二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于二氧化碳地质封存环境监测技术领域，涉及二氧化碳地质封存泄露监测、环境影响及评价技术。二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置，包括取样筒；所述取样筒为双层套筒，分别为外筒及内筒，内筒插入至外筒中；外筒插入地表，外筒一端深入至地表土壤中，另一端位于地表土壤外，外筒深入地表土壤中的前端处设有开孔，位于地表土壤外的一端处设有取样口；还包括与内筒连接的增压管路；还包括与外筒连接的取样管路；所述取样管路包括取样总管路、气体取样支路及液体取样支路；所述取样总管路一端连接取样口，另一端分别连接气体取样支路及液体取样支路。本实用新型专利技术结构简单，安装方便。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置
本技术属于二氧化碳地质封存环境监测
，涉及二氧化碳地质封存泄露监测、环境影响及评价技术。
技术介绍
地质封存的二氧化碳可能通过井筒、断层、裂缝，盖层等多种途径发生纵向上的运移，当运移穿过封存体边界时称之为泄露，泄露之后的二氧化碳会通过地表进入大气。地表是人类、动物的栖息之地及主要的活动场所，也是植被、地表水等生态要素的聚集地。土壤气中二氧化碳的正常含量一般维持在0.2～4%之间，当含量增加到5%时将对植物的生长产生不利的影响。高通量的二氧化碳会引起土壤气体中二氧化碳浓度升高，抑制植物根系呼吸作用，甚至导致植物死亡。土壤中二氧化碳浓度的升高也会引起土壤理化性质、土壤微生物种类和数目的变化，以及浅地表水pH值、矿化度、离子浓度的变化，进而影响工农业活动。浅地表土壤气中的部分二氧化碳既是深层二氧化碳的汇，又是大气二氧化碳的源。对浅地表的土壤气、浅层地下水的监测是二氧化碳地质封存环境监测工作的重要组成部分，对于研究二氧化碳在土壤中和浅层地下水中的迁移规律及泄露预警有着重要意义。目前浅地表土壤气、地下水的采集缺乏成熟装置，大多为临时钻孔，在一定深度的土壤中下入筛管，筛管地面露头，加装取样阀门，在地面通过泵抽取样品。由于地下水渗流缓慢，积聚在筛管底部的地下水很难被采出，土壤气中也容易混入空气而在分析化验上出现偏差，所以很有必要研发简便可靠的浅层流体取样装置。
技术实现思路
本技术旨在针对上述问题，提出一种二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置。本技术的技术方案在于：二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置，包括取样筒；所述取样筒为双层套筒，分别为外筒及内筒，内筒插入至外筒中；外筒插入地表，外筒一端深入至地表土壤中，另一端位于地表土壤外，外筒深入地表土壤中的前端处设有开孔，位于地表土壤外的一端处设有取样口；还包括与内筒连接的增压管路；还包括与外筒连接的取样管路；所述取样管路包括取样总管路、气体取样支路及液体取样支路；所述取样总管路一端连接取样口，另一端分别连接气体取样支路及液体取样支路。所述内筒深入地表土壤的一端设有单向阀；确保地下渗流进入的流体不会反向进入内筒。外筒分为4部分；沿地表土壤至土壤外依次分为0~1/4段，1/4~1/2段，1/2段~3/4段，3/4~4/4段；其中，0~1/4段，1/4~1/2段，1/2段~3/4段均深入至地表土壤中，3/4~4/4段位于地表土壤外，0~1/4段及1/4~1/2段上设有开孔，便于地层流体渗流进入外筒。所述0~1/4段为锥体，1/4~1/2段，1/2段~3/4段及3/4~4/4均为柱体；0~1/4段为锥体便于下入地表土壤一定深度，也便于内筒增压气体携带地层水沿锥面排出外筒。所述内筒连接有第一快速接头，外筒连接有第二快速接头；第一快速接头通过增压管路连接有高压氮气瓶；其中，第一快速接头上设有第一压力表及增压阀；增压管路连接至高压氮气瓶的气瓶出口阀上。所述第二快速接头上设有第二压力表及取样阀；取样总管路与第二快速接头连接，取样总管路通过三通分别与气体取样支路及液体取样支路连接；取样总管路上设有微量泵，气体取样支路包括依次连接的干燥过滤器、气体取样阀及采气袋；液体取样支路包括依次连接的液体取样阀及取样瓶。本技术的技术效果在于：1、适合野外恶劣环境下浅地表流体取样，并且可以实现连续采集、监测；2、适合复杂理化性质土壤环境下埋入；3、适用流量范围宽泛，也适合地表微量地表水及土壤气渗流取样；4、结构简单，安装方便。附图说明图1为本技术的结构示意图。附图标记：1-外筒，2-内筒，3-单向阀，4-第二压力表，5-第一压力表，6-取样阀，7-增压阀，8-第一快速接头，9-第二快速接头，10-微量泵，11-干燥过滤器，12-气体取样阀，13-采气袋，14-液体取样阀，15-液体取样瓶，16-气瓶出口阀，17-高压氮气瓶，18-取样口。具体实施方式实施例1二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置，包括取样筒；所述取样筒为双层套筒，分别为外筒1及内筒2，内筒2插入至外筒1中；外筒1插入地表，外筒1一端深入至地表土壤中，另一端位于地表土壤外，外筒1深入地表土壤中的前端处设有开孔，位于地表土壤外的一端处设有取样口18；还包括与内筒2连接的增压管路；还包括与外筒1连接的取样管路；所述取样管路包括取样总管路、气体取样支路及液体取样支路；所述取样总管路一端连接取样口18，另一端分别连接气体取样支路及液体取样支路。实施例2在实施例1的基础上，还包括：外筒1分为4部分；沿地表土壤至土壤外依次分为0~1/4段，1/4~1/2段，1/2段~3/4段，3/4~4/4段；其中，0~1/4段，1/4~1/2段，1/2段~3/4段均深入至地表土壤中，3/4~4/4段位于地表土壤外，0~1/4段及1/4~1/2段上设有开孔，便于地层流体渗流进入外筒1。所述0~1/4段为锥体，1/4~1/2段，1/2段~3/4段及3/4~4/4均为柱体；0~1/4段为锥体便于下入地表土壤一定深度，也便于内筒2增压气体携带地层水沿锥面排出外筒1。所述内筒2连接有第一快速接头8，外筒1连接有第二快速接头9；第一快速接头8通过增压管路连接有高压氮气瓶17；其中，第一快速接头8上设有第一压力表5及增压阀7；增压管路连接至高压氮气瓶17的气瓶出口阀16上。所述第二快速接头9上设有第二压力表4及取样阀6；取样总管路与第二快速接头9连接，取样总管路通过三通分别与气体取样支路及液体取样支路连接；取样总管路上设有微量泵10，气体取样支路包括依次连接的干燥过滤器11、气体取样阀12及采气袋13；液体取样支路包括依次连接的液体取样阀14及液体取样瓶15。所述内筒2深入地表土壤的一端设有单向阀3；确保地下渗流进入的流体不会反向进入内筒2。本技术的具体实施过程为：(1)根据浅地表环境监测需要，在监测地带钻孔，按照示意图安装取样采集装置；(2)外筒1根据取样目的层深度，埋入地下5m、10m、30m等不同深度；(3)依次打开取样阀6、增压阀7及气瓶出口阀16，并开启微量泵10；(4)调节高压氮气瓶17压力，直至高压氮气对液柱的举升作用使得地层水从外筒1与内筒2之间的环形空间向上返出，经取样口18排出，即可完成对地层水进行取样；(5)待采水完毕后，关闭增压阀7、气瓶出口阀16、液体取样阀14，打开气体取样阀12，启动微量泵10，进行气体取样。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置，其特征在于：包括取样筒；所述取样筒为双层套筒，分别为外筒（1）及内筒（2），内筒（2）插入至外筒（1）中；外筒（1）插入地表，外筒（1）一端深入至地表土壤中，另一端位于地表土壤外，外筒（1）深入地表土壤中的前端处设有开孔，位于地表土壤外的一端处设有取样口（18）；/n还包括与内筒（2）连接的增压管路；/n还包括与外筒（1）连接的取样管路；所述取样管路包括取样总管路、气体取样支路及液体取样支路；所述取样总管路一端连接取样口（18），另一端分别连接气体取样支路及液体取样支路。/n

