与上下含水层连通。管体310的顶端移动插入有抽水管322，抽水管322与水泵121连接，第一隔水腔331、第二隔水腔332内的抽水管322分别开设有透水孔123。抽水管322由上而下固定有用于开闭第一过水通道342的第一软塞343、用于开闭第二过水通道352的第二软塞353和用于开闭第三过水通道362的第二软塞353。通过提压移动抽水管322，第一软塞343堵住第一过水通道342，第三软塞363与第三隔板361之间存在第三过水通道362，第一抽水腔333处于密闭状态，第二抽水腔334处于开放抽水状态，且第二抽水腔334与第二隔水腔332通过第二过水通道352连通，或者第三软塞363堵住第三过水通道362，第一软塞343与第一隔板341之间存在第一过水通道342，第二抽水腔334处于密闭状态，第一抽水腔333处于开放抽水状态，且第一抽水腔333与第一隔水腔331或第二隔水腔332连通，从而实现双层抽水的目的。第一隔水腔331内的透水孔123布置在第一软塞343上方30cm～80cm范围内，第二隔水腔332内的透水孔123布置在第三软塞363上方30cm～80cm范围内，环向每圈均匀布置4～8个，竖向每排均匀布置6～12个，孔径2cm～4cm。

本实施例中，第一软塞343、第三软塞363均为软橡皮塞，第一软塞343与第一过水通道342为可相嵌合的圆台形，第三软塞363和第三过水通道362为可以相嵌合的倒圆台形，或者第一软塞343与第一过水通道342为可相嵌合的圆台形，第三软塞363和第三过水通道362为可以相嵌合的倒圆台形。具体是第一软塞343与第一过水通道342为可相嵌合的圆台形，第三软塞363和第三过水通道362为可以相嵌合的倒圆台形，当向上提拉抽水管322，抽水管322带动第一软塞343向上移动，直至与第一过水通道342相嵌合，从而封堵住第一过水通道342，同时抽水管322还带动第三软塞363向上移动，逐渐远离开启第三过水通道362，第三软塞363位于第三隔板361之上，且二者之间有15cm间隙，第二抽水腔334为开放抽水状态；当向下按压抽水管322，抽水管322带动第一软塞343向下移动，逐渐远离开启第一过水通道342，第一软塞343位于第一隔板341之下，且二者之间有15cm间隙，第一抽水腔333为开放抽水状态，同时抽水管322还带动第三软塞363向下移动，直至与第三过水通道362相嵌合，从而封堵住第三过水通道362。

本实施例中，第二软塞353为软橡皮塞，第二软塞353和第二过水通道352为可相嵌合的圆台形或倒圆台形。具体的，第二软塞353和第二过水通道352为可相嵌合的圆台形，当向上提拉抽水管322，抽水管322带动第一软塞343和第二软塞353向上移动，直至分别与第一过水通道342、第二过水通道352相嵌合，同时抽水管322带动第三软塞363向上移动，第二抽水腔334处于开放抽水状态，且与第二隔水腔332连通；当向下按压抽水管322，抽水管322带动第三软塞363向下移动，直至与第三过水通道362相嵌合，同时抽水管322带动第一软塞343、第二软塞353向下移动，第一抽水腔333处于开放抽水状态，且与第一隔水腔331和第二隔水腔332连通。

本实施例中，管体310包括抽水井壁311，抽水井壁311对应第一抽水腔333、第二抽水腔334的部分分别开设有若干透水通道115，抽水井壁311对应第一抽水腔333的部分套设有可透水的第一环形过滤器314，抽水井壁311对应第二抽水腔334的部分套设有可透水的第二环形过滤器315。抽水井壁311对应第一隔水腔331的部分套设有第一环形橡皮囊312，抽水井壁311对应第一隔水腔331的部分套设有第二环形橡皮囊313。其中，透水通道115均匀布置于第一抽水腔333、第二抽水腔334环向，环向每圈20～40个，竖向每排15～30个，孔径为5cm～8cm。

双层抽水装置300的工作过程是：

(1)根据合适的工程条件，钻抽水孔，并安置好双层抽水装置300，通过充气管道给第一环形橡皮囊312、第二环形橡皮囊313充气，使其膨胀，与抽水井壁311和抽水孔的土体侧环向紧密接触。

(2)通过向下移动抽水管322，使第三软塞363与第三隔板361的第三过水通道362紧密契合，使得第二抽水腔334为密闭状态，第一过水通道342和第二过水通道352均为开启状态，第一抽水腔333为开放抽水状态，上含水层的水通过第一环形过滤器314和透水通道115进入第一抽水腔333，在水泵121作用下，经由第一过水通道342、第一隔水腔331、透水孔123、抽水管322排出或者经由第二过水通道352、第二隔水腔332、透水孔123、抽水管322排出。通过向上移动抽水管322，使第一软塞343与第一隔板341嵌合紧密，第二软塞353和第二隔板351嵌合紧密，使得第一抽水腔333为密闭状态，第二抽水腔334为开放抽水状态，下含水层的水通过第二环形过滤器315和透水通道115进入第二抽水腔334，在水泵121作用下，经由第三过水通道362、隔水腔、透水孔123、抽水管322排出。

第四实施例

请参照图4，本实施例提供一种双层抽水装置400，其结构与第三实施例中的双层抽水装置300结构大致相同，不同之处在于：本实施例中，第二软塞453和第二过水通道为相嵌合的圆柱形，无论抽拉或按压移动抽水管322，第二软塞453和第二隔板451之间始终嵌合紧密。

双层抽水装置400的工作过程是：

(1)根据合适的工程条件，钻抽水孔，并安置好双层抽水装置400，通过充气管道给第一环形橡皮囊312、第二环形橡皮囊313充气，使其膨胀，与抽水井壁311和抽水孔的土体侧环向紧密接触。

(2)通过向下移动抽水管322，使第三软塞363与第三隔板361的第三过水通道362紧密契合，使得第二抽水腔334为密闭状态，第二软塞453和第二隔板451之间嵌合紧密，第一软塞343远离第一隔板341，第一过水通道342为开启状态，第一抽水腔333为开放抽水状态，上含水层的水通过第一环形过滤器314和透水通道115进入第一抽水腔333，在水泵121作用下，经由第一过水通道342、第一隔水腔331、透水孔123、抽水管322排出。通过向上移动抽水管322，使第一软塞343与第一隔板341嵌合紧密，使得第一抽水腔333为密闭状态，第二软塞453和第二隔板451之间嵌合紧密，第三软塞363远离第三隔板361，第二抽水腔334为开放抽水状态，下含水层的水通过第二环形过滤器315和透水通道115进入第二抽水腔334，在水泵121作用下，经由第三过水通道362、隔水腔、透水孔123、抽水管322排出。

综上，本发明的双层抽水装置的结构简单、易操作，通过上下移动抽水管，实现含水层的封闭与开放，从而控制上下含水层的抽水状态；本发明的的双层抽水系统的结构简单、易操作。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。