CN211602549U - 一种地下气样液样采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地下气样液样采集装置，包括取样头、套管、储样管和电动伸缩件，套管竖向设置，且上端封口，取样头内部中空，其侧壁上具有与其内部连通的进样口，取样头置于套管的下端，且其上端与套管下端连接，取样头上端位于套管内向上设有凸起部，且凸起部的上端顶部设有出样口，且出样口处设有第一启闭阀组件，电动伸缩件安装在套管内上端，其伸缩端朝下，储样管竖向置于套管内，并位于电动伸缩件的下方，其上端封口，其下端敞口，且凸起部经储样管下端伸入到储样管内，并与储样管下端密封滑动连接，储样管内位于第一启闭阀组件的上方设有与第一启闭阀组件相互联动的第二启闭阀组件，第二启闭阀组件将储样管内分割成一个储样腔。其取样方便。

Description

一种地下气样液样采集装置

技术领域

本实用新型属于采样设备领域，尤其涉及一种地下气样液样采集装置。

背景技术

浅层气泛指埋置于地表以下1500m以内的天然气(包含有机、无机或混合成因气)。富含浅层气的地层称为含气地层。含气地层普遍分布在沼泽湿地、河口、三角洲、湖泊和海底沉积物以及含油气资源相对丰富的浅部地层中。土层中的气体主要来源于有机质在厌氧菌作用下分解形成和生物成因气和深部油气、地幔气以及岩浆活动中所产生并通过渗漏和扩散作用后经向上运移被封闭于浅表地层中的气体，通常情况下富含浅层气的气体，也含有地下水。含气地层对土木工程而言，属于一种特殊的工程地质灾害。随着我国对地下空间开发的深入，越来越多的工程遭遇到了地下浅层气，浅层气地质灾害问题愈发突出。当工程遭遇含气或含有害气体的地层时，获取含气地层中原位气样液样，对于反演所建工程场地中含气土层的产气环境、产气年代和气体聚集过程等十分重要。因此，原位气样样品的采集质量将直接影响到测试结果的准确性，进而影响反演的合理性判断。

目前，取气样液样方式大多采用了先钻探成孔，成孔后在地表再将取样器放入钻孔内进行气样液样采集。这种方式由于预先钻孔，往往会造成地层沿不同深度层位的气体、液样与其它土层的样品混合在一起，从而导致所取气样液样并非完全是从所预定的含气地层中获取的，可能导致化验结果出现偏差。另一方面有些类似结构的采样器结构复杂、具体操作比较困难，很难达到理想的取气、取水的效果。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于一种结构简单，能同时对地下浅层气中气体和液体同时进行采样的装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种地下气样液样采集装置，包括取样头、套管、储样管和电动伸缩件，所述套管竖直设置且上端封口，所述取样头内部中空，其侧壁上具有与其内部连通的进样口，所述取样头的上端与所述套管下端连接，所述取样头上端设有伸至所述套管内的凸起部，且所述凸起部的上端顶部设有出样口，且所述出样口处设有第一启闭阀组件，所述电动伸缩件安装在所述套管内部的上端，其伸缩端朝下，所述储样管竖向置于所述套管内，并位于所述电动伸缩件的下方，其上端封口，下端敞口，且所述凸起部经所述储样管下端伸入到所述储样管内，并与所述储样管下端密封滑动连接，所述储样管内位于所述第一启闭阀组件上方的位置设有与所述第一启闭阀组件相互联动的第二启闭阀组件，所述第二启闭阀组件将所述储样管内分割成一个储样腔，所述电动伸缩件的伸缩端与所述储样管的上端传动连接，所述电动伸缩件伸长以驱动所述储样管向下滑动至将所述第一启闭阀组件和第二启闭阀组件同步打开，以使得进入到取样头内的液样和气样并经所述第一启闭阀组件和第二启闭阀组件进入到所述储样腔内，或所述电动伸缩件收缩以驱动所述储样管向上滑动至复位以使得第一启闭阀组件和第二启闭阀组件均关闭并完成取样。

上述技术方案的有益效果在于：由电动伸缩件来伸长或收缩以驱动所述储样管上下滑动以带动第一启闭阀组件和第二启闭阀组件联动打开或关闭，以实现将地下层的液样和气样混合的储存在储样腔内，从而完成取样，其中，储样腔内在初始状态下需先抽真空，如此能在第一启闭阀组件和第二启闭阀组件打开时迅速的将气样和液样吸入到储样腔内，同时还能保证储液腔内气样的纯度。

