CN102305729A - 负压抽提式原位气密采水技术 - Google Patents

负压抽提式原位气密采水技术 Download PDF

Info

Publication number
CN102305729A
CN102305729A CN201110205666A CN201110205666A CN102305729A CN 102305729 A CN102305729 A CN 102305729A CN 201110205666 A CN201110205666 A CN 201110205666A CN 201110205666 A CN201110205666 A CN 201110205666A CN 102305729 A CN102305729 A CN 102305729A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
reservoir chamber
pressure
negative pressure
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201110205666A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102305729B (zh
Inventor
吴宣志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Mineral Resources of Chinese Academy of Geological Sciences
Original Assignee
Institute of Mineral Resources of Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Mineral Resources of Chinese Academy of Geological Sciences filed Critical Institute of Mineral Resources of Chinese Academy of Geological Sciences
Priority to CN2011102056667A priority Critical patent/CN102305729B/zh
Publication of CN102305729A publication Critical patent/CN102305729A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102305729B publication Critical patent/CN102305729B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

负压抽提式原位气密采水技术涉及一种用于在原地直接采集底层水或沉积物孔隙水并气密回收的采水技术，属于物质或物体的探测领域。该技术包含一个抽提式采水瓶和一套压力源，利用常压相对于水底水层的静压力形成的负压，驱动采水瓶的储水室底端的活塞向上运动，抽提进水口处的水进入储水室。采水结束将采样瓶上提回收，采水瓶的缓冲室保持储水室水样与外部压力的平衡并保存因压力下降而可能释放出来的气体。用本技术采集的水样化学性质保存完好。而采用负压抽提原理采水，比使用电磁阀的方案设备制造难度和成本降低，耐用性，经济性提高。本发明可应用于海底资源调查与水下环境监测等领域。

