氣體取樣袋;(標準氣囊,市場上購買);
A5.4一淺層手動栗。
[0039]各子系統功能描述如下:淺層封隔器子系統的端口插入淺層鏈接子系統內鑲嵌,并通過螺釘鉚接牢固,形成一個外徑75mm,壁厚4.5mm的整體筒狀結構。地下流體進樣子系統和淺層土壤氣取樣子系統作為取樣核心部分置于該整體筒狀結構并埋入鉆孔中,其外側與地層直接接觸并接受流體經第一濾芯(1.5a)、第二濾芯(1.5b)過濾后緩慢滲入,并存儲在淺層鏈接子系統中的第一儲流容器和第二儲流容器(1.3a,1.3b)內。該整體筒狀結構,露出地表的井頭連接淺部地層地面取樣子系統。
[0040]所述的地下流體進樣子系統,其具體連接方式為第一驅動管1.la和第一出樣管1.2a穿過淺層第一上方封隔器A2.1,第一驅動管1.la、第一儲流容器1.3a、第一出樣管1.2a構成U形通道,第一濾芯1.5a通過第一液相單向閥1.4a與該U形通道聯通,構成對第一地層流體取樣的U形管結構。同理第二驅動管1.lb和第二出樣管1.2b穿過淺層第一上方封隔器A2.1、淺層第一下方封隔器A2.2、淺層第二上方封隔器A2.3,第二驅動管1.lb、第二儲流容器1.3b、第二出樣管1.2b構成U形通道,第二濾芯1.5b通過第二液相單向閥1.4b與該U形通道聯通,構成對第二地層流體取樣的U形管結構。
[0041]所述的淺層封隔器子系統,其功能為淺層第一上方封隔器A2.1和淺層第一下方封隔器A2.2隔斷第一取水層位的上下水力聯系,淺層第二上方封隔器A2.3隔斷第二取水層位的上部水力聯系,保證所取地下流體樣品來自地下指定深度的含水層。其中淺層第二下方封隔器A2.4作用還包括保護內部元件,圓錐形結構便于設備下井。
[0042]所述的淺層鏈接子系統,其功能為連接淺層地下流體進樣子系統和淺層封隔器子系統,并保護淺層地下流體進樣子系統的各元件,此處選用直徑75_的PVC-U排水管,最長4m—段。其中,淺層第二鏈接管A3.2和淺層第四鏈接管A3.4分別作為第一取水層位和第二取水層位深度,圓周均布數個直徑3mm的進水小孔,淺層第二鏈接管和淺層第四鏈接管的長度為0.5m,該鏈接管的體積依據地面實際取樣容積的2倍設計。淺層第一鏈接管A3.1和淺層第三鏈接管A3.3主要起鏈接作用,其長度由各取水層位的深度間距決定,如某工程分別對地下_12m、-20m分層取水,則淺層第一鏈接管長12m,淺層第二鏈接管長0.5m,淺層第三鏈接管長8m,淺層第四鏈接管長0.5m。
[0043]所述的淺層地面取樣子系統,其連接結構為:從井下通往地面連接著U形管淺層地下流體進樣子系統的導管均設置淺層第一球閥A4.4a、淺層第二球閥A4.4b、淺層第三球閥A4.4c、淺層第四球閥A4.4d。連接淺層第一儲流容器Al.3a的導管后端設置淺層第二球閥A4.4b和淺層第一取樣瓶A4.3a,該U形管的另一端導管連接淺層第一球閥A4.4a、淺層減壓閥A4.2、和淺層氮氣瓶A4.1。同理連接淺層第二儲流容器Al.3b的導管后端設置淺層第三球閥A4.4c和淺層第二取樣瓶A4.3b,該U形管的另一端導管連接淺層第四球閥A4.4d、淺層減壓閥A4.2、和淺層氮氣瓶A4.1 ;
