[发明专利]一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置及方法

说明书

本发明属于土木工程领域中的岩土工程勘察领域，涉及一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置及方法，该采集装置包括漏斗、软管、隔膜泵、气液分离容器、排浆阀、微型抽气泵以及真空集气袋；漏斗通过软管与隔膜泵相连通；隔膜泵通过软管与气液分离容器相连通；气液分离容器的顶部以及底部分别设置有微型抽气泵以及排浆阀；微型抽气泵与真空集气袋相连通。本发明提供了一种基于地质勘探钻孔、不受含气层埋置深度的限制以及采气过程不易混入空气或杂质的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置及方法。

技术领域

本发明属于土木工程领域中的岩土工程勘察领域，涉及一种简易气样采集装置及采集方法，尤其涉及一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置及方法。

背景技术

浅层气泛指埋置于地表以下1500m以内的浅层天然气。富含浅层气的地层称为含气层。含气层普遍分布在沼泽湿地、河口、三角洲、湖泊和海床沉积物以及含油气资源相对丰富的浅部地层中。土层中的气体主要源于有机质在厌氧菌作用下分解形成和生物成因气和深部油气、地幔气以及岩浆造岩活动中所产生并通过渗漏和扩散作用后经向上运移被封闭于浅表地层中的气体。浅层气在我国的江浙沿海、长江三角洲、柴达木盆地、松辽盆地、渤海湾盆地与南方滇黔粤桂地区的中小型盆地中均有不同程度赋存，其中，东南沿海、长江中下游地区包括苏、浙、沪、闽、粤、琼、湘、鄂、赣等的浅层气主要分布于沿海、沿江的第四系平原中。含气地层对土木工程而言，属于一种特殊的地质灾害——浅层气地质灾害。我国著名的杭州湾跨海大桥在前期的工程勘察过程中就曾出现过浅层气体喷发燃烧导致船损人伤的事故。随着我国对地下空间开发的深入，越来越多的工程遭遇到了地下浅层气，浅层气灾害地质问题愈发突出。对于工程而言，当遭遇含气地层时，首先需要查明地下有害气体的主要赋存层位、气层分布面积和厚度，同时也需要搞清气体的主要类型、成分、产气阶段和年代等信息，用于推断所建工程场地内含气地层的赋存状态、气源和聚气过程，以及评估对工程的可能危害程度。这就需要在勘察工作中，对含气地层中赋存的气体进行现场原位采样，然后带入实验室内进行气样化验分析。因此，所采集气体样品的质量直接影响着测试结果的准确性，进而影响对工程的合理判断。

目前，现场勘察中对含气地层中的气体样品采集，多依赖于原位静力触探或石油天然气部门的专业采样器。原位静力触探的方法是将触探杆压入含气层内，气体通过中空的触探杆溢出地表，在静力触探杆的出口端安装气体采样袋或采样瓶进行气样采集。由于含气地层往往水气同产，喷出静力触探杆的也往往是水、气、土颗粒一起喷出，严重干扰出口端采集的气体的纯度；同时，静力触探杆密封性较差，且在含气层中气体喷出地面之前，杆内已混入较多的空气，导致在出口端所采集的气体样品因混入空气而不具备代表性，不能真实反映原始地层中的气体成分，从而导致不准确的气样化验分析结果。此外，对于埋深相对较深或有较硬上覆封盖层的含气地层，静力触探很难压入并抵达目标层位进行采气。另一方面，石油天然气部门的专业采样器结构复杂、价格高昂，岩土工程勘察单位一般都不具备这些专业采样装备。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于地质勘探钻孔、不受含气层埋置深度的限制以及采气过程不易混入空气或杂质的含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置，其特征在于：所述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置包括漏斗、软管、隔膜泵、气液分离容器、排浆阀、微型抽气泵以及真空集气袋；所述漏斗通过软管与隔膜泵相连通；所述隔膜泵通过软管与气液分离容器相连通；所述气液分离容器的顶部以及底部分别设置有微型抽气泵以及排浆阀；所述微型抽气泵与真空集气袋相连通。

上述含浅层气地层的勘探孔内简易气样采集装置还包括配重；所述配重是中空的柱状结构、中空的锥状结构、实心的块状结构或实心的盘状结构；所述配重是中空的柱状结构或中空的锥状结构时，所述配重套装在漏斗上；所述配重是实心的块状结构或实心的盘状结构时，所述配重设置在漏斗上。