上述技术方案中所述取样头还包括锥体、取样壳和透水石，所述锥体的锥尖端朝下，所述取样壳位于所述锥体的上方，且所述取样壳的下端中部向下凸起，且其凸起处的下端并与所述锥体的上端中部连接固定，所述取样壳内部中空，所述进样口为多个，并均布在所述凸起处的上端侧壁上，所述透水石填充在所述凸起处上端的外周，并将多个所述进样口覆盖，所述取样壳的上端与所述套管下端连接固定，所述取样壳上端中部向上凸起形成所述凸起部。

上述技术方案的有益效果在于：设置椎体便于该采集装置沉入钻孔内，而设置透水石使得其对进入到取样头内的液样和气样进行过滤，避免泥渣进入到取样头内。

上述技术方案中所述第一启闭阀组件包括第一弹性件和第一阀块，所述第一弹性件竖向安装在所述取样壳内，其下端与所述取样壳连接固定，所述第一阀块安装在所述第一弹性件的上端，所述第一阀块在所述第一弹性件的弹性张力作用下抵接在所述出样口处并将所述出样口封堵，在外力作用下，向下挤压所述第一阀块克服所述第一弹性件的弹性张力向下移动并将所述出样口打开。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，利用第一弹性件的弹性张力将所述第一阀块抵接在所述出样口处以将所述出样口封堵，其启闭方便，在便于操控。

上述技术方案中所述第二启闭阀组件包括第二弹性件、第二阀块、第三阀块、第一隔板、第二隔板和连杆，所述第一隔板和第二隔板均上下间隔的水平设置在所述储样管内，所述第一隔板和第二隔板上均设有上下贯穿的通孔，且所述第一隔板和第二隔板上通孔以及所述出样口位于同一竖直线上，所述第二阀块和第三阀块分别设置在所述第一隔板和第二隔板的上端的通孔处，所述连杆竖直设置，并穿过两个所述通孔且与所述第二阀块和第三阀块连接固定，且所述连杆的下端向下延伸至穿过所述出样口与所述第一阀块的上端接触，所述第二弹性件竖向设置在所述第三阀块与所述第一隔板之间，且其两端与所述第三阀块和第一隔板相互靠近的一端相互抵接，所述储样管在所述电动伸缩件的驱动下向下滑动，并通过所述连杆向下挤压所述第一阀块克服所述第一弹性件的弹性张力将所述出样口打开，直至所述第一阀块向所述连杆施加向上的作用力并向上顶所述连杆以将所述第一隔板和第二隔板上的两个通孔打开，或所述储样管在所述电动伸缩件的驱动下向上滑动至复位，且所述第二启闭阀组件和第一启闭阀组件先后恢复关闭。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，其启闭方便，且便于操控。

上述技术方案中所述套管包括管体和槽体形的端盖，所述管体竖向设置，所述端盖的槽口朝下，且其槽口处与所述管体上端连接，所述电动伸缩件安装在所述端盖内顶壁上。

上述技术方案的有益效果在于：便于将储样管取出以将液样和气样从储样腔内取出。

上述技术方案中所述储样腔内中部水平设有一个透气阻水膜，所述透气阻水膜将所述储样腔分割成上方的储气腔和下方的储水腔，所述储样管上端端部设有与所述储气腔内部连通的气孔，且在气孔处设有堵头或第三启闭阀组件，经所述第二启闭阀组件进入到所述储样腔内的气样和液样在储样腔内经所述透气阻水膜分离，并将液样和气样分别储存在储水腔和储气腔内。

上述技术方案的有益效果在于：通过透气阻水膜使得气样和液样在储液腔内自行分离，同时设置堵头或第三启闭阀组件，使得储气腔内的气样便于排出。

上述技术方案中所述第三启闭阀组件包括第三隔板、第四阀块和第三弹性件，所述第三隔板水平置于所述储气腔内，且其上设有上下贯穿其的孔洞，所述第三弹性件竖向安装在所述第三隔板的上端，所述第四阀块安装在所述第三弹性件的上端，所述第四阀块在所述第三弹性件的弹性张力作用下将所述气孔封堵，所述第四阀块在外力向下挤压作用下向下移动以将所述气孔打开。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，启闭方便，便于操控。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的地下气样液氧采集装置的结构简图；

