一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，包括固定环，固定环内设置有主动环，主动环内设置有伺服电机，伺服电机与固定环连接用于驱动，固定环的外侧和主动环上分别设置有多点位气体采集装置，多点位气体采集装置能够实现样品监测状态和参比校正状态之间变化。本发明专利技术可快速、方便的实现对同一位置不同深度、不同位置同一深度土壤层二氧化碳通量的测定，测量结果具有监测结果偏差小、精度高等优点。

A multi-point gas acquisition device with background comparison function in aeration zone soil

【技术实现步骤摘要】
一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置
本专利技术属于环境监测
，具体涉及一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置。
技术介绍
二氧化碳气驱强化采油(CO2-EOR)技术是利用二氧化碳在油和水中均具有较高溶解度的特点，将高纯度的CO2气体利用相关技术注入到油层中，抽提原油中C20以下的轻质成分或使其气化，在地层中利于快速形成混相，混相段扩大了波及体积并驱动了更多的地层油，可有效提升原油的采收率。CO2-EOR会将大量的CO2封存于地下，该过程可能存在两种泄漏：一是突发泄漏，如注入井破裂导致的泄漏或通过废油井的泄漏以及CO2气窜突破油层等；二是缓慢泄漏，即通过断层、断裂或泄漏的油井等发生的泄漏。泄漏入大气的CO2可能对井场周边的生态环境造成影响，此外还可能对油田一线生产员工的人身安全造成威胁，因此监测井场包气带土壤二氧化碳释放通量，为二氧化碳气驱采油区块的环境生态效应和风险评估提供基础资料，同时还可对CO2驱油封存的泄漏风险进行预警，为油田的安全生产提供有力的支撑。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，通过设置能够自由切换的多通路控制阀，连接数个动态采气柱，可同时测量、记录多点位土壤二氧化碳通量；背景对比通路与动态采气通路能够实时切换，快速实现多点位采气柱的背景气体通量校正。本专利技术采用以下技术方案：一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，包括固定环，固定环内设置有主动环，主动环内设置有伺服电机，伺服电机与固定环连接用于驱动，固定环的外侧和主动环上分别设置有多点位气体采集装置，多点位气体采集装置能够实现样品监测状态和参比校正状态之间变化。具体的，多点位气体采集装置包括采气管路接口和吸气管路接口，采气管路接口包括多个，均匀设置在固定环的外侧，采气管路接口通过吸气通路与主动环连接，吸气管路接口包括多个，均匀分布在主动环的上部，与吸气通路的一端连接。进一步的，采气管路接口包括六个，六个采气管路接口分别通过对应的吸气通路与主动环连接，吸气管路接口包括三个，间隔设置在三个吸气通路的一端。具体的，固定环和主动环之间设置有密封环。进一步的，密封环采用压紧的聚四氟乙烯环状密封垫。具体的，固定环内侧底部设置有从动齿纹，伺服电机通过齿轮扭力放大器与从动齿纹啮合连接。进一步的，从动齿纹的齿纹弧长为主动环外径的60°～80°。进一步的，从动齿纹的两端设置有能够控制伺服电机正反转输出的限位装置。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，多点位气体采集装置通过在监测状态和参比校正状态之间切换，可快速实现多点位土壤内CO2通量的监测，还可实现同一区域不同深度土壤CO2通量的同步测量。进一步的，多点位气体采集装置设置的目的是方便、快捷的连接不同采气柱与检测装置，同时通过气体采集装置的主动旋转，实现监测状态和参比校正状态之间切换，简单、便捷的实现多点位土壤内CO2通量的监测，或者测量同一区域不同深度土壤CO2通量。进一步的，密封环的设置使得固定环与主动环内的吸气通路在连接处密封、无泄露。进一步的，在伺服电机动作时，通过齿轮扭力放大器的驱动作用，从动齿纹带动主动环旋转，实现整个装置从监测状态向参比校正状态的切换。进一步的，齿纹弧长设置可以控制装置中固定环与主动环的最大旋转角度。进一步的，设置限位装置的目的是确保连接固定环上采气管路接口和主动环上吸气管路接口，的吸气通路能准确衔接。