一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统，传感器合成单元设置在钻井冻土层下的孔隙水体中，传感器合成单元上设置有压潜机构，压潜机构通过排水或抽水来实现传感器合成单元在钻井冻土层下的孔隙水体中的上浮或下沉；远程遥控单元与传感器合成单元、压潜机构连接，信息采集与处理装置与传感器合成单元连接；信息采集与处理装置用于采集传感器合成单元检测的参数值，并对采集的参数值进行梯度式计量分析。本实用新型专利技术实现在无动力作用下监测装置在井体内的悬停与上浮，或在少量动力的作用下在井体内的上浮与下沉，有效减少电能的消耗，延长装置在一个作业周期内的使用时间，减少回收充能的次数，实现对井体内液体的长期监测。液体的长期监测。液体的长期监测。

【技术实现步骤摘要】
一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统


[0001]本技术涉及天然气水合物
，具体涉及一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统。

技术介绍

[0002]目前，天然气水合物地层孔隙水中氯离子质量浓度异常和硫酸根离子质量浓度梯度已成为两项重要的地球化学指标，而水体中溶解性甲烷浓度的含量则更直观的指示了天然气水合物的存在和分解变化。且水合物分解受温度、压力和甲烷含量影响，水合物溶解度随温度增加而增大，随盐度和压力增加而减小，温度对溶解的影响比压力对溶解的影响敏感。
[0003]伴随天然气水合物勘探开发过程，水体中溶解性甲烷浓度的含量对地层中天然气水合物存在状态的指示愈发重要。一方面，可对天然气水合物含量进行评估；另一方面，可对天然气水合物产生的甲烷进行实时监测，以免对环境造成灾害性影响。
[0004]目前，对冻土区固结岩层内天然气水合物开采过程中，地层水中天然气水合物含量变化的监测已引起广泛重视，现有一种地层水中天然气水合物含量变化实时监测设备，此仪器在监测时通过上下周期性移动来对水体的多个深度的天然气水合物含量进行检测，在此过程中为了提供仪器上浮的力，需要耗费较多的电能，且当需要仪器悬停在某一点时，也需要通过消耗电能来维持此深度。由于在设备浮动的过程中，很难为仪器充电，设备往往难以维持长期的监测过程。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统，以解决现有技术中监测设备在浮动过程中耗能较大、监测时间短的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术具体提供下述技术方案：
[0007]本技术提供了一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统，包括传感器合成单元、远程遥控单元和信息采集与处理装置，所述传感器合成单元设置在钻井冻土层下的孔隙水体中，所述传感器合成单元上设置有压潜机构，所述压潜机构通过排水或抽水来实现所述传感器合成单元在钻井冻土层下的孔隙水体中的上浮或下沉；
[0008]所述远程遥控单元设置在所述钻井中孔隙层的底部，且所述远程遥控单元与所述传感器合成单元、所述压潜机构连接，所述信息采集与处理装置与所述传感器合成单元连接；
[0009]所述信息采集与处理装置用于采集所述传感器合成单元检测的参数值，并对采集的参数值进行梯度式计量分析。
[0010]作为本技术的一种优选方案，所述压潜机构包括安装在所述传感器合成单元上的空泡，所述空泡内设置有密封阀，所述密封阀上安装有泵体，当所述密封阀打开时，所述泵体向所述空泡内抽入或抽出设置在钻井冻土层下的孔隙中的液体，所述泵体的涡轮转
动方向以及转速通过所述远程遥控单元控制。
[0011]作为本技术的一种优选方案，所述泵体内的涡轮在正向旋转时将液体吸入所述空泡，所述传感器合成单元在所述钻井内下沉；所述泵体内的涡轮在反向旋转时将液体从所述空泡内抽出，所述传感器合成单元在所述钻井内上浮；当所述密封阀密闭时，所述空泡内的液体总含量不变，所述传感器合成单元在所述钻井内悬停。
[0012]作为本技术的一种优选方案，所述传感器合成单元的外周包裹设置有外壳，所述空泡安装在所述外壳的外壁上。
[0013]作为本技术的一种优选方案，所述外壳为双层外壳，所述双层外壳的两层壳体之间设置有支撑杆，相邻的支撑杆之间设置有空腔。
[0014]本技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0015]本技术在监测装置上设置了抽水与排水的压潜机构，实现在无动力作用下监测装置在井体内的悬停与上浮，甚至在少量动力的作用下在井体内的上浮与下沉，减少电能的消耗，延长装置在一个作业周期内的使用时间，减少回收充能的次数，实现对井体内液体的长期监测。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0017]图1为本技术提供冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统的结构示意图；
[0018]图2为本技术提供压潜机构的俯视结构示意图。
[0019]图中的标号分别表示如下：
[0020]1‑
传感器合成单元；2
‑
远程遥控单元；3
‑
信息采集与处理装置；4
‑
壳体；5
‑
传输电缆；6
‑
传输控制电缆；7
‑
冻土层；8
‑
孔隙水体；9
‑
压潜机构；10
‑
支撑杆；11
‑
空腔；
[0021]901
‑
空泡；902
‑
密封阀；903
‑
泵体。
具体实施方式
[0022]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0023]如图1与图2所示，本技术提供了一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统，包括传感器合成单元1、远程遥控单元2和信息采集与处理装置3，传感器合成单元1设置在钻井冻土层下的孔隙水体中，传感器合成单元1上设置有压潜机构9，压潜机构9通过排水或抽水来实现传感器合成单元1在钻井冻土层下的孔隙水体中的上浮或下沉；
[0024]远程遥控单元2设置在钻井中孔隙层的底部，且远程遥控单元2与传感器合成单元1、压潜机构9连接，信息采集与处理装置3与传感器合成单元1连接。
[0025]信息采集与处理装置3安装在钻井的口处，信息采集与处理装置3用于采集传感器
合成单元1检测的参数值，并对采集的参数值进行梯度式计量分析。
[0026]其中，远程遥控单元2和信息采集与处理装置3不限制具体的形式，均为常规能够实现远程遥控以及信息采集处理的电学模块。
[0027]具体的，传感器合成单元1、信息采集与处理装置3和远程遥控单元2，传感器合成单元1设置在钻井冻土层7下的孔隙水体8中，远程遥控单元2设置在钻井中孔隙层的底部，且远程遥控单元2与传感器合成单元1通过传输控制电缆6连接，信息采集与处理装置3与传感器合成单元1连接。
[0028]其中，传感器合成单元1包括多个传感器，包括甲烷传感器、压力传感器、温度传感器、盐度传感器、水深传感器和PH传感器，用于检测孔隙水体8中包括甲烷含量、压力、温度、盐度、水体深度和酸碱度参数值。
[0029]为了监测水体中参数值变化，本技术通过远程遥控单元2控制压潜机构9的排水与抽水动作，来控制传感器合成单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统，其特征在于，包括传感器合成单元(1)、远程遥控单元(2)和信息采集与处理装置(3)，所述传感器合成单元(1)设置在钻井冻土层下的孔隙水体中，所述传感器合成单元(1)上设置有压潜机构(9)，所述压潜机构(9)通过排水或抽水来实现所述传感器合成单元(1)在钻井冻土层下的孔隙水体中的上浮或下沉；所述远程遥控单元(2)设置在所述钻井中孔隙层的底部，且所述远程遥控单元(2)与所述传感器合成单元(1)、所述压潜机构(9)连接，所述信息采集与处理装置(3)与所述传感器合成单元(1)连接；所述信息采集与处理装置(3)用于采集所述传感器合成单元(1)检测的参数值，并对采集的参数值进行梯度式计量分析。2.根据权利要求1所述的一种冻土区井下水体溶解甲烷长期监测系统，其特征在于，所述压潜机构(9)包括安装在所述传感器合成单元(1)上的空泡(901)，所述空泡(901)内设置有密封阀(902)，所述密封阀(902)上安装有泵体(903)，当所述密封阀(902)打开时，所述泵体(903)向所述空...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞建宏，李清海，庞守吉，代慧，
申请(专利权)人：青海煤炭地质一零五勘探队，
类型：新型
国别省市：