[發(fā)明專利]一種含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811039975.X
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN108979632B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪明元;王勇;單治剛;孫淼軍;肖飛;黃林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司;中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): E21B49/08
• 分類號(hào): E21B49/08
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪

本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域中的巖土工程勘察領(lǐng)域，涉及一種含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置及方法，該采集裝置包括漏斗、軟管、隔膜泵、氣液分離容器、排漿閥、微型抽氣泵以及真空集氣袋；漏斗通過軟管與隔膜泵相連通；隔膜泵通過軟管與氣液分離容器相連通；氣液分離容器的頂部以及底部分別設(shè)置有微型抽氣泵以及排漿閥；微型抽氣泵與真空集氣袋相連通。本發(fā)明提供了一種基于地質(zhì)勘探鉆孔、不受含氣層埋置深度的限制以及采氣過程不易混入空氣或雜質(zhì)的含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置及方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程領(lǐng)域中的巖土工程勘察領(lǐng)域，涉及一種簡(jiǎn)易氣樣采集裝置及采集方法，尤其涉及一種含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置及方法。

背景技術(shù)

淺層氣泛指埋置于地表以下1500m以內(nèi)的淺層天然氣。富含淺層氣的地層稱為含氣層。含氣層普遍分布在沼澤濕地、河口、三角洲、湖泊和海床沉積物以及含油氣資源相對(duì)豐富的淺部地層中。土層中的氣體主要源于有機(jī)質(zhì)在厭氧菌作用下分解形成和生物成因氣和深部油氣、地幔氣以及巖漿造巖活動(dòng)中所產(chǎn)生并通過滲漏和擴(kuò)散作用后經(jīng)向上運(yùn)移被封閉于淺表地層中的氣體。淺層氣在我國(guó)的江浙沿海、長(zhǎng)江三角洲、柴達(dá)木盆地、松遼盆地、渤海灣盆地與南方滇黔粵桂地區(qū)的中小型盆地中均有不同程度賦存，其中，東南沿海、長(zhǎng)江中下游地區(qū)包括蘇、浙、滬、閩、粵、瓊、湘、鄂、贛等的淺層氣主要分布于沿海、沿江的第四系平原中。含氣地層對(duì)土木工程而言，屬于一種特殊的地質(zhì)災(zāi)害——淺層氣地質(zhì)災(zāi)害。我國(guó)著名的杭州灣跨海大橋在前期的工程勘察過程中就曾出現(xiàn)過淺層氣體噴發(fā)燃燒導(dǎo)致船損人傷的事故。隨著我國(guó)對(duì)地下空間開發(fā)的深入，越來越多的工程遭遇到了地下淺層氣，淺層氣災(zāi)害地質(zhì)問題愈發(fā)突出。對(duì)于工程而言，當(dāng)遭遇含氣地層時(shí)，首先需要查明地下有害氣體的主要賦存層位、氣層分布面積和厚度，同時(shí)也需要搞清氣體的主要類型、成分、產(chǎn)氣階段和年代等信息，用于推斷所建工程場(chǎng)地內(nèi)含氣地層的賦存狀態(tài)、氣源和聚氣過程，以及評(píng)估對(duì)工程的可能危害程度。這就需要在勘察工作中，對(duì)含氣地層中賦存的氣體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位采樣，然后帶入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行氣樣化驗(yàn)分析。因此，所采集氣體樣品的質(zhì)量直接影響著測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響對(duì)工程的合理判斷。

目前，現(xiàn)場(chǎng)勘察中對(duì)含氣地層中的氣體樣品采集，多依賴于原位靜力觸探或石油天然氣部門的專業(yè)采樣器。原位靜力觸探的方法是將觸探桿壓入含氣層內(nèi)，氣體通過中空的觸探桿溢出地表，在靜力觸探桿的出口端安裝氣體采樣袋或采樣瓶進(jìn)行氣樣采集。由于含氣地層往往水氣同產(chǎn)，噴出靜力觸探桿的也往往是水、氣、土顆粒一起噴出，嚴(yán)重干擾出口端采集的氣體的純度；同時(shí)，靜力觸探桿密封性較差，且在含氣層中氣體噴出地面之前，桿內(nèi)已混入較多的空氣，導(dǎo)致在出口端所采集的氣體樣品因混入空氣而不具備代表性，不能真實(shí)反映原始地層中的氣體成分，從而導(dǎo)致不準(zhǔn)確的氣樣化驗(yàn)分析結(jié)果。此外，對(duì)于埋深相對(duì)較深或有較硬上覆封蓋層的含氣地層，靜力觸探很難壓入并抵達(dá)目標(biāo)層位進(jìn)行采氣。另一方面，石油天然氣部門的專業(yè)采樣器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高昂，巖土工程勘察單位一般都不具備這些專業(yè)采樣裝備。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于地質(zhì)勘探鉆孔、不受含氣層埋置深度的限制以及采氣過程不易混入空氣或雜質(zhì)的含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置，其特征在于：所述含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置包括漏斗、軟管、隔膜泵、氣液分離容器、排漿閥、微型抽氣泵以及真空集氣袋；所述漏斗通過軟管與隔膜泵相連通；所述隔膜泵通過軟管與氣液分離容器相連通；所述氣液分離容器的頂部以及底部分別設(shè)置有微型抽氣泵以及排漿閥；所述微型抽氣泵與真空集氣袋相連通。

上述含淺層氣地層的勘探孔內(nèi)簡(jiǎn)易氣樣采集裝置還包括配重；所述配重是中空的柱狀結(jié)構(gòu)、中空的錐狀結(jié)構(gòu)、實(shí)心的塊狀結(jié)構(gòu)或?qū)嵭牡谋P狀結(jié)構(gòu)；所述配重是中空的柱狀結(jié)構(gòu)或中空的錐狀結(jié)構(gòu)時(shí)，所述配重套裝在漏斗上；所述配重是實(shí)心的塊狀結(jié)構(gòu)或?qū)嵭牡谋P狀結(jié)構(gòu)時(shí)，所述配重設(shè)置在漏斗上。