一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于土木工程领域中的岩土工程勘察领域，涉及一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，该采集装置包括漏斗、软管、隔膜泵、气液分离容器、排浆阀、微型抽气泵以及真空集气袋；漏斗通过软管与隔膜泵相连通；隔膜泵通过软管与气液分离容器相连通；气液分离容器的顶部以及底部分别设置有微型抽气泵以及排浆阀；微型抽气泵与真空集气袋相连通。本实用新型专利技术提供了一种基于地质勘探钻孔、不受含气层埋置深度的限制以及采气过程不易混入空气或杂质的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置。

【技术实现步骤摘要】
一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置
本技术属于土木工程领域中的岩土工程勘察领域，涉及一种简易气样采集装置，尤其涉及一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置。
技术介绍
浅层气泛指埋置于地表以下1500m以内的浅层天然气。富含浅层气的地层称为含气层。含气层普遍分布在沼泽湿地、河口、三角洲、湖泊和海床沉积物以及含油气资源相对丰富的浅部地层中。土层中的气体主要源于有机质在厌氧菌作用下分解形成和生物成因气和深部油气、地幔气以及岩浆造岩活动中所产生并通过渗漏和扩散作用后经向上运移被封闭于浅表地层中的气体。浅层气在我国的江浙沿海、长江三角洲、柴达木盆地、松辽盆地、渤海湾盆地与南方滇黔粤桂地区的中小型盆地中均有不同程度赋存，其中，东南沿海、长江中下游地区包括苏、浙、沪、闽、粤、琼、湘、鄂、赣等的浅层气主要分布于沿海、沿江的第四系平原中。含气地层对土木工程而言，属于一种特殊的地质灾害——浅层气地质灾害。我国著名的杭州湾跨海大桥在前期的工程勘察过程中就曾出现过浅层气体喷发燃烧导致船损人伤的事故。随着我国对地下空间开发的深入，越来越多的工程遭遇到了地下浅层气，浅层气灾害地质问题愈发突出。对于工程而言，当遭遇含气地层时，首先需要查明地下有害气体的主要赋存层位、气层分布面积和厚度，同时也需要搞清气体的主要类型、成分、产气阶段和年代等信息，用于推断所建工程场地内含气地层的赋存状态、气源和聚气过程，以及评估对工程的可能危害程度。这就需要在勘察工作中，对含气地层中赋存的气体进行现场原位采样，然后带入实验室内进行气样化验分析。因此，所采集气体样品的质量直接影响着测试结果的准确性，进而影响对工程的合理判断。目前，现场勘察中对含气地层中的气体样品采集，多依赖于原位静力触探或石油天然气部门的专业采样器。原位静力触探的方法是将触探杆压入含气层内，气体通过中空的触探杆溢出地表，在静力触探杆的出口端安装气体采样袋或采样瓶进行气样采集。由于含气地层往往水气同产，喷出静力触探杆的也往往是水、气、土颗粒一起喷出，严重干扰出口端采集的气体的纯度；同时，静力触探杆密封性较差，且在含气层中气体喷出地面之前，杆内已混入较多的空气，导致在出口端所采集的气体样品因混入空气而不具备代表性，不能真实反映原始地层中的气体成分，从而导致不准确的气样化验分析结果。此外，对于埋深相对较深或有较硬上覆封盖层的含气地层，静力触探很难压入并抵达目标层位进行采气。另一方面，石油天然气部门的专业采样器结构复杂、价格高昂，岩土工程勘察单位一般都不具备这些专业采样装备。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的上述技术问题，本技术提供了一种基于地质勘探钻孔、不受含气层埋置深度的限制以及采气过程不易混入空气或杂质的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，其特征在于：所述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置包括漏斗、软管、隔膜泵、气液分离容器、排浆阀、微型抽气泵以及真空集气袋；所述漏斗通过软管与隔膜泵相连通；所述隔膜泵通过软管与气液分离容器相连通；所述气液分离容器的顶部以及底部分别设置有微型抽气泵以及排浆阀；所述微型抽气泵与真空集气袋相连通。上述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置还包括配重；所述配重是中空的柱状结构、中空的锥状结构、实心的块状结构或实心的盘状结构；所述配重是中空的柱状结构或中空的锥状结构时，所述配重套装在漏斗上；所述配重是实心的块状结构或实心的盘状结构时，所述配重设置在漏斗上。上述漏斗包括窄口以及与窄口相对的宽口；所述漏斗的窄口通过软管与隔膜泵相连通；所述配重通过漏斗的窄口套装在漏斗上。上述漏斗的宽口设置有滤网。上述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置还包括设置在漏斗和隔膜泵之间的止逆阀。上述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置还包括设置在微型抽气泵与真空集气袋之间的硅胶管；所述微型抽气泵通过硅胶管与真空集气袋相连通；所述硅胶管上设置有进气阀。上述真空集气袋是一个或多个。上述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置还包括设置在气液分离容器上的负压表。本技术的优点是：本技术提供了一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，该装置包括漏斗、软管、隔膜泵、气液分离容器、排浆阀、微型抽气泵以及真空集气袋；漏斗通过软管与隔膜泵相连通；隔膜泵通过软管与气液分离容器相连通；气液分离容器的顶部以及底部分别设置有微型抽气泵以及排浆阀；微型抽气泵与真空集气袋相连通。本技术所采用的漏斗为该装置的进口端，其直径略小于勘探孔的直径，用于增大采集进口端与勘探孔孔内气液混合浆液的接触面积。在漏斗上增加的配重可以确保在软管下放入勘探孔时，维持漏斗的姿态而不发生偏转，也可以保证在隔膜泵抽取气液混合浆液的过程中，漏斗口始终位于勘探孔内的气液混合浆液的液面以下。在隔膜泵的进口端设置的止逆阀，防止在抽取的气液混合浆液倒流。气液分离容器，用于自动分离在采气过程中抽取的气液混合浆液中的土颗粒、水和气体，使分离后的气体聚集在气液分离容器的顶部，土颗粒和水聚集在气液分离容器的底部。本技术不受含气层埋置深度的限制，解决了目前岩土工程勘察领域中缺乏简易的采气设备、采气过程易混入空气或杂质而不具备代表性的难题；该装置具有构造简单、原理明确、组拆装和操作方便、材料易于获取、便于推广的优点。附图说明图1是本技术所提供的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置的构造示意图；图2是本技术所提供的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置的工作示意图；其中：1-气液混合浆液；2-含气层；3-封盖层；4-地表耕植土层；5-勘探孔；6-漏斗；7-软管；8-止逆阀；9-配重；10-隔膜泵；11-排浆阀；12-气液分离容器；13-负压表；14-硅胶管；15-微型抽气泵；16-真空集气袋；17-进气阀。具体实施方式参见图1，本技术提供了一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，包漏斗6、软管7、止逆阀8、配重9、隔膜泵10、排浆阀11、气液分离容器12、负压表13、硅胶管14、微型抽气泵15、真空集气袋16和进气阀17。其中，漏斗6为该装置的进口端，其直径略小于勘探孔5的直径，用于增大采集进口端与勘探孔5孔内气液混合浆液1的接触面积。配重9设置于漏斗6上部，在隔膜泵10抽取气液混合浆液1的过程中，与软管7紧密接触，可以确保在软管7下放入勘探孔5时，维持漏斗6的姿态而不发生偏转，也可以保证在隔膜泵10抽取气液混合浆液1的过程中，漏斗6口始终位于勘探孔5内的气液混合浆液1的液面以下；在隔膜泵10的进口端设有一个止逆阀8，防止抽取的气液混合浆液1倒流。隔膜泵10具有可以处理勘探孔5中所产生的具有较高含量砂砾和固体含量的气液混合浆液1的优点。气液分离容器12用于自动分离在采气过程中抽取的气液混合浆液1中的土颗粒、水和气体，使分离后的气体聚集在气液分离容器12的顶部，土颗粒和水聚集在气液分离容器12的底部；气液分离容器12的顶部设有一个负压表13和一个微型抽气集气系统；负压表13用于检测整个装置的气密性。微型抽气集气系统用于将聚集在气液分离容器12顶部的气体采集入真空集气袋16内，而不混入外界空气或杂质；微型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，其特征在于：所述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置包括漏斗（6）、软管（7）、隔膜泵（10）、气液分离容器（12）、排浆阀（11）、微型抽气泵（15）以及真空集气袋（16）；所述漏斗（6）通过软管（7）与隔膜泵（10）相连通；所述隔膜泵（10）通过软管（7）与气液分离容器（12）相连通；所述气液分离容器（12）的顶部以及底部分别设置有微型抽气泵（15）以及排浆阀（11）；所述微型抽气泵（15）与真空集气袋（16）相连通。

【技术特征摘要】
1.一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，其特征在于：所述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置包括漏斗（6）、软管（7）、隔膜泵（10）、气液分离容器（12）、排浆阀（11）、微型抽气泵（15）以及真空集气袋（16）；所述漏斗（6）通过软管（7）与隔膜泵（10）相连通；所述隔膜泵（10）通过软管（7）与气液分离容器（12）相连通；所述气液分离容器（12）的顶部以及底部分别设置有微型抽气泵（15）以及排浆阀（11）；所述微型抽气泵（15）与真空集气袋（16）相连通。2.根据权利要求1所述的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，其特征在于：所述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置还包括配重（9）；所述配重（9）是中空的柱状结构、中空的锥状结构、实心的块状结构或实心的盘状结构；所述配重（9）是中空的柱状结构或中空的锥状结构时，所述配重（9）套装在漏斗（6）上；所述配重（9）是实心的块状结构或实心的盘状结构时，所述配重（9）设置在漏斗（6）上。3.根据权利要求2所述的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，其特征在于：所述漏斗（6）包括窄口以及与窄口相对的宽口；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，汪明元，单治刚，孙淼军，肖飞，黄林，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42