[發明專利]電機驅動翻板閥式海底冷泉滲漏流量測量排水集氣系統

無效

• 申請號: 201110084333.3
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102207399A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 陳慶華;榮一轔;邸鵬飛;陳多福
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州地球化學研究所;四川海洋特種技術研究所
• 主分類號: G01F11/28
• 分類號: G01F11/28
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智;莫瑤江

技術領域

本發明涉及一種用于測量海底冷泉天然氣滲漏流量測量裝置的排水集氣系統，尤其是采用電機驅動翻板閥式的排水集氣系統。

背景技術

海底冷泉天然氣滲漏原位流量測量裝置是近幾年國外研究發展的一項新技術，國際上該領域的研究正在如火如荼的進行著。美國將深海技術作為本國海洋領域優先資助的高科技項目。1998年路易斯安那州立大學海岸研究所HarryRoberts教授已經設計制造出海底冷泉流體觀測裝置，成功地觀察了墨西哥灣Bush?Hill的天然氣滲漏系統。1999年由墨西哥灣天然氣水合物研究聯合會組織了15所高校，5個聯邦機構和數家私人公司，由密西西比大學牽頭，開展了海底天然氣水合物實時觀測系統的研究，對墨西哥灣Mississippi?Canyon?Block118進行了地球化學、微生物和地震觀測。與此同時，加州大學圣塔芭芭拉分校采用所設計的海底冷泉觀測裝置對水合物脊和墨西哥灣等全球典型的天然氣滲漏和天然氣水合物發育區進行了觀測。滲漏系統發育的水合物(滲漏型水合物)具有埋藏淺，易開采，價值高等特點。每年通過這種海底冷泉天然氣滲漏釋放到海洋水體及大氣中的甲烷的數量是非常驚人的，初步的估計為大于10Tg(1012g)每年。甲烷是強烈的溫室效應氣體，其溫室效應是相同質量二氧化碳的20倍以上，如此巨大數量的甲烷是全球氣候變化的一個重要的影響因子。因此，對海底冷泉天然氣滲漏速率在線原位探測具有重要的經濟價值和科學意義。目前，在國內關于海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量裝置的研究已經開展起來，中國科學院廣州地球化學研究所現已成功研制出一套海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量裝置，填補了我國在該領域的空白，但是該裝置由于材料、元器件等的限制，很難用于深海觀測。

發明內容

為了克服現有的海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量裝置不能用于深海觀測的不足，本發明提供一種電機驅動翻板閥式海底冷泉滲漏流量測量排水集氣系統，該排水集氣系統不僅能用于淺海海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量，而且能用于深海海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量。

為實現本發明目的，本發明采取了如下的技術方案：電機驅動翻板閥式海底冷泉滲漏流量測量排水集氣系統，包括氣體收集室，在氣體收集室的頂端設有翻板閥座，翻板閥座內設有與氣體收集室相通的閥口，所述翻板閥座的垂直截面呈直角坡形體，在翻板閥座的斜邊處設有閥板；包括有彈性連接件，彈性連接件的一端連接在翻板閥座的豎直邊上，另一端連接在閥板上；所述氣體收集室下部內側面上安裝有水銀液位開關，具有一端連接在氣體收集室下端內、另一端豎直設置的導桿，導桿上穿設有浮子，浮子設在氣體收集室中部；在氣體收集室外側面上連接有驅動電機，其輸出軸上連接牽引繩，牽引繩連接到閥板底端。

在翻板閥座的斜邊處還設有橡膠板，閥板設在橡膠板外側并與其硫化成一體。能保證可靠的密封性

在所述閥板下端上設有杠桿支撐點。

所述閥口的閥口角成30度夾角。采用30度夾角能保證如下兩點：1、在翻版打開過程中，不會發生與水平方向垂直的現象，就不會發出死角現象；2、由于翻版打開的原理利用的是杠桿原理，作用力一定時(空氣浮力)，能減小電機的功率。

海底冷泉天然氣滲漏原位流量的觀測可以通過測量冷泉天然氣充滿定量容積的次數來確定。向上滲漏的冷泉天然氣通過收集裝置進入到定量容積的氣體收集室中，氣體收集室中的海水被向下排除，當液面到達下部液位傳感器的位置時，控制系統打開與氣體收集室連通的閥門，氣體收集室中的氣體瞬間被排空，同時氣體收集室內海水液面上升，海水重新充滿氣體收集室，利用軍品級彈性橡筋的彈性拉力關閉閥門，開始下一次氣體收集。閥門打開一次，數據記錄儀記錄一次，同時也記錄閥門打開時的時間。通過獲得閥門打開的次數和打開時的時間，可以獲得總的天然氣流量值和總的平均流量值，而根據記錄的閥門打開的時間間隔，可以獲得閥門打開間隔內冷泉天然氣平均流量值。

本發明的有益效果是，克服了現有的海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量裝置不能用于深海觀測的不足，本發明能適應深海環境，不僅能用于淺海海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量，而且能用于深海海底冷泉天然氣滲漏原位流量在線測量。

附圖說明

圖1是本發明的縱剖面構造圖；

附圖標記說明：1.彈性連接件，2.翻板閥座，3.閥板，4.橡膠板，5.氣體收集室，6.浮子，7.水銀液位開關，8.驅動電機，9.牽引繩，10.導桿，11.閥口，12.杠杠支撐點，13.閥口角。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的內容做進一步詳細說明。

實施例：