图2为本实用新型实施例所述储样管与所述第二启闭阀组件的结构简图；

图3为本实用新型实施例中所述取样头的结构简图。

图中：1取样头、11第一启闭阀组件、111第一弹性件、112第一阀块、12锥体、13取样壳、14透水石、2套管、21管体、22端盖、3储样管、31第二启闭阀组件、311第二弹性件、312第二阀块、313 第三阀块、314第一隔板、315第二隔板、316连杆、32透气阻水膜、33第三启闭阀组件、331第三隔板、332第四阀块、333第三弹性件、4电动伸缩件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种地下气样液样采集装置，包括取样头1、套管2、储样管3和电动伸缩件4，所述套管2竖直设置且上端封口，所述取样头1内部中空，其侧壁上具有与其内部连通的进样口，所述取样头1的上端与所述套管2下端连接，所述取样头1上端设有伸至所述套管2内的凸起部，且所述凸起部的上端顶部设有出样口，且所述出样口处设有第一启闭阀组件11，所述电动伸缩件4 安装在所述套管2内部的上端，其伸缩端朝下，所述储样管3竖向置于所述套管2内，并位于所述电动伸缩件4的下方，其上端封口，下端敞口，且所述凸起部经所述储样管3下端伸入到所述储样管3内，并与所述储样管3下端密封滑动连接，所述储样管3内位于所述第一启闭阀组件11上方的位置设有与所述第一启闭阀组件11相互联动的第二启闭阀组件31，所述第二启闭阀组件31将所述储样管3内分割成一个储样腔，所述电动伸缩件4的伸缩端与所述储样管3的上端传动连接，所述电动伸缩件4伸长以驱动所述储样管3向下滑动至将所述第一启闭阀组件11和第二启闭阀组件31同步打开，以使得进入到取样头1内的液样和气样并经所述第一启闭阀组件11和第二启闭阀组件31进入到所述储样腔内，或所述电动伸缩件4收缩以驱动所述储样管3向上滑动至复位以使得第一启闭阀组件11和第二启闭阀组件31均关闭并完成取样。由电动伸缩件来伸长或收缩以驱动所述储样管上下滑动以带动第一启闭阀组件和第二启闭阀组件联动打开或关闭，以实现将地下层的液样和气样混合的储存在储样腔内，从而完成取样，其中，储样腔内在初始状态下需先抽真空，如此能在第一启闭阀组件和第二启闭阀组件打开时迅速的将气样和液样吸入到储样腔内，同时还能保证储液腔内气样的纯度。

其中，如图3所示，上述技术方案中所述取样头1还包括锥体12、取样壳13和透水石14，所述锥体12的锥尖端朝下，所述取样壳13位于所述锥体12的上方，且所述取样壳13的下端中部向下凸起，且其凸起处的下端并与所述锥体12的上端中部连接固定，所述取样壳13内部中空，所述进样口为多个，并均布在所述凸起处的上端侧壁上，所述透水石14填充在所述凸起处上端的外周，并将多个所述进样口覆盖，所述取样壳13的上端与所述套管2下端连接固定，所述取样壳13上端中部向上凸起形成所述凸起部。设置椎体便于该采集装置沉入钻孔内，而设置透水石使得其对进入到取样头内的液样和气样进行过滤，避免泥渣进入到取样头内。

其中，优选的，所述椎体与所述取样壳螺纹连接，所述取样壳与所述套管下端螺纹连接，如此便于拆卸。

上述技术方案中所述第一启闭阀组件11包括第一弹性件111和第一阀块112，所述第一弹性件111 竖向安装在所述取样壳13内，其下端与所述取样壳13连接固定，所述第一阀块112安装在所述第一弹性件111的上端，所述第一阀块112在所述第一弹性件111的弹性张力作用下抵接在所述出样口处并将所述出样口封堵，在外力作用下，向下挤压所述第一阀块112克服所述第一弹性件111的弹性张力向下移动并将所述出样口打开。其结构简单，利用第一弹性件的弹性张力将所述第一阀块抵接在所述出样口处以将所述出样口封堵，其启闭方便，在便于操控。

如图2所示，上述技术方案中所述第二启闭阀组件31包括第二弹性件311、第二阀块312、第三阀块313、第一隔板314、第二隔板315和连杆316，所述第一隔板314和第二隔板315均上下间隔的水平设置在所述储样管3内，所述第一隔板314和第二隔板315上均设有上下贯穿的通孔，且所述第一隔板314和第二隔板315上通孔以及所述出样口位于同一竖直线上，所述第二阀块312和第三阀块313 分别设置在所述第一隔板314和第二隔板315的上端的通孔处，所述连杆316竖直设置，并穿过两个所述通孔且与所述第二阀块312和第三阀块313连接固定，且所述连杆316的下端向下延伸至穿过所述出样口与所述第一阀块112的上端接触，所述第二弹性件311竖向设置在所述第三阀块313与所述第一隔板314之间，且其两端与所述第三阀块313和第一隔板314相互靠近的一端相互抵接，所述储样管3 在所述电动伸缩件4的驱动下向下滑动，并通过所述连杆向下挤压所述第一阀块克服所述第一弹性件的弹性张力将所述出样口打开，直至所述第一阀块向所述连杆施加向上的作用力并向上顶所述连杆以将所述第一隔板和第二隔板上的两个通孔打开，或所述储样管3在所述电动伸缩件4的驱动下向上滑动至复位，且所述第二启闭阀组件31和第一启闭阀组件11先后恢复关闭(二者的关闭的过程为其打开过程的逆过程)，其结构简单，其启闭方便，且便于操控。