【技术特征摘要】
1.二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置，其特征在于：包括取样筒；所述取样筒为双层套筒，分别为外筒（1）及内筒（2），内筒（2）插入至外筒（1）中；外筒（1）插入地表，外筒（1）一端深入至地表土壤中，另一端位于地表土壤外，外筒（1）深入地表土壤中的前端处设有开孔，位于地表土壤外的一端处设有取样口（18）；
还包括与内筒（2）连接的增压管路；
还包括与外筒（1）连接的取样管路；所述取样管路包括取样总管路、气体取样支路及液体取样支路；所述取样总管路一端连接取样口（18），另一端分别连接气体取样支路及液体取样支路。


2.根据权利要求1所述二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置，其特征在于：所述内筒（2）深入地表土壤的一端设有单向阀（3）。


3.根据权利要求2所述二氧化碳地质封存环境监测浅层流体采集装置，其特征在于：所述外筒（1）分为4部分；沿地表土壤至土壤外依次分为0~1/4段，1/4~1/2段，1/2段~3/4段，3/4~4/4段；其中，0~1/4段，1/4~1/2段，1/2段~3/4段均深入至地表土壤中，3/4~4/4段位于地表土壤外，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维波，陈龙龙，王贺谊，江绍静，康宇龙，李超跃，刘舒羽，李刚，梅艳，杨嫱，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司研究院，
类型：新型
国别省市：陕西;61