405型水笛系统采样指南

衬管水位应比最高地层水位高约10英尺，以确保衬管在井内形成良好的密封（至少保持5英尺的超压头）。地层水位可通过每个取样口的“抽水管”进行测量。 应通过采样管旁标有“TAG”字样的 1/2 x 5/8 英寸管子，标记衬管内的水位。若在衬管内（TAG 管外）测量水位，请非常缓慢地放下带重物的标记线，以免损坏衬管。 向套管内注水时，可直接向套管内注水，或通过“TAG”管注水，以操作更便捷的方式为准。套管内水位不得高于最高地层水位10英尺以上。每次采样前均应检查套管内的水位。

流入泵送系统的水流如图2-1所示。水从地层流经间隔孔隙，穿过端口管，经过第一个止回阀，并充满“泵管”。 与此同时，“采样管”也被注满。泵管内的水位上升至该取水口的地下水位。

泵送系统中的水流组件

1. 泵快速连接
2. TAG Tube
3. 管束的系绳支撑
4. 密封衬垫
5. 定义监测间隔的间隔器
6. 样品管
7. 第二止回阀
8. “U”形的底部
9. 端口至泵管
10. 第一单向阀
11. 泵管
12. 左舷后隔板直通内衬
13. 泵内压头

水是通过气体压力泵送的。 Flute泵的设计确保了样品发生气化的风险极低。气源通常为配有调压器的氮气瓶，用于设定规定的驱动压力。图3-1展示了Flute气动驱动系统的结构。调压器应设定为下文定义的适当气压。

笛管气动驱动系统布置

1. 煤气瓶
2. 监管机构
3. 量规
4. 三通阀
5. 快速连接
6. 样品容器
7. 泵管
8. 样品管
9. 样品行程末端的汽水界面
10. U” 形底部
11. 第一个止回阀（关闭）
12. 防止通气的缓冲措施

首先将调节器连接到气瓶顶部的接头处（连接氮气瓶时需使用专用的氮气调节器接头）。将螺母拧紧。 将调压器手柄逆时针旋转，直至其可自由转动（无压位置）。将调压器上的主阀（靠近气瓶处）顺时针旋转至完全关闭。打开气瓶上的阀门（逆时针旋转）。 调节器上的主气瓶压力表读数将上升至气瓶压力值。关闭调节器阀门（顺时针旋转），直至Flute泵驱动器上的压力表读数开始上升（此时三通阀处于关闭状态，快速接头无气体流出）。 将调节器调整至Flute公司提供的吹扫所需压力。将快速接头连接到泵管的顶部接头（见图3-1）。打开三通阀，将水从泵中排出。

通过向泵管施加气体压力，将水从管路中泵出（图2-1和图3-1）。 水在泵管中被驱动向下流动，然后通过第二个止回阀经由采样管流回地表。当水流过后，采样管中排出气体时，冲洗行程（约1加仑水）即告完成。随后必须释放系统内的压力，以便泵管重新注水。 来自端口管的补充流由端口管中的水、间隔件孔隙中的水以及来自介质的水分组成。由于泵管内体积相对较大，大部分补充流来自介质。

对泵管进行第二次排液，可清除滞留在间隔管和端口管内的任何水分。强烈建议进行此操作，因为管路和间隔管中的滞留水可能与地层水不具代表性。如果补液及时，第二次排液的体积将与第一次排液量相当。 建议再进行两次排液冲程（共计四次），以清除可能与衬管或间隔管长期接触的水。

采样流体的驱动最好采用“推荐采样压力”，该压力应低于将气体从泵管底部驱出的所需压力。推荐压力是指能够将水推至大管底部附近（但未溢出管底）的压力。该推荐压力可在随每个系统提供的电子表格中计算得出。

采样周期的第一股流会冲走吹扫周期后残留在管路中的水滴。这些残留水中已不含挥发性成分。测试表明，应将样品流中管路容积的第一部分作为挥发性成分已耗尽的部分弃去（电子表格中也计算了该“弃去体积”）。 此后，可从采样管流出端采集样品。需弃置的体积在电子表格中显示为“弃置体积”。 采样管中的水流速率起初较快，随后减慢，最终停止。这是因为被驱动的水柱接近施加的压力/水头所致。典型的采样压力可将水柱推至距泵管（U型管）底部25英尺以内。泵管中保留的大缓冲区可确保样品不会发生通气。

可以通过取下泵管顶部的塞子，然后将一根细长的（约 1/4 英寸）电动水位计下放至接触泵管内水面，来手动测量各港口的水位。

大管中的水位可能并非当前水位。取样后，如果第二个止回阀发生泄漏（例如管内有沙子等），样品管中的水可能会倒流回大管，从而增加补给过程中填充大管的水量。 此外，如果在水位测量间隔期间地层水位正在下降，而第一止回阀密封良好，则抽水管中的水位不会随之下降。 基于上述两个原因，以及下文提到的结冰隐患，最佳做法是在采样行程结束时将压力提升至“排空压力”值，以将抽水系统中的所有水排空。 随后在重新注水时，各端口的液位即为当前水头值。若在两次采样之间需测量水头，应先对各端口的抽水系统进行一次冲洗，使管柱重新注水至当前水头值。采样结束后，务必将泵管顶部的塞子重新装回。

如果采样管路靠近地表处的水可能结冰，则在采样完成后、撤离前，应将每条采样管路中的水全部吹净。请使用推荐的吹扫压力（而非采样压力）将所有水排出。吹扫完成后，每条管路都应处于吹气状态。

每个取样口的Flute抽液系统在长度、泵送体积和井内位置高度方面基本相同。这使得所有取样口能够同时进行吹扫和采样，从而大大节省了采样时间。 同步采样唯一的区别在于，压力源必须配备连接至井口各端口接头的管路。Flute公司提供分流泵驱动系统，需额外付费（Water Flute设备已配备单端口驱动器）。推荐的冲洗和采样压力与单端口采样时相同。

在某些情况下，当在同步吹扫过程中排空水后，采样系统的浮力会变得非常大，以致管束可能导致内衬翻转。 内衬随附的采样体积电子表格中注明了该系统是否支持同时吹扫。这一问题仅在孔径较小、端口较多且内衬中过剩水头较小时才会出现。新的泵设计使得在大多数情况下均可进行同时采样。

以下清单对相关内容进行了简要总结：

1. 检查/恢复内胆中的水位。
2. 将气体驱动源连接到该端口的气体驱动（泵）管上。
3. 将调节器调至推荐的吹扫压力。
4. 转动三通阀，以建议的吹扫压力排出管内积水。收集吹扫出的水量，以验证吹扫是否有效。记录吹扫行程中的排水时间（约4分钟）。
5. 让管路重新注满。重复吹扫操作。收集吹扫出的液体，以确保排出量至少等于“端口管容积”。
6. 共进行四次清洗，如需更多次数也可增加。
7. 让管路重新注满，以完成采样行程。
8. 将驱动压力降低至“采样压力”。施加压力并收集初始流体以测量弃液量。弃去该水样。采集样品。
9. 将驱动压力提高到吹扫压力值，对采样管路进行最终吹扫，排出其中的水。
10. 当采样系统注满后，如需记录当前地下水位，请标记水位。如果端口系统的注水速度非常慢，请稍后再进行标记。

有关推荐的吹扫和采样压力，请参阅随每台“水笛”设备提供的电子表格。这些压力值也可用于同时对多个端口进行吹扫。该电子表格会标注不应同时对所有端口进行吹扫的情况。在大多数情况下，可以同时对多个端口进行吹扫。