[发明专利]仿生井下烃类气体随钻检测装置

说明书

仿生井下烃类气体随钻检测装置属机械工程技术领域，本发明检测室组中四个检测室的下端分别经气阀组的四个气阀与吸附室的四个上孔连接；吸附室下孔经气阀与减压储气室上孔连接；减压储气室下孔经减压阀与气液分离室上孔连接；检测室中导气管设于主体Ⅰ下部外侧壁；惰性气体阀置于主体Ⅰ与导气管连接处；主体Ⅰ中自上而下顺序固接上扰动结构组、传感器阵列、下扰动结构组；吸附室中二吸附块对称固接于主体Ⅱ内壁两侧；减压储气室中二排气管对称设于主体Ⅲ上部侧壁，二气阀分别置于主体Ⅲ与二排气管连接处；气液分离室中气液分离网置于分离隔板和分离室底板之间；本发明可实现多模态融合检测，检测精度和检测效率高，结构简单，易于实施和推广。

技术领域

本发明属机械工程技术领域，具体涉及一种仿生井下烃类气体随钻检测装置。

背景技术

目前，随着煤、石油等化石燃料由于大量使用而日渐枯竭，天然气水合物由于其可观的储量日益受到重视，而气体检测技术在其开采中起到重要作用。

现阶段，井下气体随钻检测由于其即时、准确、快速等优点得到了广泛的关注，但仍存在较多问题限制其发展，其中最主要的问题集中在样本气减压释放和剧变高压环境对检测精度的干扰上。

从仿生学角度出发，通过以自然界中现有生物为原型，提取相关有价值的信息，从而仿照其结构或原理并将其运用到工程技术上，为上述问题的解决，提供了一种新的途径。自然界中蜥蜴为适应生存环境进化出适于其感知外界信息的最优嗅觉器官包括舌头、犁鼻器等和嗅觉方式包括变压吸附、传递、感知，其整个收集、递送、检测外界气味分子的方式使其具有高效、灵敏、快速的特性，而其采用的基于变压吸附式嗅觉的多模态融合检测方式进行的复杂环境中的目标识别，为上述问题的解决提供了仿生参考。

发明内容

自然界中蜥蜴在对外界气味分子识别时，其嗅觉器官内气体流场的变化促进了气体分子的吸附，而其犁鼻器官内的多种嗅觉神经，可实现对气味分子进行多种形式的检测。

本发明以蜥蜴的基于变压吸附式嗅觉特性的多模态融合检测方式为借鉴，以其变压吸附及多模态融合检测两个方面为主要参考对象，目的是提供一种仿蜥蜴嗅觉特性的井下烃类气体随钻检测装置。

本发明由检测室组A、气阀组B、吸附室C、减压储气室D、气液分离室E、气阀Ⅴ1和减压阀2组成，其中：检测室组A中检测室Ⅰ3的下端经气阀组B的气阀Ⅰ19与吸附室C的上孔Ⅰ29连接；检测室组A中检测室Ⅱ4的下端经气阀组B的气阀Ⅱ20与吸附室C的上孔Ⅱ24连接；检测室组A中检测室Ⅲ5的下端经气阀组B的气阀Ⅲ21与吸附室C的上孔Ⅲ30连接；检测室组A中检测室Ⅳ6的下端经气阀组B的气阀Ⅳ22与吸附室C的上孔Ⅳ23连接；吸附室C的下孔Ⅰ26经气阀Ⅴ1与减压储气室D的上孔Ⅴ31连接；减压储气室D的下孔Ⅱ35经减压阀2与气液分离室E的上孔Ⅵ38连接。

所述的检测室组A包括检测室Ⅰ3、检测室Ⅱ4、检测室Ⅲ5、检测室Ⅳ6，其中检测室Ⅰ3、检测室Ⅱ4、检测室Ⅲ5和检测室Ⅳ6的结构完全相同，均包括主体Ⅰ7、上扰动结构组8、传感器阵列9、下扰动结构组10、导气管11和惰性气体阀12，主体Ⅰ7为圆筒状，导气管11设于主体Ⅰ7的下部外侧壁；惰性气体阀12置于主体Ⅰ7与导气管11的连接处；主体Ⅰ7的上口至与导气管11的连接处之间、自上而下顺序固接上扰动结构组8、传感器阵列9、下扰动结构组10；上扰动结构组8由对称布置的扰动结构Ⅰ13和扰动结构Ⅱ14组成、传感器阵列9由对称布置的传感器Ⅰ15和传感器Ⅱ16组成、下扰动结构组10由对称布置的扰动结构Ⅲ17和扰动结构Ⅳ18组成。

所述的气阀组B由气阀Ⅰ19、气阀Ⅱ20、气阀Ⅲ21和气阀Ⅳ22组成，且呈正方形排列。

所述的吸附室C由上孔Ⅳ23、上孔Ⅱ24、吸附块Ⅰ25、下孔Ⅰ26、吸附块Ⅱ27、主体Ⅱ28、上孔Ⅰ29和上孔Ⅲ30组成，其中主体Ⅱ28为圆筒状，上孔Ⅰ29、上孔Ⅱ24、上孔Ⅲ30、上孔Ⅳ23设于主体Ⅱ28顶部，下孔Ⅰ26设于主体Ⅱ28底部，吸附块Ⅰ25和吸附块Ⅱ27对称固接于主体Ⅱ28内壁两侧。