孔隙水长期原位取样和分析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种孔隙水长期原位取样和分析装置，其中，孔隙水长期原位取样和分析装置包括支架，探针、升降电梯、分流装置、第一储水装置、第二储水装置、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置；本实用新型专利技术可以原位、长期、分时段采集并储存沉积物孔隙水，且实验结果误差小。

【技术实现步骤摘要】
孔隙水长期原位取样和分析装置
本技术涉及海底孔隙水采集
，尤其涉及一种孔隙水长期原位取样和分析装置。
技术介绍
孔隙水是指主要赋存在松散沉积物颗粒间孔隙中的地下水。海底浅表沉积物的孔隙水中保留大量有用的信息，可根据样品中CH4、H2S等气体和Cl-、SO42-等离子的异常及其分布特征，测算海底甲烷渗漏通量，为天然气水合物资源勘探和环境评价提供快速、高效的地球化学证据。然而，水合物试采或开采必然会改变水合物层甲烷的赋存状态，从而影响甲烷的向上运移方式及其通量。在微生物的甲烷氧化作用下，孔隙水中的地球化学性质会迅速响应这种甲烷运移方式和通量上的变化。因此，孔隙水的地球化学特征还可以用来评估水合物试采或开采前后以甲烷为核心的碳循环的变化、元素物质平衡的变化、海底含氧或缺氧程度的变化，并最终用来综合评价水合物试采或开采前后对环境的造成的影响，为评估水合物区海底沉积界面甲烷的归宿示踪及其对环境的潜在影响，探讨水合物试采对水合物区碳循环过程的影响，提供最直接的地球化学证据。现有技术中的孔隙水取样和分析装置主要有两种：一是先用重力活塞取样器将沉积物样品采集到科考船上，再在实验室抽取或压榨出孔隙水。这种方法是在常规环境下进行的，由于温压条件剧烈变化，可能发生溶解在沉积物孔隙水中的气体逃逸以及成分氧化等物理化学变化，此时再采集孔隙水进行水溶气等测试，结果存在很大误差。二是孔隙水原位提取装置，大多靠采集装置内外静水压力差使不同沉积层位的孔隙水进入采集器中完成采集，但其获取的均为某时段的孔隙水，为一个瞬时的数据，无原位、长期、分时段采集并储存沉积物孔隙水的能力。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种孔隙水长期原位取样和分析装置，其能同时解决实验结果误差大和无原位、长期采集并储存沉积物孔隙水的能力的问题。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种孔隙水长期原位取样和分析装置，包括支架，探针、升降电梯、分流装置、第一储水装置、第二储水装置、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置，所述升降电梯与支架固定，所述升降电梯上设有滑轨，所述探针上连接有滑块，所述探针与所述升降电梯通过滑块和滑轨的配合而连接，所述升降电梯顶部设有电机，所述电机通过驱动组件驱动所述滑块沿所述滑轨的长度方向滑动；所述分流装置设置于所述探针的上方，并与所述支架固定；所述第一储水装置与所述分流装置通过第一管道连接；所述第二储水装置设置于所述探针的顶部，并与所述探针通过第二管道连接；所述蠕动泵分别与所述第二储水装置和分流装置通过柔性连通件连接；所述孔隙水气体含量分析装置和所述原位环境参数测量装置分别通过第三管道与所述分流装置连接。优选的，所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，还包括中控系统，升降电梯的电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置均与中控系统电性连接，所述中控系统用于控制电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置的工作状态，以使探针以预定的时间和/或时间间隔插入浅表层沉积物中，通过蠕动泵将探针内的孔隙水依次通过第二储水装置、分流装置抽取至第一储水装置、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置中。优选的，所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，还包括释放器、锚链和配重锚块，所述释放器设置于所述支架外侧，并与所述支架固定；所述配重锚块设置于所述释放器的下方，并通过锚链与所述释放器可拆卸的连接；所述支架上部包裹浮力材料。所述释放器，用于接收位于水面的调查船或平台发送的回收控制信号，根据所述回收控制信号，释放所述配重锚块。优选的，所述的孔隙水长期原位取样和分析装置还包括中控系统和水声通讯装置，水声通讯装置、释放器、升降电梯的电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置均与中控系统电性连接；所述水声通讯装置，用于将孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置的数据发送至调查船或平台。优选的，所述第一储水装置为多个第一储水罐，多个所述第一储水罐绕所述分流装置一周分布；所述第二储水装置为多个第二储水罐，多个所述第二储水罐分别通过第二管道与所述探针连接。优选的，所述探针由五个部分组成，五个部分分别抽取五个层位的孔隙水；所述第二储水装置为五个第二储水罐，五个所述第二储水罐分别通过第二管道与所述探针的五个部分连接。优选的，还包括电池仓，所述电池仓与所述支架固定连接。