Description

负压抽提式原位气密采水技术
所属技术领域
本发明涉及水下环境与资源探测的流体原位采集技术，属于物质或物体的探测领域，专利分类号G01V。 
背景技术
水下环境与资源探测常常需要对各种气、水异常及其派生的地球化学标志进行探查。特别是底层水和海底浅表沉积物的孔隙水中保留大量有用的海底地球化学信息，因而成为探测的重要对象。发展实用的采集底层水和空隙水的技术十分必要。 
目前国内外多是先用采样器将沉积物采集到考察船上再在甲板抽取或压榨出孔隙水。用采样器采集沉积物到甲板，由于温压条件剧烈变化，可能发生溶解在沉积物孔隙水中的气体逃逸等物理化学变化，再采集孔隙水进行水溶气等测试，结果就不真实了，因此，有必要开发沉积物孔隙水原位气密采集的技术。已经有使用电磁阀控制的原位采水设备，要求电磁阀必须耐高压同时保真空且铁心抗海水腐蚀，技术难度大，阀门体积不易缩小，设备的耐用性，经济性亟待提高。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种运用负压抽提原理在原地直接采集底层水或沉积物孔隙水，气密保存提升到考察船的采水技术。 
本发明的技术方案是：在一个气密采集瓶壳体内有一个储水室，在进水口与储水室之间安装一个单向水阀、进水口前可加微孔过滤芯，储水室底端是一个抽提活塞，其侧旁壳体开一出水口，储水室上端壁上开一个外压引入口，储水室之上为缓冲室，两者通过活塞隔开，缓冲室上部侧旁壳体开孔与外部相通，壳体最上端为堵头。一个外接压力源由水箱和负压源组成，水箱灌满清水，可对外开放即压力等于环境压力，或再加低水压；负压源灌满空气或抽真空。采水瓶外压引入口通过一个三位三通阀选择接入水箱或负压源，或关闭。 
采样瓶在下水采样前，储水室活塞在底部，缓冲室和储水室均与外部连通。到达采样位置后采水瓶外压引入口接入负压源，活塞在负压驱动下向上运动，抽提进水口处的水透过过滤芯，顶开单向水阀进入储水室，直到活塞到达储水室顶端，受到缓冲室底部活塞阻挡，采水过程结束。此时操纵三位三通阀，先将采水瓶外压引入口接通水箱，再关闭外压引入口，储水室内压等于采水深度静水压强。将采样瓶上提回收，随着水深减小，缓冲室上部压力随外部压力降低，储水室中压力较高的水推动缓冲室底部的活塞 上移，保持与外部压力的平衡。孔隙水样品中的水溶气因压力下降而可能释放出来的气体，也得以保存。 
本发明由于采用的上述原位气密采集技术，保证了采集到底层水或沉积物孔隙水以及溶解在其中的气体，在上提到甲板的过程中不会因为温压条件改变而损失。比用采样器将沉积物采到甲板再抽取孔隙水的传统方法，样品化学性质保存完好。而采用负压抽提原理采水，免除了现有的使用电磁阀控制原位采水设备中电磁阀必须耐高压同时保真空的特殊要求以及铁心抗海水腐蚀，阀门体积不易缩小等技术难题，从而降低了设备制造难度和成本，提高了设备的耐用性，经济性。 
附图说明
图1是本发明的负压抽提式原位气密采水技术原理图，其左表示负压抽提式原位气密采水瓶的结构，其右表示压力源连接流程。图中M-壳体，A-过滤层，B-单向阀，C-活塞，D-储水室，E-外压引入口，F-缓冲室，G-堵头，H-出水口，K-三位三通阀，P-压力源，P1-水箱，P2-负压源 
具体实施方式
以下结合附图对本发明的采水过程进行详细说明。 
图左是本发明的负压抽提式原位气密采水瓶的结构图，在一个气密采集瓶壳体M内有一个储水室D，在进水口与储水室之间安装一个单向水阀B、进水口前可加微孔过滤芯A，储水室底端是一个抽提活塞C，其侧旁壳体开一出水口H，储水室上端壁上开一个外压引入口E，储水室之上为缓冲室F，与储水室通过活塞分隔，缓冲室上部侧旁壳体开孔与外部相通，壳体最上端为堵头G。 
图右是本发明的压力源连接流程图，一个外接压力源P由水箱P1和负压源P2组成，P1灌满清水，可对外开放即压力等于环境压力，或可附加低水压如自来水压力0.3MPa左右；P2灌满空气或抽真空。采水瓶外压引入口E通过一个三位三通阀K选择接入压力源P1或P2，或关闭。 
采样瓶在甲板，首先打开出水口H，将外压引入口E接通水箱P1，P1接入自来水将活塞推到储水室底部，封闭H，撤销自来水压力令P1对外连通。设备然后下水，缓冲室F和储水室D均与外部连通。到达采样位置后采水瓶外压引入口E接入负压源P2，活塞在负压驱动下向上运动，抽提进水口处的水透过过滤芯A，顶开单向水阀B进入储水室D， 直到活塞到达储水室顶端，受到缓冲室底部活塞阻挡，采水过程结束。此时操纵三位三通阀K，先将采水瓶外压引入口E接通水箱P1，再关闭外压引入口E，储水室D内压等于采水深度静水压强。将采样瓶上提回收，随着水深减小，缓冲室F上部压力随外部压力降低，储水室D中压力较高的水推动缓冲室F底部的活塞上移，保持与外部压力的平衡。孔隙水样品中的水溶气因压力下降而可能释放出来的气体，也得以保存。 
以下介绍本发明应用在水下水样原位气密采样的使用过程： 
(1)将采样瓶、外接压力源P1，P2以及三位三通阀等集成到水下采样设备上，设备同时配备有必要的触发装置和三位三通阀驱动装置； 
(2)在甲板，首先打开采样瓶出水口H，再将外压引入口E接通P1，P1接入自来水将活塞推到储水室底部，关闭出水口H，撤销自来水压力令P1对外连通。P2排空水，必要时抽真空后密封。 
(3)设备下水。到达采样位置后通过触发信号操纵三位三通阀K将外压引入口E 接入负压源P2，活塞在负压驱动下向上运动，抽提进水口处的水透过过滤芯A顶开单向水阀B进入储水室D，直到活塞到达储水室顶端，受到缓冲室底部活塞阻挡，采水过程结束。 
(4)操纵三位三通阀K，先将采水瓶外压引入口E接通水箱P1，再关闭外压引入口E，储水室D内压等于采水深度静水压强。将采样瓶上提回收，随着水深减小，缓冲室F上部压力随外部压力降低，储水室D中压力较高的水推动缓冲室F底部的活塞上移，保持与外部压力的平衡。孔隙水样品中的水溶气因压力下降而可能释放出来的气体，也得以保存。 
(5)到达甲板，通过出水口将采集到的孔隙水样和它释放出的气体样品转移到测试用样品瓶。 
(6)工作结束。 
本发明还可以应用于水下海洋油气调查与开采、水下环境监测等领域，有广阔的应用前景。 
与本发明的构思相同的各种方案，都在本权利要求的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种负压抽提式原位气密采水技术。其特征在于，在一个气密采集瓶壳体内有一个储水室，在进水口与储水室之间安装一个单向水阀、进水口前可加微孔过滤芯，储水室底端是一个抽提活塞，其侧旁壳体开一出水口，储水室上端壁上开一个外压引入口，储水室之上为缓冲室，两者通过活塞隔开，缓冲室上部侧旁壳体开孔与外部相通，壳体最上端为堵头；一个外接压力源由水箱和负压源组成，水箱灌满清水，可对外开放即压力等于环境压力，或可附加低水压，负压源灌满空气或抽真空，采水瓶外压引入口通过一个三位三通阀选择接入水箱或负压源，或关闭；采样瓶在下水前储水室活塞在底部，到达采样位置后采水瓶外压引入口接入负压源，驱动活塞向上运动，抽提进水口处的水进入储水室，直到活塞到达储水室顶端，受到缓冲室底部活塞阻挡，采水过程结束，此时操纵三位三通阀，先将采水瓶外压引入口接通水箱，再关闭外压引入口，将采样瓶上提回收，随着水深减小，缓冲室底部的活塞上移，储水室水样保持与外部压力的平衡，样品中的水溶气因压力下降而可能释放出来的气体，也得以保存。
CN2011102056667A 2011-07-22 2011-07-22 负压抽提式原位气密采水技术 Expired - Fee Related CN102305729B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102056667A CN102305729B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 负压抽提式原位气密采水技术

