[發明專利]一種沉積物孔隙水采樣系統及其采樣器

有效

• 申請號: 202110016698.6
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112834281B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 陳家旺;郭進;王熒;方玉平;鄧義楠;陳道華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 孫玲

本發明公開一種沉積物孔隙水采樣器，包括采樣組件、孔隙水容置組件、固定框架和限位組件，采樣組件中的取樣導管能夠插入沉積物中，在負壓作用下，孔隙水由滲孔經由取樣導管進入柱塞缸的內腔中，孔隙水充滿柱塞缸的內腔時，第一活塞下行，孔隙水在壓力作用下經由連通通道進入容置腔內，容置腔儲水完成后，孔隙水容置組件向上運動，孔隙水容置組件與柱塞缸產生相對滑動，直至孔隙水容置組件與柱塞缸脫離，更換孔隙水容置組件后可進行新一輪的孔隙水取樣，以實現對一點處沉積物孔隙水長期數據流的獲取；且避免了往復進入對沉積物造成擾動，提高了樣本采集純度。本發明還提供一種沉積物孔隙水采樣系統，包括浮標、電纜和上述采樣器。

技術領域

本發明涉及孔隙水采樣設備及其周邊配套設施技術領域，特別是涉及一種沉積物孔隙水采樣系統及其采樣器。

背景技術

在天然氣水合物成藏區，由于地下環境中普遍存在壓力、溫度、濃度和組分上的差異，烴類物質將從深部動態運移至表層，使得淺表層沉積物、孔隙水和底層水等介質中的地球化學特征發生變化，形成地球化學異常。其中海水-沉積物界面的甲烷滲漏、pH值、氧化還原電位和各種化學組成變化是天然氣水合物勘探和海洋環境變化的重要依據，但相關的保真取樣、測試技術和地質環境系統演化研究相對薄弱。深海沉積物孔隙水原位氣密采樣器的研制與開發是“十一五”863海洋高新技術重大項目“天然氣水合物勘探開發關鍵技術”中“流體地球化學現場快速探測技術”研究項目的一個重要部分。海底沉積物孔隙水的原位采集及現場分析技術，可快速探測孔隙水中CH₄、H₂S等氣體和Cl^-、等離子的異常及其分布特征，為天然氣水合物探查提供快速、高效的地球化學證據，同時，孔隙水原位采集技術還可廣泛應用于海洋油氣和海洋環境調查中。

現有技術中，沉積物孔隙水采樣器在完成一次采樣后，需要將采樣機構拔出，再次采樣時重新進入沉積物，無法進行同一點處的長期多次采樣，采樣效率較低；且再次進入沉積物時，會對沉積物造成擾動，降低采集樣本的純度。

因此，如何改變現有技術中，沉積物孔隙水采樣器無法進行同一點處長期多次采樣以及采樣純度較低的現狀，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種沉積物孔隙水采樣系統及其采樣器，以解決上述現有技術存在的問題，使采樣器能夠獲取一點處孔隙水的長期數據流，并提高采集樣本的純度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：本發明提供一種沉積物孔隙水采樣器，包括：

采樣組件，所述采樣組件包括第一驅動元件、第一活塞、柱塞缸、取樣導管，所述第一活塞可滑動地設置于所述柱塞缸內，所述第一驅動元件與所述第一活塞傳動相連，所述第一驅動元件能夠帶動所述第一活塞往復運動，所述取樣導管設置于所述柱塞缸的底部，所述取樣導管與所述柱塞缸的內腔相連通，所述取樣導管與所述柱塞缸之間設置單向閥，所述取樣導管位于所述第一活塞的底部，所述取樣導管具有滲孔，所述柱塞缸具有連通通道；

孔隙水容置組件，所述孔隙水容置組件可滑動地套裝于所述柱塞缸的外部，所述孔隙水容置組件具有若干個容置腔，所述容置腔內設置有第二活塞，所述第二活塞可滑動地設置于所述容置腔內，所述容置腔能夠與所述連通通道相連通，所述第二活塞位于所述連通通道的頂部，所述容置腔的頂部具有連通孔，所述連通孔與外部環境相連通，所述連通孔位于所述第二活塞的頂部；

固定框架，所述柱塞缸與所述固定框架相連，所述柱塞缸的一端穿過所述固定框架，所述取樣導管位于所述固定框架的底部；

限位組件，所述限位組件包括壓塊和滑動桿，所述滑動桿可滑動地與所述固定框架相連，所述壓塊與所述滑動桿相連，所述壓塊與所述孔隙水容置組件相抵接，所述壓塊與所述固定框架之間設置彈性件，所述滑動桿與所述固定框架的相對滑動距離較所述孔隙水容置組件與所述柱塞缸的相對滑動距離大。

優選地，所述孔隙水容置組件具有多個所述容置腔，多個所述容置腔繞所述柱塞缸周狀均布。