所述的淺層土壤氣取樣子系統,其連接結構為導管由地面伸入井下指定深度,并依次連接淺層氣相單向閥A5.1和過濾器(若必要),該導管穿過井頭分別連接淺層氣動球閥A5.2,淺層氣體取樣袋A5.3和淺層手動栗A5.4。取氣操作時,打開淺層氣動球閥A5.2,通過淺層手動栗的A5.4的抽拉將地層中的土壤氣收集至淺層氣體取樣袋A5.3。而井下設置氣相單向閥的逆止功能保證井頭的空氣不會通過導管進入地層與土壤氣混合造成污染,保證所取氣體樣品精度與代表性。
[0044]實施例2:適用于中層地層200m級的U形管地下流體分層取樣裝置,
下面結合附圖對本發明進一步詳細說明:
地下流體進樣子系統,包括:
1.la—第一驅動管;1.lb—第二驅動管;(1/8不銹鋼管,世偉洛克);
1.2a—第一出樣管;1.2b—第二出樣管;(1/8不銹鋼管,世偉洛克);
1.3a—第一儲流容器;1.3b—第二儲流容器;(取決于單次取樣容量,如容積500ml);1.4a—第一液相單向閥;1.4b—第二液相單向閥;(接第一驅動管,流通介質為地下流體,僅由下至上導通,由上至下始終關閉);
1.5a—第一濾芯;1.5b—第二濾芯;(過濾的顆粒粒徑級別依現場土體顆粒粒徑分布山。選擇)。
[0045]中層封隔器子系統,包括:
B2.1 一中層注漿中繼容器,其中注入的化學漿液為遇水膨脹的化學高分子藥劑,可自行配置特殊性能的藥劑,如水凝膠,亦可直接使用市場成熟產品如遇水膨脹的聚氨酯;
B2.2a—中層第一注漿管,B2.2b—中層第二注漿管(可選用空壓軟管PU,直徑4mm-8mm);
B2.31a—中層第一上方噴漿堵頭;B2.32a-中層第一下方噴漿堵頭;B2.31b —中層第二上方噴漿堵頭;B2.32b—中層第二下方噴漿堵頭;(按實際需求加工定制。尼龍或PVC材質,外徑可選75mm);
中層第一上方噴漿堵頭、中層第二上方噴漿堵頭均為上方噴漿堵頭;中層第一下方噴漿堵頭、第二下方噴漿堵頭均為下方噴漿堵頭;
B2.4a—中層第一導液海綿;B2.4b—中層第二導液海綿;B2.4c—中層第三導液海綿;B2.4d—中層第四導液海綿;(使注漿小孔噴射的漿液沿圓周均布流出,并穩住漿液);
B2.5a—中層第一自力式分段壓力控制閥門;B2.5b—中層第二自力式分段壓力控制閥門(自力式分段壓力控制閥門可通過壓力進行通斷控制,當輸入端輸入壓力在自力式分段壓力控制閥門的通過壓力范圍內,則自力式分段壓力控制閥門的輸入端和輸出端導通,當輸入端的輸入壓力不在自力式分段壓力控制閥門的通過壓力范圍內,則自力式分段壓力控制閥門的輸入端和輸出端斷開導通)。
[0046]中層鏈接子系統(鏈接封隔器子系統并承重,側向固定地下流體進樣子系統),包括:
B3.la —中層第一實心連接桿;B3.lb—中層第二實心連接桿;(可選用柔性鋼纜、尼龍繩);
B3.2a—中層第一空心連接管;B3.2b—中層第二空心連接管;(鏈接固定上下注漿堵頭,外徑75mm的管材PVC-U)。
[0047]中層地面取樣子系統,包括:
B4.1 一中層氮氣瓶(便攜式氮氣瓶,容積8L);
B4.2 一中層減壓閥(控制壓力源出口端壓力,流通介質氮氣,壓力量程6MPa);
B4.3a—中層第一球閥;B4.3b—中層第二球閥;(塑料材質,氣動球閥HVFF-08);
B4.4a—中層第一取樣瓶;B4.4b—中層第二取樣瓶;(標準液相取樣瓶,市場上購買)。
[0048]中層土壤氣取樣子系統,包括:
B5.1 一中層氣相單向閥;
B5.2—中層氣動球閥(流通介質氮氣,HVFF-08);
B5.3—中層氣體取樣袋,(標準氣囊,市場上購買);