综上所述，本专利技术可快速、方便的实现对同一位置不同深度、不同位置同一深度土壤层二氧化碳通量的测定，测量结果具有监测结果偏差小、精度高等优点。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为气体采集装置样品监测状态图；图2为气体采集装置参比校正状态图；图3为不同点位同一深度土壤层气体通量检测系统图；图4为同一点位不同深度土壤层气体通量检测系统图；图5为本专利技术采气装置俯视图；图6为本专利技术采气装置剖视图。其中：1.固定环；2.密封环；3.主动环；4.采气管路接口；5.吸气通路；6.吸气管路接口；7.从动齿纹；8.齿轮扭力放大器；9.伺服电机。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，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专利技术中的具体含义。本专利技术提供了一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，通过设置能够自由切换的多通路控制阀，连接数个动态采气柱，可同时测量、记录多点位土壤二氧化碳通量；背景对比通路与动态采气通路能够实时切换，快速完成多点位采气柱的背景气体通量校正；实现对注气驱油井场不同点位、不同地层深度包气带土壤二氧化碳通量的同步监测与对比。本专利技术具有监测结果偏差小、精度高等优点，并可实现对不同深度土壤层二氧化碳通量的测定。为及早预警封存的二氧化碳泄漏风险提供了有力的监测技术支撑。请参阅图5和图6，本专利技术一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，包括固定环1、密封环2、主动环3、多点位气体采集装置和伺服电机9，主动环3设置在固定环1内，密封环2夹在主动环3与固定环1中间，固定环1的内侧底部设置有从动齿纹7，伺服电机9安装在主动环3的内部腔体中，通过从动齿纹7传递伺服电机驱动力，多点位气体采集装置能够实现气体采集装置快速在样品监测状态和参比校正状态之间变化。多点位气体采集装置包括采气管路接口4、吸气通路5和吸气管路接口6，在固定环1的外侧均匀布置的六个采气管路接口4，在主动环3上部均匀分布的三个吸气管路接口6和吸气通路5，三个吸气管路接口6、吸气通路5和六个采气管路接口4之间进行切换、组合。密封环2采用压紧的聚四氟乙烯环状密封垫。从动齿纹7的齿纹弧长为主动环外径的60°～80°，两侧设有限位装置，用于判断、控制伺服电机9的动作。齿轮扭力放大器8的齿轮与从动齿纹7紧密啮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，其特征在于，包括固定环(1)，固定环(1)内设置有主动环(3)，主动环(3)内设置有伺服电机(9)，伺服电机(9)与固定环(1)连接用于驱动，固定环(1)的外侧和主动环(3)上分别设置有多点位气体采集装置，多点位气体采集装置能够实现样品监测状态和参比校正状态之间变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，其特征在于，包括固定环(1)，固定环(1)内设置有主动环(3)，主动环(3)内设置有伺服电机(9)，伺服电机(9)与固定环(1)连接用于驱动，固定环(1)的外侧和主动环(3)上分别设置有多点位气体采集装置，多点位气体采集装置能够实现样品监测状态和参比校正状态之间变化。


2.根据权利要求1所述的具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，其特征在于，多点位气体采集装置包括采气管路接口(4)和吸气管路接口(6)，采气管路接口(4)包括多个，均匀设置在固定环(1)的外侧，采气管路接口(4)通过吸气通路(5)与主动环(3)连接，吸气管路接口(6)包括多个，均匀分布在主动环(3)的上部，与吸气通路(5)的一端连接。


3.根据权利要求2所述的具有背景比对功能的包气带土壤多点位气体采集装置，其特征在于，采气管路接口(4)包括六个，六个采气管路接口(4)分别通过对应的吸气通路(5)与主动环(3)连接，吸气管路接口(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张璇，周立辉，朱妍，李照林，刘沛华，穆谦益，冀忠伦，张海玲，杨海楠，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11