CN204789073U - 用于土壤游离气的取气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于土壤游离气的取气装置，包括：用于采集土壤游离气的采气组件；集气组件，其通过输气管道与采气组件相连，用于收集采气组件所采集到的土壤游离气，其中，输气管道的一端与采气组件密封地连通，并且另一端与集气组件密封地连通，集气组件中密封地装有液体，并且取气装置还包括抽液组件和输液管道，输液管道的一端与集气组件密封地连通，并且另一端与抽液组件密封地连通，以便从集气组件中抽取液体或将液体注入到集气组件中。本实用新型的用于土壤游离气的取气装置能够排水负压取气以及回水正压保存气体，保证取气真实可靠，并且装置小巧，操作简单，方便实用，适合野外样品的气体采集试验。

Description

用于土壤游离气的取气装置

技术领域

本实用新型涉及油气勘探装置，尤其涉及一种用于土壤游离气的取气装置。

背景技术

目前在油气探测中，土壤游离气是指示地下油气藏的直接指标。传统的取气工具是使用野外车载采气钻具或手提便携采气钻具钻入地下，并且使用抽气部件直接从钻具中抽取土壤游离气。使用传统的取气工具在野外采集土壤游离气时，当地下土壤为致密粘土层时，壤中气聚集速度小于抽气速度，会在钻具内部形成负压，即钻具内部的压力小于大气压，这往往会导致空气从钻具与抽气部件的连接处渗漏到钻具中，从而对取气的真实性产生不利影响。而且，使用传统的取气工具取气结束后，通常直接从钻具上拔下抽气部件，此时空气也会进入抽气部件，污染采集到的土壤游离气。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于土壤游离气的取气装置，其使用排水法进行取气，能够使用液体对取气装置进行密封，使得空气不易进入取气装置中，即使致密的黏土层导致在取气装置内产生负压，也能够避免空气渗漏到取气装置中，而且在取气完成后，能够很好地保存采集到的气体，使其不会受到空气污染，保证采集到气体能够真实可靠地反应土壤游离气的情况，有利于之后对油气藏准确地进行分析。

实用新型内容

根据本实用新型，提出了一种用于土壤游离气的取气装置。该装置包括：用于采集土壤游离气的采气组件；集气组件，其通过输气管道与采气组件相连，用于收集采气组件所采集到的土壤游离气。在该装置中，输气管道的一端与采气组件密封地连通，并且另一端与集气组件密封地连通，集气组件中密封地装有液体。该取气装置还包括抽液组件和输液管道，输液管道的一端与集气组件密封地连通，并且另一端与抽液组件密封地连通，以便从集气组件中抽取液体或将液体注入到集气组件中。

在一个优选实施例中，集气组件中密封地装有液体，并且取气装置还包括抽液组件和输液管道，输液管道的一端与集气组件密封地连通，并且另一端与抽液组件密封地连通，以便从集气组件中抽取液体或将液体注入到集气组件中。优选地，输气管道的一端与抽液组件密封连接相连。

使用抽液组件从集气组件中抽出液体时，会在集气组件中产生负压(该压力小于土壤游离气的压力)，以在压力差的作用下促进土壤游离气进入集气组件；使用抽液组件向集气组件中注入液体时会在集气组件中产生正压(该压力大于大气压力)，以免空气进入集气组件中污染土壤游离气。

在一个优选实施例中，输气管道和输液管道与集气组件可拆卸地相连，以便在需要多次取样时可以方便地更换集气组件。

在一个优选实施例中，集气组件具有开口，并且开口设置在集气组件的底部。由于气体的重量比液体轻，因此当开口设置在集气组件的底部时，气体会聚集在集气组件的顶部，同时集气组件中的液体对开口进行密封，可防止采集到的气体从开口漏出。

在一个优选实施例中，通过弹性的密封塞来密封集气组件的开口，弹性密封塞上形成有贯通孔，输气管道和输液管道分别穿过贯通孔与集气组件的内腔连通。优选地，输气管道的出口优选地高于贯通孔，以避免气体从贯通孔泄漏。

在一个优选实施例中，贯通孔构造成在将输气管道和输液管道从贯通孔中拔出后立即闭合。贯通孔立即闭合有利于在集气完毕后防止采集到的气体泄漏。

在一个优选实施例中，在输气管道上设置有过滤器，过滤器构造成仅允许土壤游离气通过。因此，过滤器可以对从土壤中采取到的气体进行过滤，同时可以防止集气组件中的液体进入采气组件。

在一个优选实施例中，液体是氯化钠水溶液。空气在氯化钠溶液中的溶解度低，制备氯化钠溶液容易并且成本低。

在一个优选实施例中，输气管道的直径的优选的范围是1mm到3mm。当输气管道的直径小于1mm时，输气管道太细，导致采集气体的时间长，降低工作效率；由于开始采气之前需要对输气管道中的空气进行排空以免污染土壤游离气，因此当输气管道的直径大于3mm时，需要排空的体积太大，浪费时间降低了工作效率，而且需要大量的土壤游离气来排空输气管道中的空气造成了浪费。

在一个优选实施例中，采气组件是钻具。使用钻具可以容易地钻入地表下的土壤中，达到取气所需的位置进行取气。

在一个优选实施例中，钻具的螺纹与土壤紧密咬合实现大气与钻具尖头地层气之间密封，钻具尖头有取气空间，实现了地层游离气的聚集。

在一个优选的实施例中，在钻具的钻杆的外侧壁上形成有围绕钻杆的螺旋叶片。该叶片能够与土壤紧密接触，能够阻止空气穿过土壤进入取气空间。

与现有技术相比，本实用新型的用于土壤游离气的取气装置能够排水负压取气以及注水正压保存气体，保证取气真实可靠，并且装置小巧，操作简单，方便实用，适合野外样品的气体采集试验。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本实用新型的用于土壤游离气的采气装置的结构的示意图；

图2是使用本实用新型的用于土壤游离气的采气装置进行采集试验得到的油气分布图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1显示了根据本实用新型的用于土壤游离气的取气装置的结构。如图1所示，该取气装置100包括采气组件1、集气组件3、将采气组件1与集气组件3相连的输气管道2、抽液组件5，以及将抽液组件5与集气组件3相连的输液管道4。

采气组件1包括钻头11和钻杆12。在钻头中形成有采气空间13。在钻杆12中形成有中心管道14，在钻杆12的外壁上形成有螺旋叶片15。输气管道2插入在该中心管道14中，并且一端与采气空间13密封地连通。

集气组件3具有位于集气组件3的底部的开口33、对开口33进行密封的密封塞31以及贯穿密封塞31的贯通孔32，密封塞31可以由弹性体制成，贯通孔32在弹性体的作用下通常处在闭合状态。

输气管道2穿过一个贯通孔并且其开口端比贯通孔32的上端稍高，输液管道4穿过另一个贯通孔32并且其开口端也比贯通孔32的上端稍高，以确保气体或液体不会从贯通孔32中漏出。贯通孔32可以有一个或多个。

在集气组件3中充满有液体，该液体可以是氯化钠水溶液。抽液组件5可以是手动抽液泵或电动抽液泵。并且，在输气管道2上安装有过滤器6。

以下通过一个具体的实施例，来说明本发明的取气装置100的具体操作步骤，在本实施例中，采气组件1是钻具。步骤如下所述：

a、将输气管道2和输液管道4插入在贯通孔32中，将钻具和手动抽液泵5与充满液体的集气组件3相连；

b、将钻具钻入需要进行取气的地层；

c、使用抽液组件5缓缓地从集气组件3中抽出液体，以便在采气空间13中产生负压(小于土壤游离气的压力)以使输气管道2中的气体进入集气组件3中，直到输气管道2中的气体全部进入集气组件3中；

d、之后，使用抽液组件5缓缓地向集气组件3中注入液体以在集气组件3中产生正压(大于土壤游离气的压力和大气压)，该压力使得液体进入输气管道2直至液体被过滤器6挡住不能继续进入输气管道2，之后将输气管道2和输液管道4从密封塞31中拔出，取下装有气体的集气组件3；

e、按照步骤a中的方式安装上新的充满液体的集气组件3；

f、使用抽液组件5缓缓地从集气组件3中抽出液体进行集气，直到土壤游离气充满集气组件3；

g、按照步骤d中的方式取下集气组件3。

需要在同一地点进行多次取气时，可重复实施上述步骤e、f、g。其中步骤c是为了排除输气管道中的空气以免污染土壤游离气。之后的采集到的气体才是所需的土壤游离气。

通过本实施方式用于土壤游离气的取气装置，在鄂尔多斯盆地安塞地区进行采集试验，试验的结果如图2所示，图中标识为“异常”的区域是指在该区域中采集到的土壤游离气中含有烃类气体。从图2中可以看出，“异常”区域的边界清晰，使用本实施方式的取气装置采集到的气体真实可靠。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于土壤游离气的取气装置，包括：

用于采集土壤游离气的采气组件，

集气组件，其通过输气管道与所述采气组件相连，用于收集所述采气组件所采集到的土壤游离气，其中，所述输气管道的一端与所述采气组件密封地连通，并且另一端与所述集气组件密封地连通，

其特征在于，

所述集气组件中密封地装有液体，并且所述取气装置还包括抽液组件和输液管道，所述输液管道的一端与所述集气组件密封地连通，并且另一端与所述抽液组件密封地连通，以便从所述集气组件中抽取液体或将液体注入到所述集气组件中。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集气组件具有开口，所述开口在所述集气组件的底部。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述集气组件还包括用于密封所述开口的密封塞，所述密封塞上形成有贯通孔，所述输气管道和所述输液管道分别穿过所述贯通孔与所述集气组件的内腔连通。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述贯通孔构造成在将所述输气管道和所述输液管道从所述贯通孔中拔出后立即闭合。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，在所述输气管道上设置有过滤器，所述过滤器构造成仅允许土壤游离气通过。

6.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述液体是氯化钠水溶液。

7.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述输气管道的直径的范围是1-3mm。

8.根据权利要求1到4中任一项所述的装置，其特征在于，所述采气组件是钻具。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述钻具包括钻头和钻杆，在所述钻头中形成有采气空间，所述采气空间与所述钻头外连通以便土壤游离气进入所述采气空间，在所述钻杆的中心形成有纵向延伸的中心管道，所述输气管道插入在所述中心管道中，所述输气管道的一端与所述钻头的采气空间密封地连通，另一端与所述集气组件密封地连通。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述钻杆的外侧壁上形成有围绕所述钻杆的螺旋叶片。