上述技术方案中所述套管2包括管体21和槽体形的端盖22，所述管体21竖向设置，所述端盖22 的槽口朝下，且其槽口处与所述管体21上端连接(优选的，二者螺纹连接)，所述电动伸缩件4安装在所述端盖22内顶壁上，便于将储样管取出以将液样和气样从储样腔内取出。

上述技术方案中所述储样腔内中部水平设有一个透气阻水膜32，所述透气阻水膜32将所述储样腔分割成上方的储气腔和下方的储水腔，所述储样管3上端端部设有与所述储气腔内部连通的气孔，且在气孔处设有堵头或第三启闭阀组件33，经所述第二启闭阀组件31进入到所述储样腔内的气样和液样在储样腔内经所述透气阻水膜32分离，并将液样和气样分别储存在储水腔和储气腔内，通过透气阻水膜使得气样和液样在储液腔内自行分离，同时设置堵头或第三启闭阀组件，使得储气腔内的气样便于排出。

上述技术方案中所述第三启闭阀组件33包括第三隔板331、第四阀块332和第三弹性件333，所述第三隔板、331、水平置于所述储气腔内，且其上设有上下贯穿其的孔洞，所述第三弹性件333竖向安装在所述第三隔板331的上端，所述第四阀块332安装在所述第三弹性件333的上端，所述第四阀块 332在所述第三弹性件333的弹性张力作用下将所述气孔封堵，所述第四阀块332在外力向下挤压作用下向下移动以将所述气孔打开，其结构简单，启闭方便，便于操控。

其中，优选的，所述电动伸缩件优选的为伸缩电缸，其电源线由内向外穿出至所述端盖外，且在穿出处进行密封处理，具体密封处理属于现有技术，在此不作赘述。

其中，本实施例所请求保护的采样装置的位于端盖的上端中部设有螺纹连接柱，所述螺纹连接柱用以与静力触探杆的下端螺纹连接，其中，静力触探杆为空心管，其内可穿出电动伸缩件的电源线，而电动伸缩件的电源线由螺纹连接处的上端中部引出至静力触探杆上，在使用时将安装有该采用装置的静力触探杆经预先钻取的孔洞伸入到地表下预定深度，静止20-30min即可控制电动伸缩件伸长以吸入气样和液样，然后间隔一段时间控制电动伸缩件收缩以将气样和液样储存在储样管内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种地下气样液样采集装置，其特征在于，包括取样头(1)、套管(2)、储样管(3)和电动伸缩件(4)，所述套管(2)竖直设置且上端封口，所述取样头(1)内部中空，其侧壁上具有与其内部连通的进样口，所述取样头(1)的上端与所述套管(2)下端连接，所述取样头(1)上端设有伸至所述套管(2)内的凸起部，且所述凸起部的上端顶部设有出样口，且所述出样口处设有第一启闭阀组件(11)，所述电动伸缩件(4)安装在所述套管(2)内部的上端，其伸缩端朝下，所述储样管(3)竖向置于所述套管(2)内，并位于所述电动伸缩件(4)的下方，其上端封口，下端敞口，且所述凸起部经所述储样管(3)下端伸入到所述储样管(3)内，并与所述储样管(3)下端密封滑动连接，所述储样管(3)内位于所述第一启闭阀组件(11)上方的位置设有与所述第一启闭阀组件(11)相互联动的第二启闭阀组件(31)，所述第二启闭阀组件(31)将所述储样管(3)内分割成一个储样腔，所述电动伸缩件(4)的伸缩端与所述储样管(3)的上端传动连接，所述电动伸缩件(4)伸长以驱动所述储样管(3)向下滑动至将所述第一启闭阀组件(11)和第二启闭阀组件(31)同步打开，以使得进入到取样头(1)内的液样和气样并经所述第一启闭阀组件(11)和第二启闭阀组件(31)进入到所述储样腔内，或所述电动伸缩件(4)收缩以驱动所述储样管(3)向上滑动至复位以使得第一启闭阀组件(11)和第二启闭阀组件(31)均关闭并完成取样。