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011102056667A CN102305729B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 负压抽提式原位气密采水技术

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102305729A true CN102305729A (zh) 2012-01-04
CN102305729B CN102305729B (zh) 2013-01-23

Family

ID=45379611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102056667A Expired - Fee Related CN102305729B (zh) 2011-07-22 2011-07-22 负压抽提式原位气密采水技术

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102305729B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102721579A (zh) * 2012-06-29 2012-10-10 华瑞科学仪器(上海)有限公司 一种水中挥发性有机物的采样检测装置
CN102928256A (zh) * 2012-11-20 2013-02-13 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种水质取样装置及应用该装置的水质监测系统
CN103048175A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 广州海洋地质调查局 一种海洋沉积物孔隙水压榨装置
CN104101515A (zh) * 2014-07-18 2014-10-15 中国地质科学院矿产资源研究所 负压抽提式原位时序气密采水技术
CN104502149A (zh) * 2014-12-09 2015-04-08 浙江省海洋水产研究所 封闭式海水取样系统
CN105152272A (zh) * 2015-09-09 2015-12-16 广州海洋地质调查局 深海原位孔隙水采集过滤装置
CN107966324A (zh) * 2017-11-24 2018-04-27 王超 一种水样采集装置
US9983182B2 (en) 2012-06-29 2018-05-29 Rae Systems (Shanghai) Inc. Device for sampling and detecting volatile organic compounds in water
CN112033766A (zh) * 2020-09-04 2020-12-04 中国科学院武汉岩土力学研究所 浅表沉积物中起泡气体的原位采样装置及采集方法
CN112113137A (zh) * 2020-09-18 2020-12-22 淄博高新区成大机械设计研究所 一种多层式储气罐装置及储气方法
CN113033908A (zh) * 2021-04-08 2021-06-25 自然资源部第二海洋研究所 一种用于海底资源探测站位优化方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104677692B (zh) * 2015-01-21 2017-04-19 浙江理工大学 分层水体收集装置
CN106525500A (zh) * 2016-11-08 2017-03-22 天津亿利科能源科技发展股份有限公司 一种原油逸出气检测用采样装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4599218A (en) * 1982-03-01 1986-07-08 Chevron Research Company Capture box for predicting hydrocarbon potential of an earth formation underlying a body of water
US6401529B1 (en) * 2000-09-28 2002-06-11 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for determining constituent composition of a produced fluid
CN101398349A (zh) * 2008-07-04 2009-04-01 中国地质科学院矿产资源研究所 沉积物孔隙水原位气密采集系统
CN101806675A (zh) * 2010-01-12 2010-08-18 西北核技术研究所 气控式地下水定深取样装置
CN102042916A (zh) * 2009-10-15 2011-05-04 贝荣辉 船舶压载水采集装置
CN202210040U (zh) * 2011-07-22 2012-05-02 中国地质科学院矿产资源研究所 负压抽提式原位气密采水技术

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4599218A (en) * 1982-03-01 1986-07-08 Chevron Research Company Capture box for predicting hydrocarbon potential of an earth formation underlying a body of water
US6401529B1 (en) * 2000-09-28 2002-06-11 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for determining constituent composition of a produced fluid
CN101398349A (zh) * 2008-07-04 2009-04-01 中国地质科学院矿产资源研究所 沉积物孔隙水原位气密采集系统
CN102042916A (zh) * 2009-10-15 2011-05-04 贝荣辉 船舶压载水采集装置
CN101806675A (zh) * 2010-01-12 2010-08-18 西北核技术研究所 气控式地下水定深取样装置
CN202210040U (zh) * 2011-07-22 2012-05-02 中国地质科学院矿产资源研究所 负压抽提式原位气密采水技术

