[實用新型]一種淺層地下二氧化碳氣體濃度監測系統

有效

• 申請號: 201520954436.4
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN205353041U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 李旭峰;胡麗莎;郝文杰;張森琦;刁玉杰;張成龍;張徽;張超;李康
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局水文地質環境地質調查中心
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

技術領域

本實用新型涉及一種監測系統，特別是關于一種淺層地下二氧化碳氣體濃度監測系統。

背景技術

二氧化碳捕集和封存(carbondioxidecaptureandstorage，CCS)是應對氣候變化的重要策略之一，是履行低碳經濟政策的重要內容。通過CCS技術有望降低大氣CO₂等溫室氣體濃度的增長速率，達到減緩全球氣候變暖之目的。全球及我國二氧化碳地質儲存技術已達到工業規模實施的水平，證明二氧化碳地質儲存在應對全球氣候變化上的技術可行性。

盡管二氧化碳地質儲存是二氧化碳減排的有效措施之一，但工業規模水平的CO₂地質封存項目，會將大量超臨界狀態的CO₂注入地下，這些CO₂會不斷發生大面積遷移，因而環境風險在很大范圍都存在。二氧化碳地質儲存安全性是廣泛關注的問題，一旦泄漏，必將引起嚴重的生態災難。要保障儲存工程的安全，則須對工程區的二氧化碳濃度進行監測，在此基礎上建立二氧化碳泄漏的預警系統。地下二氧化碳氣體濃度監測在農業、環保、采礦、地震等領域中已得到廣泛應用，但傳統的地下二氧化碳氣體濃度監測技術以地表離線監測為主，由于地下二氧化碳排放主要來自地下的各種生物地球化學作用過程，存在多種來源，且受季節、氣象、植被、微生物、人類活動等因素影響顯著，地表監測難以識別二氧化碳來源。為了識別不同來源二氧化碳，特別是能夠捕捉二氧化碳地質儲存工程中注入二氧化碳的溢出信號，增加監測的科學性和可信度，迫切需要開展地下相關生物地球化學作用過程產生二氧化碳的機理及其影響因素研究，開發一套基于鉆孔的多深度多信息實時在線淺層地下二氧化碳氣體濃度自動監測系統。

發明內容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種淺層地下二氧化碳氣體濃度監測系統，實現地表、地下聯合監測，實時在線淺層自動監測野外地下二氧化碳氣體濃度，為快速、準確判斷深源二氧化碳濃度提供依據。

為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案：一種淺層地下二氧化碳氣體濃度監測系統，其特征在于：它包括地下氣體采集單元、氣體循環管路、氣體濃度實時在線檢測單元、泵、數據采集單元、土壤溫度含水率監測單元和太陽能供電單元；所述地下氣體采集單元、土壤溫度含水率監測單元設置在地下，其余部件設置在地上；所述地下氣體采集單元設置在所述氣體循環管路入口端，所述氣體循環管路出口端與所述氣體濃度實時在線檢測單元連接，并在所述氣體循環管路出口端上設置有所述泵，所述地下氣體采集單元和泵的控制端均電連接至所述數據采集單元；所述土壤溫度含水率監測單元將采集到的土壤溫度、含水率信息傳輸至所述數據采集單元中；所述數據采集單元與現有控制設備連接，將采集到的數據信息傳輸至所述現有控制設備；所述太陽能供電單元為上述各部件供電。

優選地，所述地下氣體采集單元至少采用兩個以上，所述土壤溫度含水率監測單元也至少采用兩個以上，且各所述地下氣體采集單元、各所述土壤溫度含水率監測單元均呈階梯狀設置在地下。

優選地，所述數據采集單元與所述現有控制設備之間的連接采用有線連接或無線連接，或采用以上兩種連接方式的組合形式。

優選地，所述氣體濃度實時在線檢測單元包括氣體處理單元和氣體濃度檢測單元，樣氣經所述泵傳輸至所述氣體處理單元內處理后，經另一所述泵傳輸至所述氣體濃度檢測單元中，由所述氣體濃度檢測單元檢測處理后樣氣的氣體濃度信息并傳輸至所述數據采集單元；檢測后的樣氣經所述氣體循環管路排空至地下。

優選地，所述氣體濃度檢測單元由甲烷濃度檢測儀和二氧化碳濃度檢測儀構成。

由于本實用新型采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本實用新型由于采用數據采集單元、氣體濃度實時在線檢測單元、地下氣體采集單元和土壤溫度含水率監測單元構成的監測系統，所測定的樣點為多個，地下氣體采集單元和土壤溫度含水率監測單元設置在地下，其余部件設置在地上，實現了地表、地下聯合實時在線淺層自動監測。2、本實用新型由于數據采集單元與現有控制設備采用有線連接方式或無線連接方式或以上兩者的結合方式，對氣體濃度實時在線檢測單元、地下氣體采集單元和土壤溫度含水率監測單元進行采樣控制，因此，能實現在線的、原位的不間斷自動監測。3、本實用新型由于采樣點較多，因此能實現多濃度范圍的檢測，最大濃度為100.00％，最小濃度為0.1ppm。本實用新型可以廣泛應用于二氧化碳提高石油、天然氣采收率，頁巖氣勘探開發、含瓦斯礦山環境整治監測等領域。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖；