CN108844785A - 一种链杆式地下流体取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种链杆式地下流体取样装置，包括若干取样装置，取样装置包括取样井筒，取样井筒顶端和底端分别设置有顶端封隔堵头和底端封隔堵头，取样井筒的上部和下部分别套设固定有上部封隔器和下部封隔器，上部封隔器的顶部和底部分别设置有上部封隔器顶部吊环和上部封隔器底部吊环，下部封隔器的顶部和底部分别设置有下部封隔器顶部吊环和下部封隔器底部吊环，下部封隔器底部吊环与相邻的下方的上部封隔器顶部吊环通过钢丝绳连接，本发明能够防止地下流体取样时不同层位间的流体串通，可以依靠配重装置到达指定取样层位，无需借助外力的支持；同时借助钢丝绳作为柔性连接杆，操作灵活，可以很好的实现取样装置应用深度的扩展。

Description

一种链杆式地下流体取样装置

技术领域

本发明涉及地下流体取样技术，尤其涉及一种链杆式地下流体取样装置。

背景技术

地下流体取样器在地下流体环境监测与CO₂泄漏安全预警评估中扮演着重要角色，针对实际地下流体层位、地下流体环境监测目的的需要，适用于不同监测深度的不同种类的地下流体取样技术及取样设备得以研发。根据取样原理和结构设计的差异，大致可分为三类：筒式取样器、泵式取样器、气体驱动式取样器。其中气体驱动式取样器凭借取样效率高、取样容量大、可连续多次取样成为目前先进的地下流体取样技术，而国内气体驱动式取样器的最新型的技术代表是U形管地下流体分层取样技术，该技术在取样过程中存在着层间封隔效果一般和取样深度有限的技术难题。当前的U形管地下流体分层取样技术在进行分层取样时未采用任何层间封隔措施，容易导致不同层位间的流体串通，影响流体取样的准确性；且常规的U形管地下流体分层取样装置通过PVC管作为刚性连接，仅适用于地下20米以内的流体层位取样，而随着取样深度的增加，该类连接方式操作难度增大，十分限制取样深度的扩展。因此，需要一种链杆式地下流体取样装置，能够在取样过程中对地下流体进行一定的层间封隔，又能实现此类取样技术在应用深度的扩展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种链杆式地下流体取样装置，本发明借助自重、配重装置和连接钢丝绳可以实现取样的应用深度的扩展；通过上部封隔器和下部封隔器可以很好地实现地下流体层位间的封隔，提高取样的准确度。

本发明通过以下技术方案实现：

一种链杆式地下流体取样装置，包括从上至下设置在取样孔内的若干取样装置，取样装置包括取样井筒，取样井筒顶端和底端分别设置有顶端封隔堵头和底端封隔堵头，取样井筒的上部和下部分别套设固定有上部封隔器和下部封隔器，上部封隔器的顶部设置有上部封隔器顶部吊环，上部封隔器的底部设置有上部封隔器底部吊环，下部封隔器的顶部设置有下部封隔器顶部吊环，下部封隔器的底部设置有下部封隔器底部吊环，下部封隔器底部吊环与相邻的下方的上部封隔器顶部吊环通过钢丝绳连接，同一取样装置的上部封隔器底部吊环与下部封隔器顶部吊环通过钢丝绳连接，位于取样孔最下方的取样装置的下部封隔器底部吊环与配重装置连接。

如上所述的取样井筒的中部开设有渗水孔，取样井筒的中部套设有过滤网，顶端封隔堵头上开设有顶端穿管孔，底端封隔堵头上开设有底端穿管孔，进气管一端通过进气阀与氮气瓶连接，进气管另一端与三通的第一连接端连接，出样管一端与三通的第二连接端连接，出样管另一端通过出样控制阀与取样瓶连接，取样管一端与三通的第三连接端连接，取样管另一端穿过顶端封隔堵头上的顶端穿管孔延伸至取样井筒中部并与过滤囊、连接，过滤囊与单向阀连接，单向阀与过滤器连接。

位于取样孔最上方的取样装置的上部封隔器顶部吊环通过钢丝绳与取样孔外部的钢丝绳收放装置连接。

如上所述的配重装置包括配重外管，配重外管的顶端和底端分别设置有配重外管顶端封隔堵头和配重外管底端封隔堵头，配重外管内填充有配重物，配重外管顶端封隔堵头上设置有堵头顶部吊环，堵头顶部吊环与相邻的上方的下部封隔器底部吊环连接。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用上部封隔器和下部封隔器可以防止地下流体取样时不同层位间的流体串通，实现了流体取样精度的提高，这是现有地下流体分层取样技术做不到的；

2、本发明采用配重装置进行自重牵引，可以使取样装置在配重装置的自重力作用下，克服地下流体浮力作用，到达指定取样层位，无需借助外力支持；

3、本发明的取样装置之间的连接采用钢丝绳作为柔性连接杆，钢丝绳具有良好的柔性，操作灵活，可实现取样装置之间的连接以及取样装置安装全过程的受力支撑；

总之，本发明能够防止地下流体取样时不同层位间的流体串通，可以依靠配重装置到达指定取样层位，无需借助外力的支持；同时借助钢丝绳作为柔性连接杆，操作灵活，可以很好的实现取样装置应用深度的扩展，这些优点都是以往的地下流体取样技术做不到的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是取样装置的结构示意图；

图3是取样井筒的结构示意图；

图4是U形采样系统的结构示意图；

图5是上部封隔器/下部封隔器的主视示意图；

图6是上部封隔器/下部封隔器的俯视示意图；

图7是配重装置的结构示意图；

图8是配重装置的爆炸示意图。

图中：图中，1-取样装置；2-配重装置；3-氮气瓶；4-取样瓶；5-钢丝绳收放装置；6-进气阀；7-出样控制阀；8-混凝土井筒；9-进气管；10-出样管；11-三通；12-取样管；13-过滤囊；14-单向阀；15-过滤器；16-钢丝绳；17-取样孔；

101-顶端封隔堵头；102-上部封隔器顶部吊环；103-上部封隔器；104-下部封隔器底部吊环；105-取样井筒；106-渗水孔；107-下部封隔器顶部吊环；108-下部封隔器；109-下部封隔器底部吊环；110-底端封隔堵头；111-过滤网；201-堵头顶部吊环；202-配重外管顶端封隔堵头；203-配重外管；204-配重物；205-配重外管底端封隔堵头。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种链杆式地下流体取样装置，包括从上至下设置在取样孔17内的若干取样装置1，取样装置1包括取样井筒105，取样井筒105顶端和底端分别设置有顶端封隔堵头101和底端封隔堵头110，取样井筒105的上部和下部分别套设固定有上部封隔器103和下部封隔器108，上部封隔器103的顶部设置有上部封隔器顶部吊环102，上部封隔器103的底部设置有上部封隔器底部吊环104，下部封隔器108的顶部设置有下部封隔器顶部吊环107，下部封隔器108的底部设置有下部封隔器底部吊环109，下部封隔器底部吊环109与相邻的下方的上部封隔器顶部吊环102通过钢丝绳16连接，同一取样装置1的上部封隔器底部吊环104与下部封隔器顶部吊环107通过钢丝绳16连接，位于取样孔17最下方的取样装置1的下部封隔器底部吊环109与配重装置2连接。

上部封隔器103和下部封隔器108的外周均设置有止水带，遇水自膨胀，起到封隔的作用。各个取样装置1之间通过钢丝绳16实现柔性连接，依靠自重力使得各个取样装置1到达指定取样层位，无需借助外力的支持；同时借助钢丝绳16作为柔性连接杆，操作灵活，可以很好的实现取样装置1的深度的扩展。

取样井筒105的中部开设有渗水孔106，取样井筒105的中部套设有过滤网111，顶端封隔堵头101上开设有顶端穿管孔，底端封隔堵头110上开设有底端穿管孔，进气管9一端通过进气阀6与氮气瓶3连接，进气管9另一端与三通11的第一连接端连接，出样管10一端与三通11的第二连接端连接，出样管10另一端通过出样控制阀7与取样瓶4连接，取样管12一端与三通11的第三连接端连接，取样管12另一端穿过顶端封隔堵头101上的顶端穿管孔延伸至取样井筒105中部并与过滤囊13连接，过滤囊13与单向阀14连接，单向阀14与过滤器15连接。

氮气瓶3输出的氮气依次通过进气阀6、进气管9进入到三通11，取样层的待采集水样通过渗水孔106进入到取样井筒105，进而通过过滤器15、单向阀14、过滤囊13、取样管12进入到三通11，在氮气的驱动下，带采集水样通过出样管10、出样控制阀7进入到取样瓶4中，取样层的带采集水样的采集。进气管9、出样管10、三通11、取样管12、过滤囊13、单向阀14、过滤器15构成U形采样系统。每个取样装置1对应一套U形采样系统，下一级取样装置1的进气管9和出样管10均穿过上一级取样装置1的顶端封隔堵头101上的顶端穿管孔和底端封隔堵头110上的底端穿管孔。

位于取样孔17最上方的取样装置1的上部封隔器顶部吊环102通过钢丝绳16与取样孔17外部的钢丝绳收放装置5连接。

钢丝绳收放装置5可以通过定滑轮或者盘线轮等装置实现，实现整体的取样装置1的柔性收放。

配重装置2包括配重外管203，配重外管203的顶端和底端分别设置有配重外管顶端封隔堵头101和配重外管底端封隔堵头110，配重外管203内填充有配重物204，配重外管顶端封隔堵头101上设置有堵头顶部吊环201，堵头顶部吊环201与相邻的上方的下部封隔器底部吊环109连接。

配重物204为混凝土块或其他填充物。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种链杆式地下流体取样装置，包括从上至下设置在取样孔（17）内的若干取样装置（1），其特征在于，取样装置（1）包括取样井筒（105），取样井筒（105）顶端和底端分别设置有顶端封隔堵头（101）和底端封隔堵头（110），取样井筒（105）的上部和下部分别套设固定有上部封隔器（103）和下部封隔器（108），上部封隔器（103）的顶部设置有上部封隔器顶部吊环（102），上部封隔器（103）的底部设置有上部封隔器底部吊环（104），下部封隔器（108）的顶部设置有下部封隔器顶部吊环（107），下部封隔器（108）的底部设置有下部封隔器底部吊环（109），下部封隔器底部吊环（109）与相邻的下方的上部封隔器顶部吊环（102）通过钢丝绳（16）连接，同一取样装置（1）的上部封隔器底部吊环（104）与下部封隔器顶部吊环（107）通过钢丝绳（16）连接，位于取样孔（17）最下方的取样装置（1）的下部封隔器底部吊环（109）与配重装置（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种链杆式地下流体取样装置，其特征在于，所述的取样井筒（105）的中部开设有渗水孔（106），取样井筒（105）的中部套设有过滤网（111），顶端封隔堵头（101）上开设有顶端穿管孔，底端封隔堵头（110）上开设有底端穿管孔，进气管（9）一端通过进气阀（6）与氮气瓶（3）连接，进气管（9）另一端与三通（11）的第一连接端连接，出样管（10）一端与三通（11）的第二连接端连接，出样管（10）另一端通过出样控制阀（7）与取样瓶（4）连接，取样管（12）一端与三通（11）的第三连接端连接，取样管（12）另一端穿过顶端封隔堵头（101）上的顶端穿管孔延伸至取样井筒（105）中部并与过滤囊（13）连接，过滤囊（13）与单向阀（14）连接，单向阀（14）与过滤器（15）连接。

3.根据权利要求1所述的一种链杆式地下流体取样装置，其特征在于，位于取样孔（17）最上方的取样装置（1）的上部封隔器顶部吊环（102）通过钢丝绳（16）与取样孔（17）外部的钢丝绳收放装置（5）连接。

4.根据权利要求1所述的一种链杆式地下流体取样装置，其特征在于，所述的配重装置（2）包括配重外管（203），配重外管（203）的顶端和底端分别设置有配重外管顶端封隔堵头（101）和配重外管底端封隔堵头（110），配重外管（203）内填充有配重物（204），配重外管顶端封隔堵头（101）上设置有堵头顶部吊环（201），堵头顶部吊环（201）与相邻的上方的下部封隔器底部吊环（109）连接。