相比现有技术，本技术的有益效果在于：本技术所述的孔隙水长期原位取样和分析装置可长期连续采集深海同一站位浅表层沉积物中孔隙水，并保压储存以待回收后进行实验室分析，测量孔隙水中各离子含量等地球化学信息；同时，可对孔隙水顶空气中气体含量特征进行原位快速分析，并通过水声通讯机发回水面。附图说明图1为本技术所述孔隙水长期原位取样和分析装置的外部整体结构示意图；图2为图1中内部结构示意图；图3为图2中的A部放大示意图；图4为图2中的第二储水装置内部结构示意图；图5为本技术所述孔隙水长期原位取样和分析装置的工作流程图。图中：1-支架；2-探针；3-升降电梯；4-分流装置；5-第一储水装置；6-第二储水装置；61-罐体；62-进水管；63-活塞；64-临时存水腔；65-出水管；66-弹簧；7-蠕动泵；8-孔隙水气体含量分析装置；9-原位环境参数测量装置；10-电机；11-软管；12-释放器；13-锚链；14-配重锚块；15-浮力材料；16-电池仓。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述：如图1至3所示，本技术所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，包括支架1，探针2、升降电梯3、分流装置4、第一储水装置5、第二储水装置6、蠕动泵7、孔隙水气体含量分析装置8以及原位环境参数测量装置9，其中，升降电梯3与支架1固定，所述升降电梯3上设有滑轨，所述探针2上连接有滑块，滑块位于探针的上部外侧壁，所述探针2与所述升降电梯3通过滑块和滑轨的配合而连接，所述升降电梯3顶部连接有电机10；所述电机通过驱动组件驱动所述滑块沿所述滑轨的长度方向滑动，这里的驱动组件可以是齿轮组或滑轮组，驱动组件与探针或滑块连接。这样，电机10通过驱动组件驱动升降电梯升降，从而带动探针2升降。所述分流装置4设置于所述探针2的上方，并与所述支架1固定；所述第一储水装置5与所述分流装置4通过第一管道连接；所述第二储水装置6设置于所述探针2的顶部，并与所述探针2通过第二管道连接；所述蠕动泵7分别与所述第二储水装置6和分流装置4通过柔性连通件连接，在图1至3的实施例中，所述的柔性连通件为软管11；所述孔隙水气体含量分析装置8和所述原位环境参数测量装置9分别通过第三管道与所述分流装置4连接。这样，使用升降电梯3将探针2插入海底浅表层沉积物中，开启蠕动泵7，蠕动泵7使得第二储水装置内部形成负压，使得第二储水装置内部的弹簧压缩(见图4)，当关闭蠕动泵时，弹簧要回复原状，而弹簧力使得第二储水装置内部形成负压，从而抽取孔隙水。由于探针2顶部设置有第二储水装置6，因此，在蠕动泵7的作用下，第二储水装置6抽取的孔隙水向上运动，进入分流装置4中，分流装置4一方面将一部分孔隙水分配给第一储水装置5进行长期储存；另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，包括支架、探针、升降电梯、分流装置、第一储水装置、第二储水装置、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置，所述升降电梯与支架固定，所述升降电梯上设有滑轨，所述探针上连接有滑块，所述探针与所述升降电梯通过滑块和滑轨的配合而连接，所述升降电梯顶部设有电机，所述电机通过驱动组件驱动所述滑块沿所述滑轨的长度方向滑动；所述分流装置设置于所述探针的上方，并与所述支架固定；所述第一储水装置与所述分流装置通过第一管道连接；所述第二储水装置设置于所述探针的顶部，并与所述探针通过第二管道连接；所述蠕动泵分别与所述第二储水装置和分流装置通过柔性连通件连接；所述孔隙水气体含量分析装置和所述原位环境参数测量装置分别通过第三管道与所述分流装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，包括支架、探针、升降电梯、分流装置、第一储水装置、第二储水装置、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置，所述升降电梯与支架固定，所述升降电梯上设有滑轨，所述探针上连接有滑块，所述探针与所述升降电梯通过滑块和滑轨的配合而连接，所述升降电梯顶部设有电机，所述电机通过驱动组件驱动所述滑块沿所述滑轨的长度方向滑动；所述分流装置设置于所述探针的上方，并与所述支架固定；所述第一储水装置与所述分流装置通过第一管道连接；所述第二储水装置设置于所述探针的顶部，并与所述探针通过第二管道连接；所述蠕动泵分别与所述第二储水装置和分流装置通过柔性连通件连接；所述孔隙水气体含量分析装置和所述原位环境参数测量装置分别通过第三管道与所述分流装置连接。2.根据权利要求1所述的孔隙水长期原位取样和分析装置，其特征在于，还包括中控系统，升降电梯的电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置均与中控系统电性连接，所述中控系统用于控制电机、蠕动泵、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置的工作状态，以使探针以预定的时间和/或时间间隔插入浅表层沉积物中，通过蠕动泵将探针内的孔隙水依次通过第二储水装置、分流装置抽取至第一储水装置、孔隙水气体含量分析装置以及原位环境参数测量装置中。3.根据权利要求1所述的孔隙...

【专利技术属性】
技术研发人员：董一飞，梁前勇，陈家旺，任自强，钟超，吴学敏，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：新型
国别省市：广东,44