2.根据权利要求1所述的地下气样液样采集装置，其特征在于，所述取样头(1)还包括锥体(12)、取样壳(13)和透水石(14)，所述锥体(12)的锥尖端朝下，所述取样壳(13)位于所述锥体(12)的上方，且所述取样壳(13)的下端中部向下凸起，且其凸起处的下端并与所述锥体(12)的上端中部连接固定，所述取样壳(13)内部中空，所述进样口为多个，并均布在所述凸起处的上端侧壁上，所述透水石(14)填充在所述凸起处上端的外周，并将多个所述进样口覆盖，所述取样壳(13)的上端与所述套管(2)下端连接固定，所述取样壳(13)上端中部向上凸起形成所述凸起部。

3.根据权利要求2所述的地下气样液样采集装置，其特征在于，所述第一启闭阀组件(11)包括第一弹性件(111)和第一阀块(112)，所述第一弹性件(111)竖向安装在所述取样壳(13)内，其下端与所述取样壳(13)连接固定，所述第一阀块(112)安装在所述第一弹性件(111)的上端，所述第一阀块(112)在所述第一弹性件(111)的弹性张力作用下抵接在所述出样口处，并将所述出样口封堵，在外力作用下，向下挤压所述第一阀块(112)克服所述第一弹性件(111)的弹性张力向下移动并将所述出样口打开。

4.根据权利要求3所述的地下气样液样采集装置，其特征在于，所述第二启闭阀组件(31)包括第二弹性件(311)、第二阀块(312)、第三阀块(313)、第一隔板(314)、第二隔板(315)和连杆(316)，所述第一隔板(314)和第二隔板(315)均上下间隔的水平设置在所述储样管(3)内，所述第一隔板(314)和第二隔板(315)上均设有上下贯穿的通孔，且所述第一隔板(314)和第二隔板(315)上的通孔以及所述出样口位于同一竖直线上，所述第二阀块(312)和第三阀块(313)分别设置在所述第一隔板(314)和第二隔板(315)的上端的通孔处，所述连杆(316)竖直穿过两个所述通孔，且与所述第二阀块(312)和第三阀块(313)连接固定，所述连杆(316)的下端向下延伸至穿过所述出样口，并与所述第一阀块(112)的上端接触，所述第二弹性件(311)竖向设置在所述第三阀块(313)与所述第一隔板(314)之间，且其两端与所述第三阀块(313)和第一隔板(314)相互靠近的一端相互抵接，所述储样管(3)在所述电动伸缩件(4)的驱动下向下滑动，并通过所述连杆向下挤压所述第一阀块克服所述第一弹性件的弹性张力将所述出样口打开，直至所述第一阀块向所述连杆施加向上的作用力并向上顶所述连杆以将所述第一隔板和第二隔板上的两个通孔打开，或所述储样管(3)在所述电动伸缩件(4)的驱动下向上滑动至复位，且所述第二启闭阀组件(31)和第一启闭阀组件(11)先后恢复关闭。

5.根据权利要求1-4任一项所述的地下气样液样采集装置，其特征在于，所述套管(2)包括管体(21)和槽体形的端盖(22)，所述管体(21)竖向设置，所述端盖(22)的槽口朝下，且其槽口处与所述管体(21)上端连接，所述电动伸缩件(4)安装在所述端盖(22)内顶壁上。

6.根据权利要求5所述的地下气样液样采集装置，其特征在于，所述储样腔内中部水平设有一个透气阻水膜(32)，所述透气阻水膜(32)将所述储样腔分割成上方的储气腔和下方的储水腔，所述储样管(3)上端端部设有与所述储气腔内部连通的气孔，且在气孔处设有堵头或第三启闭阀组件(33)，经所述第二启闭阀组件(31)进入到所述储样腔内的气样和液样在储样腔内经所述透气阻水膜(32)分离，并将液样和气样分别储存在储水腔和储气腔内。

7.根据权利要求6所述的地下气样液样采集装置，其特征在于，所述第三启闭阀组件(33)包括第三隔板(331)、第四阀块(332)和第三弹性件(333)，所述第三隔板(331)水平置于所述储气腔内，且其上设有上下贯穿其的孔洞，所述第三弹性件(333)竖向安装在所述第三隔板(331)的上端，所述第四阀块(332)安装在所述第三弹性件(333)的上端，所述第四阀块(332)在所述第三弹性件(333)的弹性张力作用下将所述气孔封堵，所述第四阀块(332)在外力向下挤压作用下向下移动以将所述气孔打开。

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