[发明专利]一种内外管滑动式排放装置及水域有控释放浅层有害气体的设备与施工方法

权利要求书

1.一种内外管滑动式排放装置，其特征在于，包括勘察放气管和外接套管(5)；所述勘察放气管包括勘察管(4)和放气管(34)，所述放气管(34)上具有放气孔，所述放气管(34)可伸缩地嵌套入所述外接套管(5)中，所述勘察管(4)固定在所述放气管(34)的下端，所述勘察管(4)下端安装有钻头(2)，当内外管滑动式排放装置下钻时，外接套管(5)和勘察管(4)闭合，放气管(34)上的放气孔封闭，阻挡水流渗入管内；当勘察到原位浅层气时，外接套管(5)上拔，滑动至放气管(34)的气孔开放，浅层气放出。

2.根据权利要求1所述的内外管滑动式排放装置，其特征在于，所述放气孔为阵列布置的菱形放气孔(33)。

3.根据权利要求1所述的内外管滑动式排放装置，其特征在于，所述勘察管(4)包括钻头(2)、甲烷浓度传感器(27)、应变片(28)、孔压传感器(29)、透水石(30)、摩擦套(31)和密封垫圈套(32)，所述透水石(30)的下端连接在钻头(2)上方，透水石(30)内部空心且装有甲烷浓度传感器(27)，透水石(30)上端连接密封垫圈(32)，所述摩擦套(31)的底端与密封垫圈(32)相连且封闭，摩擦套(31)内部设有用于测量下压过程中孔隙水压力的孔压传感器(29)和用于测量土体侧壁摩擦力的应变片(28)。

4.根据权利要求1所述的内外管滑动式排放装置，其特征在于，还包括信号传输装置，所述信号传输装置包括信号发射器(14)和信号接收装置(16)，所述甲烷浓度传感器(27)、孔压传感器(29)和应变片(28)均与信号发射器(14)相连，信号发射器(14)和信号接收装置(16)进行数据传输。

5.一种水域有控释放浅层有害气体的设备，其特征在于，包括：

一权利要求3所述的内外管滑动式排放装置；

一连接所述内外管滑动式排放装置并给提供压入力的液压加载装置；

一连接所述内外管滑动式排放装置并且对气体释放速率进行控制的有控放气装置；以及

一连接所述有控放气装置并用来处理有害气体的气体燃烧装置。

6.根据权利要求5所述的一种水域有控释放浅层有害气体的设备，其特征在于，所述的液压加载装置包括反力锚(6)、浮漂(7)、架子(8)、滑轮(9)、加载器(10)和控制器(12)，所述浮漂(7)连接架子(8)下方，用于给装置提供浮力，架子(8)用于作为支撑，架子(8)两端连接反力锚(6)并用于插入地底为装置提供反力，滑轮(9)连接在加载器(10)下端同时安装在架子(8)上，加载器(10)上端固定外接套管(5)，用于为内外管滑动式排放装置提供竖直向下的力，控制器(12)用于控制加载器(10)。

7.根据权利要求5所述的一种水域有控释放浅层有害气体的设备，其特征在于，所述有控放气装置包括空气压缩机(17)、汽水泥分离器(18)和气流控制阀门(23)，所述空气压缩机(18)的出口通过阀门与所述外接套管(5)相连通，所述汽水泥分离器(18)的入口通过阀门与所述外接套管(5)相连通，汽水泥分离器(18)的气体出口连接气流控制阀门(23)。

8.根据权利要求6所述的一种水域有控释放浅层有害气体的设备，其特征在于，所述气体燃烧装置包括箱体、进气管(38)、电池(39)、开关(25)、电磁阀(40)、点火器(41)、燃烧室(42)，所述进气管(38)的入口与有控放气装置的气体出口相连，另一端伸入到燃烧室(42)内，点火器(41)连接到燃烧室(42)，所述电池(39)通过电线连接电磁阀(40)与点火器(41)，开关(25)安装在箱体外侧用于控制电磁阀打开点火器。

9.一种应用于权利要求5所述的水域有控释放浅层有害气体的设备的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将滑动式探杆压入水面及土层以下预定深度，压入过程中实时监测甲烷浓度、侧壁摩擦力及孔隙水压力；

(2)根据甲烷浓度、侧壁摩擦力及孔隙水压力识别并确定含气砂质透镜体，并且当内部的甲烷浓度超过设定阈值时，判断该深度含有浅层气；

(3)上拔外接套管，使气孔暴露在土层中，接着进行放气，并经过汽水泥分离器和燃烧设备燃烧；

(4)当气体释放缓慢时，连接空气压缩机，向杆内注入气体，使气体从孔内彻底释放出来。