[发明专利]一种高真空双阀玻璃瓶水样中溶解气的提取装置及方法

说明书

本发明涉及一种高真空双阀玻璃瓶水样中溶解气的提取装置，该装置包括双阀玻璃瓶Ⅰ、双阀玻璃瓶Ⅱ、高真空系统和气体测量仪器。双阀玻璃瓶Ⅰ的下端通过高真空接头Ⅰ与高真空系统相连，其上端通过高真空接头Ⅱ与双阀玻璃瓶Ⅱ相连；双阀玻璃瓶Ⅰ的外侧设有加热片；双阀玻璃瓶Ⅱ的上端依次通过高真空接头Ⅲ、金属高真空阀与气体测量仪器相连；双阀玻璃瓶Ⅰ与双阀玻璃瓶Ⅱ上均设有锁紧装置。同时，本发明还公开了该装置的提取方法。本发明可实现高真空下脱出并收集双阀玻璃瓶水样中溶解的气体、分析水中溶解气体的化学和稳定同位素组成的目的，不但简单、方便、经济，而且脱气过程可视，脱出气体全部可用，测量结果更准确。

技术领域

本发明涉及气体地球化学领域中水中溶解气的制备和分析方法，尤其涉及一种高真空双阀玻璃瓶水样中溶解气的提取装置及方法。

背景技术

水溶气是一种重要的非常规天然气资源，在世界范围内资源量非常丰富。在天然气开采过程中，水溶气能成为气藏的补给气，对气藏的总储量和采收率都有贡献。天然气在水中的溶解度受温度、压力和地层水矿化度的影响，水中溶解气体的化学组成及其稳定同位素组成对于分析天然气在水中的溶解机理，研究天然气在地层水中的溶解度及水溶气对气藏储量和采收率的影响，具有现实意义。

对于含水油气藏，地层水中的水溶气含量不可忽视，尤其是高温高压气藏，降压开采过程中水溶气的释放将对气田开发指标包括天然气组分产生影响，水中溶解的腐蚀性气体(如硫化氢)对气藏开发方法需要评估。对于水驱天然气开发，水溶气对气田开发指标的影响也不可忽略。

水中溶解气体的研究还涉及地热流体成因，通过水中溶解气体化学组成及其稳定同位素组成可以判断地热水来自大气降水、沉积岩或地幔，获得地热水循环机理及热源等信息，对于地热资源勘探开发和综合利用具有重要意义。

页岩气开采过程中水力压裂及废水回注可能带来环境问题，识别潜在的地下水污染具有重要意义。页岩气开发对地下水潜在的污染主要有气体组分污染和溶解的金属或非金属化合物组分污染。地下水中溶解的甲烷和稀有气体的化学组成及其稳定同位素组成可用于判断甲烷气体的来源，分析不同来源物质所占的份额，也可以通过对页岩水和浅层地下水中溶解气体的地球化学特征的对比分析，研究溶解的金属或非金属化合物组分污染。

雨水和地表水对温室气体(如甲烷、二氧化碳和氧化亚氮)的吸收和排放的研究也是生态环境治理及改善研究的重要方面，对这些水中溶解的温室气体的浓度和稳定同位素组成分析，有助于追溯其来源并采取针对性的管理。

水中溶解气的分析方法较多，野外采集水样品并在室内脱气分析是一种重要的方式。为便于水样真空脱气，国内外常用金属(如紫铜)管或双阀玻璃取样管收集水样。金属(如紫铜)管收集水样操作较复杂，对室内真空脱气装置的要求也较高。双阀玻璃取样管收集水样和室内脱气装置简便，造价便宜，脱气过程可视。

以往的双阀玻璃瓶脱气采用胶管连接方式和低真空系统，存在脱气时间较长，脱气不完全和不能收集全部脱出气体用于分析研究等缺点，因真空度低产生的空气混染使测量结果可靠性降低，且磨口玻璃阀没有锁紧装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、方便、经济、测量准确的高真空双阀玻璃瓶水样中溶解气的提取装置。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供该高真空双阀玻璃瓶水样中溶解气的提取装置的提取方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种高真空双阀玻璃瓶水样中溶解气的提取装置，其特征在于：该装置包括双阀玻璃瓶Ⅰ、双阀玻璃瓶Ⅱ、高真空系统和气体测量仪器；所述双阀玻璃瓶Ⅰ的下端通过高真空接头Ⅰ与所述高真空系统相连，其上端通过高真空接头Ⅱ与所述双阀玻璃瓶Ⅱ相连；所述双阀玻璃瓶Ⅰ的外侧设有加热片；所述双阀玻璃瓶Ⅱ的上端依次通过高真空接头Ⅲ、金属高真空阀与所述气体测量仪器相连；所述双阀玻璃瓶Ⅰ与所述双阀玻璃瓶Ⅱ上均设有锁紧装置。