B5.4一中層手動栗,用于井口加載壓力或抽氣操作。
[0049]各子系統功能描述如下:地下流體進樣子系統分層放入指定地層深度,每套地下流體進樣子系統的上下設置中層封隔器子系統以便切斷地層之間的水力聯系。中層鏈接子系統在井下連接中層封隔器子系統、地下流體進樣子系統、中層土壤氣取樣子系統的井下部分。地下流體進樣子系統的外側與地層直接接觸,地層流體穿過第一濾芯1.5a或第二濾芯1.5b過濾后經第一液相單向閥1.4a、第二液相單向閥1.4b緩慢滲入,并存儲在地下流體進樣子系統中的儲流容器(1.3a,1.3b)內。露出地表的井頭連接中層地面取樣子系統。
[0050]所述的地下流體進樣子系統,其具體連接方式為第一驅動管1.la和第一出樣管1.2a穿過中層第一上方噴漿堵頭B2.31a到達第一取樣地層的指定深度,依次連接第一儲流容器1.3a、第一液相單向閥1.4a和第一濾芯1.5a,從而構成對第一地層流體取樣的結構。同理第二驅動管1.lb和第二出樣管1.2b穿過中層第一上方噴漿堵頭B2.31a、中層第一下方噴漿堵頭B2.32a和中層第二上方噴漿堵頭B2.31b、到達第二取樣地層的指定深度,依次連接第二儲流容器1.3b、第二液相單向閥1.4b和第二濾芯1.5b。
[0051]所述的中層封隔器子系統,包括中層注漿中繼容器B2.1、中層注漿管(B2.2a、B2.2b)、中層噴漿堵頭(B2.31a、B2.32a、Β2.31b、Β2.32b)、中層導液海綿(B2.4a ?Β2.4d)和中層自力式分段壓力控制閥門(B2.5a、B2.5b)。其功能在于:中層第一上方噴漿堵頭B2.31a和中層第一下方噴漿堵頭B2.32a隔斷第一取水層位的上下水力聯系,中層第二上方噴漿堵頭B2.31b和中層第二下方噴漿堵頭B2.32b隔斷第二取水層位的上部水力聯系,保證所取地下流體樣品來自地下指定深度的含水層。其中中層第二下方噴漿堵頭B2.32b作用還包括保護內部元件,圓錐形結構便于設備下井。其具體連接方式在于:地面通過手動栗加載中層注漿中繼容器B2.1里面的遇水膨脹化學漿液,通過中層第一注漿管B2.2a導入地層指定深度,中層第一注漿管B2.2a通過中層第一自力式分段壓力控制閥門B2.5a連接并控制中層第一上方噴漿堵頭B2.31a和中層第一下方噴漿堵頭B2.32a ;通過中層第二自力式分段壓力控制閥門B2.5b連接并控制中層第二上方噴漿堵頭B2.31b和中層第二下方噴漿堵頭B2.32b。遇水膨脹化學漿液通過中層第二注漿管B2.2b注入至中層第一上方噴漿堵頭B2.31a和中層第一下方噴漿堵頭B2.32a,附在中層第一上方噴漿堵頭B2.31a和中層第一下方噴漿堵頭B2.32a外側圓周上的中層第一導液海綿B2.4a和中層第二導液海綿B2.4b將化學漿液導流分散,使漿液沿圓周均勻流出,填滿管壁和井壁之間的間隙,遇水體積膨脹約3倍從而切斷該處地層上下的水力聯系。該注漿封隔方案優勢在于較已有技術(自膨脹式封隔器、液壓式封隔器)成本低廉、體積膨脹率大(300%-600%),井下密封適應性好,適用于地下埋深不超過200m的地層。中層第一自力式分段壓力控制閥門設定其啟動壓力(如0.5MPa)和封閉壓力(2MPa),中層第二自力式分段壓力控制閥門依實際地層壓力情況設定其啟動壓力(如2MPa)和封閉壓力(2.5MPa)。位于地面的手動栗改