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈道华等: "一种深海沉积物孔隙水原位气密采样器", 《海洋地质与第四纪地质》 *

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9983182B2 (en) 2012-06-29 2018-05-29 Rae Systems (Shanghai) Inc. Device for sampling and detecting volatile organic compounds in water
CN102721579A (zh) * 2012-06-29 2012-10-10 华瑞科学仪器(上海)有限公司 一种水中挥发性有机物的采样检测装置
CN102928256A (zh) * 2012-11-20 2013-02-13 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种水质取样装置及应用该装置的水质监测系统
CN102928256B (zh) * 2012-11-20 2016-01-27 北京雪迪龙科技股份有限公司 一种水质取样装置及应用该装置的水质监测系统
CN103048175A (zh) * 2012-12-20 2013-04-17 广州海洋地质调查局 一种海洋沉积物孔隙水压榨装置
CN104101515A (zh) * 2014-07-18 2014-10-15 中国地质科学院矿产资源研究所 负压抽提式原位时序气密采水技术
CN104502149A (zh) * 2014-12-09 2015-04-08 浙江省海洋水产研究所 封闭式海水取样系统
CN104502149B (zh) * 2014-12-09 2017-02-22 浙江省海洋水产研究所 封闭式海水取样系统
CN105152272A (zh) * 2015-09-09 2015-12-16 广州海洋地质调查局 深海原位孔隙水采集过滤装置
CN107966324A (zh) * 2017-11-24 2018-04-27 王超 一种水样采集装置
CN112033766A (zh) * 2020-09-04 2020-12-04 中国科学院武汉岩土力学研究所 浅表沉积物中起泡气体的原位采样装置及采集方法
CN112033766B (zh) * 2020-09-04 2024-03-26 中国科学院武汉岩土力学研究所 浅表沉积物中起泡气体的原位采样装置及采集方法
CN112113137A (zh) * 2020-09-18 2020-12-22 淄博高新区成大机械设计研究所 一种多层式储气罐装置及储气方法
CN112113137B (zh) * 2020-09-18 2022-07-22 扬州巨人机械有限公司 一种多层式储气罐装置及储气方法
CN113033908A (zh) * 2021-04-08 2021-06-25 自然资源部第二海洋研究所 一种用于海底资源探测站位优化方法
CN113033908B (zh) * 2021-04-08 2022-04-22 自然资源部第二海洋研究所 一种用于海底资源探测站位优化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102305729B (zh) 2013-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102305729B (zh) 负压抽提式原位气密采水技术
CN202210040U (zh) 负压抽提式原位气密采水技术
CN103439146B (zh) 一种正压气动式水样自动采样器
CN103439149B (zh) 一种负压气动式中深层水样自动采样器
CN104535395B (zh) 一种深海沉积物保压转移的调压保压系统及其控制方法
CN101398349B (zh) 沉积物孔隙水原位气密采集系统
CN106290045B (zh) 非常规致密砂岩储层含油性和可动性评价实验方法
CN105954063A (zh) 一种海底孔隙水采集装置
CN102297789B (zh) 一种深海海水中气体的原位分时采集系统
CN105298457A (zh) 驱油用粘弹性颗粒驱油剂与地层孔喉匹配的分析方法
CN204286872U (zh) 一种水文可调节高度泥沙采集装置
CN107621431A (zh) 一种适用于多种取芯装置的水合物沉积物中水合物饱和度的快速测量装置及方法
CN205719653U (zh) 一种海底孔隙水采集装置
CN103245531A (zh) 一种微扰动被动式地下水采样器
CN108152105B (zh) 一种致密岩石的饱和装置及方法
CN210442139U (zh) 一种海底沉积物剖面孔隙水原位采集单元
CN101985833A (zh) 静压分层取水系统
CN204275659U (zh) 一种地质勘查真空水质过滤装置
CN104101515A (zh) 负压抽提式原位时序气密采水技术
CN203981449U (zh) 负压抽提式原位时序气密采水技术
CN204832160U (zh) 一种用于近岸及河口沉积层孔隙水的监测仪器
CN102012326B (zh) 无扰动水底污泥采样器
CN106908371B (zh) 一种页岩储集性能测量装置及方法
CN206906120U (zh) 一种脱气装置
CN111101910A (zh) 底水二维平板物理模型水驱油实验装置及实验方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130123

Termination date: 20160722

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee