CN116480342A - 一种高温地热井地热流体采样装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高温地热井地热流体采样装置及方法，采样装置包括采样筒以及与采样筒连接的提升机构，采样筒包括筒体和筒盖，筒体与筒盖可拆卸连接，筒体底部设置有进液组件，进液组件包括密封板、连接柱、拉簧和浮体，筒体底部设置有导孔，靠近导孔位置处设置有若干进水虑孔；密封板位于筒体内，连接柱滑动安装在导孔内，且连接柱上端与密封板连接，下端与浮体连接，拉簧套装在连接柱上，且一端与密封板连接，另一端与筒体底部连接，密封板上设置有密封环，在拉簧的作用下，压板将密封环紧紧压在筒体底部。本发明在实际的使用中能够有效的解决现有技术中通过铺设管道进行抽水取样导致取样复杂、取样成本高的技术问题。

Description

一种高温地热井地热流体采样装置及方法

技术领域

本发明涉及一种地热立体取样技术领域，具体涉及一种高温地热井地热流体采样装置及方法。

背景技术

地热井，指的是深升3500米左右的地热能或水温大于30℃的温泉水来进行发电的方法和装置，地热分高温、中温和低温三类。高于150℃，以蒸汽形式存在的，属高温地热；90℃～150℃，以水和蒸汽的混合物等形式存在的，属中温地热；高于25℃、低于90℃，以温水、温热水、热水等形式存在的，属低温地热。

开发利用地热能对实现节能减排和调整能源消费结构有重要意义。地热流体反映的热源性质、热储温度、补给来源、水循环时间等信息是科学指导地热能开发利用的重要依据。因此，利用安全、高效、便捷的采样装置，在地表采集完整的地热流体样品且最大限度降低组分散失和空气污染，是获得可靠的地热流体物理化学参数的基础。

进行地热水取样的时候，多数是采用水管直接从地热井中进行抽水取样，由于地热井的深度较深，若在前期通过铺设管道的方式进行取样，铺设管道工程量较大，会导致取样成本的增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温地热井地热流体采样装置，其中在实际的使用中能够有效的解决现有技术中通过铺设管道进行抽水取样导致取样复杂、取样成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高温地热井地热流体采样装置，包括采样筒以及与采样筒连接的提升机构，采样筒包括筒体和筒盖，筒体与筒盖可拆卸连接，筒体底部设置有进液组件，进液组件包括密封板、连接柱、拉簧和浮体，筒体底部设置有导孔，靠近导孔位置处设置有若干进水虑孔；

密封板位于筒体内，连接柱滑动安装在导孔内，且连接柱上端与密封板连接，下端与浮体连接，拉簧套装在连接柱上，且一端与密封板连接，另一端与筒体底部连接，密封板上设置有密封环，在拉簧的作用下，压板将密封环紧紧压在筒体底部；浮体靠近筒体一侧上设置有若干进水槽；筒体上设置有单向出气阀。

其中，筒体与筒盖通过螺纹连接。

进一步优化，筒盖上设置有拉环。

其中，提升机构包括支架和安装在支架上的滑轮和卷扬机，卷扬机转盘上卷绕的拉绳绕过滑轮后与采样筒的筒盖连接。

其中，筒体与筒盖均有隔热材料制成。

进一步优化，筒体外侧设置有保温层。

其中，筒体侧壁设置有第一单向排气阀。

另外，本发明还公开了一种高温地热井地热流体采样方法，具体采样步骤如下：

步骤1：在提升机构的作用下将采样筒放置地热井内，并使得采样筒匀速下降至地热井内部；

步骤2：浮体与地热水接触后，浮体产生的浮力将会使得密封板上移，进而使得密封环离开筒体底部，此时，在筒体的重力下，筒体将会持续下降并进入地热流体中；浮体将会与筒体底部接触，地热流体流经浮体上的进水槽后从进水虑孔进入筒体内部；

步骤3：取样完毕后，提升机构驱动采样筒上升此时，在地热流体重力以及拉簧的作用下，此时浮体远离筒体，密封板在地热流体重力作用下将密封环紧紧压在筒体底部实现对进水虑孔的密封。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设置的提升机构将采样筒直接放置到地热井中，并使得采样筒匀速下降至地热井内部；浮体与地热水接触后，浮体产生的浮力将会使得密封板上移，进而使得密封环离开筒体底部，此时，在筒体的重力下，筒体将会持续下降并进入地热流体中；浮体将会与筒体底部接触，地热流体流经浮体上的进水槽后从进水虑孔进入筒体内部；取样完毕后，提升机构驱动采样筒上升此时，在地热流体重力以及拉簧的作用下，此时浮体远离筒体，密封板在地热流体重力作用下将密封环紧紧压在筒体底部实现对进水虑孔的密封，最后通过提升机构将采样筒向上提取即完成采样操作；本发明在实际的使用中能够有效的解决现有技术中通过铺设管道进行抽水取样导致取样复杂、取样成本高的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明导向组件与筒体的连接关系示意图。

图3为本发明图2中A处局部放大示意图。

图4为本发明使用状态示意图。

附图标记：

101-采样筒，102-筒体，103-筒盖，104-进液组件，105-密封板，106-连接柱，107-拉簧，108-浮体，109-导孔，110-进水虑孔，111-密封环，112-进水槽，113-单向出气阀，114-拉环，115-第一单向排气阀，116-限位部，117-导向组件，118-安装环，119-导向臂，120-连杆，121-连接块，122-导轮，123-第一拉簧，124-地热井。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明实施例的不同结构。为了简化本发明实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明实施例。此外，本发明实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例一

参看图1，本实施例公开了一种高温地热井地热流体采样装置，包括采样筒101以及与采样筒101连接的提升机构，采样筒101包括筒体102和筒盖103，筒体102与筒盖103可拆卸连接，筒体102底部设置有进液组件104，进液组件104包括密封板105、连接柱106、拉簧107和浮体108，筒体102底部设置有导孔109，靠近导孔109位置处设置有若干进水虑孔110；

密封板105位于筒体102内，连接柱106滑动安装在导孔109内，且连接柱106上端与密封板105连接，下端与浮体108连接，拉簧107套装在连接柱106上，且一端与密封板105连接，另一端与筒体102底部连接，密封板105上设置有密封环111，在拉簧107的作用下，压板将密封环111紧紧压在筒体102底部；浮体108靠近筒体102一侧上设置有若干进水槽112；筒体102上设置有单向出气阀113。

本发明通过设置的提升机构将采样筒101直接放置到地热井124中，并使得采样筒101匀速下降至地热井124内部；浮体108与地热水接触后，浮体108产生的浮力将会使得密封板105上移，进而使得密封环111离开筒体102底部，此时，在筒体102的重力下，筒体102将会持续下降并进入地热流体中；浮体108将会与筒体102底部接触，地热流体流经浮体108上的进水槽112后从进水虑孔110进入筒体102内部；取样完毕后，提升机构驱动采样筒101上升此时，在地热流体重力以及拉簧107的作用下，此时浮体108远离筒体102，密封板105在地热流体重力作用下将密封环111紧紧压在筒体102底部实现对进水虑孔110的密封，最后通过提升机构将采样筒101向上提取即完成采样操作；本发明在实际的使用中能够有效的解决现有技术中通过铺设管道进行抽水取样导致取样复杂、取样成本高的技术问题。

其中，筒体102与筒盖103通过螺纹连接，便于实现筒盖103与筒体102的拆卸，便于实现对筒体102内部进行清理。

其中，筒盖103上设置有拉环114，通过设置的拉环114便于实现与举升机构的连接。

其中，提升机构包括支架和安装在支架上的滑轮和卷扬机，卷扬机转盘上卷绕的拉绳绕过滑轮后与采样筒101的筒盖103连接；卷扬机实现对拉绳的卷绕和放松，实现对采样筒的提取。

其中，筒体102与筒盖103均有隔热材料制成。

进一步优化，筒体102外侧设置有保温层，这样，能够避免在提升过程中地热流体的温度降低。

进一步优化，筒体102侧壁设置有第一单向排气阀115，这样便于在取样的时候进行排气，使得流体能够更顺畅的进入筒体102内部。

所述单向排气阀与第一单向排气阀115为一进一出式；这样，后期进行排样的时候更加便捷，直接推动浮体108上移即刻实现快速排样的目的。

实施例二

本实施例公开了一种高温地热井地热流体采样方法，具体采样步骤如下：

步骤1：在提升机构的作用下将采样筒101放置地热井124内，并使得采样筒101匀速下降至地热井124内部；

步骤2：浮体108与地热水接触后，浮体108产生的浮力将会使得密封板105上移，进而使得密封环111离开筒体102底部，此时，在筒体102的重力下，筒体102将会持续下降并进入地热流体中；浮体108将会与筒体102底部接触，地热流体流经浮体108上的进水槽112后从进水虑孔110进入筒体102内部；

步骤3：取样完毕后，提升机构驱动采样筒101上升此时，在地热流体重力以及拉簧107的作用下，此时浮体108远离筒体102，密封板105在地热流体重力作用下将密封环111紧紧压在筒体102底部实现对进水虑孔110的密封。

实施例三

参看图1-图4，本实施例是在实施例二的基础上进一步优化，在本实施例中，筒体102侧面设置有限位部116，筒体102上还设置有导向组件117，导向组件117包括安装环118、以及设置在安装环118侧面的若干导向臂119，导向臂119包括连杆120、连接块121、导轮122和第一拉簧123，连接块121固定设置在连杆120上，连杆120端部与安装环118铰接，导轮122转动设置在连接块121上，第一拉簧123一端与暗转环固定连接，另一端与连杆120连接；

安装环118套装在筒体102上，筒盖103与筒体102连接后，将安装环118固定在限位部116上。

本发明通过设置的导向组件117能够在取样的时候实现导向的目的，能够有效的防止取样筒在下降或者上升的过程中，取样筒与地热井124井壁接触发生撞击；在第一拉簧123的作用下，使得导轮122能够与井壁接触，使得取样筒在移动的过程中能够位于地热井124的正中位置处，能够有效的实现对井壁的保护目的。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高温地热井地热流体采样装置，包括采样筒以及与采样筒连接的提升机构，其特征在于：采样筒包括筒体和筒盖，筒体与筒盖可拆卸连接，筒体底部设置有进液组件，进液组件包括密封板、连接柱、拉簧和浮体，筒体底部设置有导孔，靠近导孔位置处设置有若干进水虑孔；

密封板位于筒体内，连接柱滑动安装在导孔内，且连接柱上端与密封板连接，下端与浮体连接，拉簧套装在连接柱上，且一端与密封板连接，另一端与筒体底部连接，密封板上设置有密封环，在拉簧的作用下，压板将密封环紧紧压在筒体底部；浮体靠近筒体一侧上设置有若干进水槽；筒体上设置有单向出气阀。

2.根据权利要求1所述的一种高温地热井地热流体采样装置，其特征在于：筒体与筒盖通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种高温地热井地热流体采样装置，其特征在于：筒盖上设置有拉环。

4.根据权利要求1所述的一种高温地热井地热流体采样装置，其特征在于：提升机构包括支架和安装在支架上的滑轮和卷扬机，卷扬机转盘上卷绕的拉绳绕过滑轮后与采样筒的筒盖连接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种高温地热井地热流体采样装置，其特征在于：筒体与筒盖均有隔热材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种高温地热井地热流体采样装置，其特征在于：筒体外侧设置有保温层。

7.根据权利要求1所述的一种高温地热井地热流体采样装置，其特征在于：筒体侧壁设置有第一单向排气阀。

8.一种高温地热井地热流体采样方法，其特征在于：包括使用权利要求1-7中任意一项所述的一种高温地热井地热流体采样装置进行采样，

具体采样步骤如下：

步骤1：在提升机构的作用下将采样筒放置地热井内，并使得采样筒匀速下降至地热井内部；

步骤2：浮体与地热水接触后，浮体产生的浮力将会使得密封板上移，进而使得密封环离开筒体底部，此时，在筒体的重力下，筒体将会持续下降并进入地热流体中；浮体将会与筒体底部接触，地热流体流经浮体上的进水槽后从进水虑孔进入筒体内部；

步骤3：取样完毕后，提升机构驱动采样筒上升此时，在地热流体重力以及拉簧的作用下，此时浮体远离筒体，密封板在地热流体重力作用下将密封环紧紧压在筒体底部实现对进水虑孔的密封。