一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)的端口插入井筒系統(tǒng)的管內(nèi)鑲嵌，通過(guò)螺釘鉚接牢固，形成整體筒狀結(jié)構(gòu)。整體筒狀結(jié)構(gòu)通過(guò)鉆孔埋入地層，其內(nèi)部導(dǎo)管穿過(guò)簡(jiǎn)易封隔器預(yù)留的小孔，與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)連接。導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器預(yù)留的小孔與土壤氣取樣系統(tǒng)的氣相過(guò)濾器和氣相單向閥連接，該導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器與地面的針閥、液體取樣容器連接。設(shè)置在地面井口處的氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)通過(guò)穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器預(yù)留的小孔與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)連接。該取樣裝置結(jié)構(gòu)巧妙新穎；成本低廉、耐久性?xún)?yōu)越；場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)；應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，工程需求強(qiáng)勁，具有良好的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及淺部地層地下流體取樣領(lǐng)域，更具體涉及一種淺層井內(nèi)基于氣體推動(dòng)式原理對(duì)地下水和土壤氣分層進(jìn)行取樣的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]地下流體是關(guān)系到地球演化和地表生物生存的重要因素。地下流體取樣，通過(guò)同位素追蹤、地層殘余氣分析、化學(xué)成分測(cè)試、微生物群落特征等分析方法能連續(xù)提供大量關(guān)于地層的物理、化學(xué)和微生物信息，是對(duì)工程開(kāi)展和環(huán)境安全評(píng)估有重要指導(dǎo)意義的監(jiān)測(cè)手段之一。
[0003]要對(duì)地下流體進(jìn)行分析，首先要獲得地下流體樣品。根據(jù)工作原理分類(lèi)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的各式各樣地下流體取樣技術(shù)主要分為三種(陳禮賓.美國(guó)地下水監(jiān)測(cè)的一些方法和儀器.地下水，1988(01): 55?58):下井式定深取樣(劉景濤等.淺層地下水定深取樣器的研制.環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2008(05): 56飛8.)、泵式多級(jí)監(jiān)測(cè)取樣(盧予北.國(guó)家級(jí)一孔多層地下水示范監(jiān)測(cè)井鉆探技術(shù)與研究.探礦工程(巖土鉆掘工程)，2007(03):5^8.)、氣體推動(dòng)式取樣技術(shù)。由于下井式定深取樣技術(shù)不能進(jìn)行連續(xù)取樣；泵式多級(jí)監(jiān)測(cè)井取樣技術(shù)對(duì)地層流體擾動(dòng)過(guò)大，且不能很好適應(yīng)野外場(chǎng)地(如無(wú)220V交流電源)。因此，結(jié)合工程實(shí)際的需求，選擇氣體推動(dòng)式地下流體取樣技術(shù)。
[0004]美國(guó)伯克利實(shí)驗(yàn)室Barry Freifeld開(kāi)發(fā)的U型管取樣系統(tǒng)在美國(guó)Fr1咸水層示范工程率先應(yīng)用，單層取樣，深度達(dá)1513.9m。(Freifeld, B.M.The U-tube: A NewParadigm for Borehole Fluid Sampling.Scientific Drilling, 2009, 8(8): 41 ?45)適用于深部地層流體取樣，因此其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣、成本高昂，對(duì)于淺部地層流體的取樣沒(méi)有必要使用這樣的取樣系統(tǒng)。
[0005]發(fā)明專(zhuān)利“井內(nèi)分層氣液兩相流體保真取樣裝置”(授權(quán)專(zhuān)利號(hào):20ala63499.7)公開(kāi)了井內(nèi)分層氣液兩相流體保真取樣裝置，該裝置可以精確控制地下流體取樣層位，實(shí)現(xiàn)不同層位的氣液的取樣，同時(shí)保證取樣過(guò)程中溫度、壓力與地下流體的溫度條件一致。但是主要針對(duì)深部地層流體的取樣。
[0006]發(fā)明專(zhuān)利“一種淺層井內(nèi)分層氣液流體取樣裝置”(申請(qǐng)?zhí)?20a3a04034b5)公開(kāi)了針對(duì)淺井的一孔多層地下流體取樣裝置，該裝置基于氣體推動(dòng)式取樣技術(shù)，初步實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)地層進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)取樣，可以精確控制取樣層位，能同時(shí)進(jìn)行氣液取樣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，具有很好的場(chǎng)地適應(yīng)性(壓力源采用氮?dú)馄浚苊馐褂?20V電源)。但仍存在若干技術(shù)難點(diǎn)，如泥沙顆?；蚨窘Y(jié)冰引起小孔堵塞，導(dǎo)致取樣系統(tǒng)失效；結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)造成井筒內(nèi)原有空氣無(wú)法排除，造成內(nèi)部超壓空氣與外部水頭壓差過(guò)早平衡，導(dǎo)致地層流體無(wú)法持續(xù)進(jìn)入取樣系統(tǒng)；層間串水或井筒內(nèi)長(zhǎng)期殘留的流體，導(dǎo)致地面所取的樣品失去代表性，即無(wú)法實(shí)時(shí)反映指定地層流體粒子濃度的變化，使樣品質(zhì)量大大降低。
[0007]在保證多層取樣的功能要求和樣品的質(zhì)量要求前提下，對(duì)于淺部地層流體的取樣裝置，其耐壓、耐溫等要求要比深部地層流體取樣低一些。因此，取樣系統(tǒng)的成本應(yīng)該可以更低一些、取樣器的設(shè)計(jì)與操作應(yīng)該可以更靈活一些。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型克服現(xiàn)有地下流體取樣裝置的上述缺點(diǎn)和不足，是在于提供了一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置。該取樣裝置結(jié)構(gòu)巧妙新穎；成本低廉、耐久性?xún)?yōu)越；場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)；應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，工程需求強(qiáng)勁，具有良好的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0010]一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，它包括井筒系統(tǒng)、簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)、U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)、氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)和土壤氣取樣系統(tǒng)。
[0011]各系統(tǒng)功能及連接方式描述如下:簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)的端口插入井筒系統(tǒng)的管內(nèi)鍵嵌，并通過(guò)第一層螺釘、第二層螺釘、第三層螺釘、第四層螺釘、第五層螺釘、第六層螺釘、第七層螺釘、第八層螺釘、第九層螺釘、第十層螺釘鉚接牢固，形成一個(gè)外徑75mm，長(zhǎng)約1m的整體筒狀結(jié)構(gòu)。該整體筒狀結(jié)構(gòu)通過(guò)鉆孔埋入地層，其外側(cè)與地層直接接觸并接受地層水的緩慢滲入，其內(nèi)部設(shè)置U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)和土壤氣取樣系統(tǒng)。具體連接方式為導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器、第二簡(jiǎn)易封隔器、第三簡(jiǎn)易封隔器、第四簡(jiǎn)易封隔器、第五簡(jiǎn)易封隔器預(yù)留的8_小孔，與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)連接。導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器預(yù)留的8_小孔與土壤氣取樣系統(tǒng)的氣相過(guò)濾器和氣相單向閥連接，且該導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器與地面的針閥、液體取樣容器連接。而設(shè)置在地面井口處的氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)通過(guò)穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器預(yù)留的小孔與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)連接。在氮?dú)馄考訅合拢瑢⒕耈型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)滲入的流體壓送至地面的第一液體取樣容器、第二液體取樣容器、第三液體取樣容器，從而完成取樣。
[0012]所述的整體筒狀結(jié)構(gòu)，其連接方式為自上而下第一簡(jiǎn)易封隔器、第一井筒進(jìn)樣段和第一濾網(wǎng)、第二簡(jiǎn)易封隔器、第一井筒連接段、第三簡(jiǎn)易封隔器、第二井筒進(jìn)樣段和第二濾網(wǎng)、第四簡(jiǎn)易封隔器、第二井筒連接段、第五簡(jiǎn)易封隔器、第三井筒進(jìn)樣段和第三濾網(wǎng)、第六簡(jiǎn)易封隔器依次連接，如圖2和圖3所示。其中第一簡(jiǎn)易封隔器、第二簡(jiǎn)易封隔器、第三簡(jiǎn)易封隔器、第四簡(jiǎn)易封隔器、第五簡(jiǎn)易封隔器、第六簡(jiǎn)易封隔的端口插入第一井筒進(jìn)樣段、第二井筒進(jìn)樣段、第三井筒進(jìn)樣段或第一井筒連接段、第二井筒連接段的管內(nèi)鑲嵌，并通過(guò)沿圓周均布的第一層螺釘、第二層螺釘、第三層螺釘、第四層螺釘、第五層螺釘、第六層螺釘、第七層螺釘、第八層螺釘、第九層螺釘、第十層螺釘鉚接緊固。而第一濾網(wǎng)側(cè)面沿圓周黏貼在第一井筒進(jìn)樣段外管管壁，第一濾網(wǎng)的上下兩端分別通過(guò)第一層螺釘和第二層螺釘鉚固緊密；第二濾網(wǎng)側(cè)面沿圓周黏貼在第二井筒進(jìn)樣段外管管壁，第二濾網(wǎng)的上下兩端分別通過(guò)第五層螺釘和第六層螺釘鉚固緊密；第三濾網(wǎng)側(cè)面沿圓周黏貼在第三井筒進(jìn)樣段外管管壁，第三濾網(wǎng)的上下兩端分別通過(guò)第九層螺釘和第十層螺釘鉚固緊密。
[0013]所述的井筒系統(tǒng)包含井筒進(jìn)樣段、井筒連接段、螺釘和濾網(wǎng)。所述的井筒進(jìn)樣段，其特征在于長(zhǎng)度按實(shí)際取樣容量計(jì)算、沿圓周均布約60個(gè)2mm小孔，且在其側(cè)壁設(shè)置一層尼龍材質(zhì)的過(guò)濾網(wǎng)(濾網(wǎng)規(guī)格由地層土體顆粒粒徑分布決定，此處為200目)，此處為直徑75mm、長(zhǎng)約0.5m的PVC-U管。所述的井筒連接段，其特征在于長(zhǎng)度依據(jù)實(shí)際地層深度設(shè)計(jì)，此處為直徑75mm、長(zhǎng)4m的PVC-U管。井筒進(jìn)樣段和井筒進(jìn)樣段通過(guò)螺釘連接；
[0014]所述的簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，其特征在于不透水堵頭中間穿孔(數(shù)量由實(shí)際導(dǎo)管數(shù)決定)，其中第六簡(jiǎn)易封隔器為錐形。所述的簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，其作用在于:其上下兩端通過(guò)螺釘與井筒系統(tǒng)連接，其中間穿孔允許U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)的導(dǎo)管通過(guò)，其中其功能不允許地層水穿透，其材質(zhì)為耐久性好的PVC塑料；
[0015]所述的U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)包含儲(chǔ)流容器、三通、液相單向閥和濾芯，其連接結(jié)構(gòu)為:濾芯連接液相單向閥，單向閥通過(guò)三通與儲(chǔ)流容器和導(dǎo)管連接。所述的儲(chǔ)流容器，其作用在于井下儲(chǔ)存滲入的地下流體，其特征在于直徑(12mm)大于導(dǎo)管(8mm)，長(zhǎng)度依實(shí)際所需取水容量決定。所述的濾芯其作用在于過(guò)濾地下流體和保護(hù)單向閥，其特征在于其形狀為圓盤(pán)，其濾網(wǎng)規(guī)格為500目；
[0016]所述的氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)包含球閥、液體取樣容器、減壓閥和氮?dú)馄?，其連接結(jié)構(gòu)為:U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)從井下通往地面的兩根導(dǎo)管均設(shè)置球閥，一根導(dǎo)管的球閥后端設(shè)置液體取樣容器，另一根導(dǎo)管的球閥后端設(shè)置減壓閥。取樣操作時(shí)，減壓閥連接移動(dòng)式氮?dú)馄浚?br> [0017]所述的土壤氣取樣系統(tǒng)包含氣相過(guò)濾器、氣相單向閥、針閥和氣體取樣容器，其連接結(jié)構(gòu)在于地下的氣相過(guò)濾器連接氣相單向閥，并通過(guò)導(dǎo)管與地面的針閥和氣體取樣容器連接。所述的氣體取樣容器，其特征在于其結(jié)構(gòu)為活塞式，具有抽氣功能，類(lèi)似醫(yī)用注射器，其容積大小由實(shí)際所需的土壤氣量決定；
[0018]利用本實(shí)用新型進(jìn)行淺層井內(nèi)分層流體取樣的方法如下:
[0019]1、按照本實(shí)用新型組裝取樣裝置，根據(jù)地下水位深度設(shè)置井筒進(jìn)樣段長(zhǎng)度，根據(jù)指定目標(biāo)地層的深度設(shè)計(jì)井筒連接段對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。
[0020]2、將取樣裝置放入正在清水置換的鉆孔內(nèi)，然后進(jìn)行回填。其中井筒進(jìn)樣段對(duì)應(yīng)的深度回填透水性強(qiáng)的石英砂，井筒連接段部分回填透水性極差的膨脹土或原狀粘土，以隔斷不同層位地下流體的聯(lián)系。
[0021]3、分別開(kāi)啟氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)中與液體取樣容器和壓力源相連接的球閥，通過(guò)減壓閥逐漸增大氮?dú)馄康某鰵鈮毫?其值不大于液相單向閥的容許壓力)，使地下流體緩慢排出，直至U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)的流體排盡，由此完成洗井操作，關(guān)閉氮?dú)馄亢蜏p壓閥。
[0022]4、完成上述第3步洗井操作后，開(kāi)啟氮?dú)馄亢蜏p壓閥。地下流體，由于液相單向閥的流向限制，緩慢進(jìn)入液體取樣容器。達(dá)到所需容量后，液體取樣完畢，關(guān)閉各球閥、減壓閥和氮?dú)馄俊?br> [0023]5、重復(fù)上述過(guò)程3和4，可以對(duì)不同層位進(jìn)行多次液體取樣。
[0024]6、開(kāi)啟土壤氣取樣系統(tǒng)中與氣體取樣容器連接的針閥，采用活塞式氣體取樣容器將殘留在井筒內(nèi)的氣體抽走，空氣因氣相單向閥的流向限制，不會(huì)回流入井筒。由此完成氣體取樣前的洗井，關(guān)閉針閥；
[0025]7、完成上述第6步洗井操作一段時(shí)間后，打開(kāi)針閥，氣體取樣容器抽取指定容量的新鮮土壤氣樣品，從而實(shí)現(xiàn)土壤氣樣品取樣。
[0026]8、重復(fù)上述過(guò)程6和7，可以進(jìn)行多次土壤氣取樣。
[0027]9、取樣完畢后，檢查關(guān)閉取樣裝置的各個(gè)球閥、針閥、減壓閥，保持安置狀態(tài)直到下個(gè)周期取樣。
[0028]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0029]取樣裝置結(jié)構(gòu)巧妙新穎，克服了若干技術(shù)難點(diǎn)；安裝、操作方便；成本低廉、耐久性?xún)?yōu)越；場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)；應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，工程需求強(qiáng)勁，具有良好的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。
[0030]1、一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，該裝置通過(guò)巧妙新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，克服若干技術(shù)難點(diǎn)，盡可能保證了所取樣品的真實(shí)代表性，一定程度地延長(zhǎng)了取樣裝置的使用年限:
[0031]a)井筒進(jìn)樣段設(shè)計(jì)長(zhǎng)0.5m，其容積約等于U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)容積的兩倍。該結(jié)構(gòu)保證了洗井操作完成后取樣的流動(dòng)性和樣品質(zhì)量，而不必像其它取樣裝置采用電動(dòng)泵清空殘余液；
[0032]b)針對(duì)井筒內(nèi)空氣無(wú)法排除的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為:井筒進(jìn)樣段上下兩端設(shè)置簡(jiǎn)易封隔器止水，沿井筒進(jìn)樣段圓周全長(zhǎng)均布數(shù)個(gè)2_的進(jìn)水小孔，不留空隙；
[0033]c)為減輕泥沙顆粒引起的堵塞，對(duì)于井筒進(jìn)樣段沿圓周均布設(shè)置的2mm小孔，因地制宜地設(shè)計(jì)過(guò)濾方案。按工程土體顆粒粒徑分布(如d95為0.068-0.071mm)選取對(duì)應(yīng)規(guī)格的濾網(wǎng)(篩孔尺寸0.075mm對(duì)應(yīng)200目)；
[0034]d)為防止冬季系統(tǒng)的管道結(jié)冰堵塞，對(duì)井筒側(cè)壁(除了進(jìn)樣段)包裹多層防寒止水帷幕，并沿線(xiàn)纏繞發(fā)熱電絲保護(hù)。在冬季取樣前，對(duì)地表處預(yù)留的電極通電保溫進(jìn)行解凍；
[0035]2、一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，安裝和取樣操作均簡(jiǎn)單方便。
[0036]3、一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，該裝置所用材料為普通PVC、尼龍等塑膠材料、成本低廉，有效地降低了裝置的成本，并一定程度地提高了裝置(長(zhǎng)埋于地下水位以下的地層)的耐久性。
[0037]4、一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，壓力源采用移動(dòng)式氮?dú)馄?，整套取樣裝置無(wú)需提供220V交流電源，能適應(yīng)各種極端條件野外場(chǎng)地；
[0038]5、該裝置可廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域、不同工程目的淺層地下水和土壤氣的環(huán)境監(jiān)測(cè)，特別適用于碳捕集、利用與封存(ecus)領(lǐng)域(咸水層封存、酸氣回注、二氧化碳驅(qū)替增采石油co2-eor、二氧化碳驅(qū)替增采天然氣co2-egr、二氧化碳驅(qū)替增采煤層氣co2-ecbm、二氧化碳驅(qū)替增采頁(yè)巖氣CO2-ESG等)的C02/H2S/CH4泄漏監(jiān)測(cè)及其對(duì)淺層地下環(huán)境的影響，廣泛適用于廢棄物地下封存領(lǐng)域(垃圾填埋處置、核廢料處置、礦床浸潤(rùn)法開(kāi)采等)、淺層地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域(污染源追蹤、微生物群落分析等)，實(shí)際工程需求強(qiáng)勁，具有良好的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。
[0039]如上所述，本實(shí)用新型重點(diǎn)克服各式現(xiàn)有地下流體取樣裝置在樣品高保真度、泥沙堵塞、水合物結(jié)垢或結(jié)冰堵塞、層間串水、耐久性等方面存在的技術(shù)難點(diǎn)，提供了一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置。該取樣裝置結(jié)構(gòu)巧妙新穎、安裝及操作簡(jiǎn)便、制作成本低、耐久性?xún)?yōu)越、場(chǎng)地適應(yīng)強(qiáng)，可對(duì)長(zhǎng)期對(duì)淺部地層的地下流體和土壤氣進(jìn)行分層取樣。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖2為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-井筒系統(tǒng)示意圖；
[0042]圖3為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第一簡(jiǎn)易封隔器正視圖；
[0043]圖4為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第一簡(jiǎn)易封隔器仰視圖；
[0044]圖5為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第二簡(jiǎn)易封隔器正視圖；
[0045]圖6為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第二簡(jiǎn)易封隔器仰視圖；
[0046]圖7為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第三簡(jiǎn)易封隔器正視圖；
[0047]圖8為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第三簡(jiǎn)易封隔器仰視圖；
[0048]圖9為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第四簡(jiǎn)易封隔器正視圖；
[0049]圖10為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第四簡(jiǎn)易封隔器仰視圖；
[0050]圖11為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第五簡(jiǎn)易封隔器正視圖；
[0051]圖12為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第五簡(jiǎn)易封隔器仰視圖；
[0052]圖13為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第六簡(jiǎn)易封隔器正視圖；
[0053]圖14為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)-第六簡(jiǎn)易封隔器仰視圖；
[0054]圖15為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)示意圖；
[0055]圖16為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)示意圖；
[0056]圖17為一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置-土壤氣取樣系統(tǒng)示意圖；
[0057]其中:10—井筒系統(tǒng)，包括:11一井筒進(jìn)樣段(PVC-U管，直徑75mm，壁厚4.5mm，長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際取樣量計(jì)算得到，此處為0.5m);lla—第一井筒進(jìn)樣段(PVC-U管，直徑75mm，壁厚4.5mm，長(zhǎng)度根據(jù)地層深度關(guān)系調(diào)整，此處為4m) ； Ilb—第二井筒進(jìn)樣段；llc一第三井筒進(jìn)樣段；12—井筒連接段；12a—第一井筒連接段；12b—第二井筒連接段。13—螺釘；
[0058]13a—第一層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0059]13b—第二層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0060]13c—第三層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0061]13d—第四層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè))
[0062]13e—第五層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè)；
[0063]13f—第六層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0064]13g—第七層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0065]13h—第八層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0066]13i—第九層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0067]13j—第十層螺釘(普通螺絲釘，用于連接井筒系統(tǒng)與簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，沿井筒進(jìn)樣樣段或井筒連接段的圓周均勻分布，一組四個(gè));
[0068]14一濾網(wǎng)；
[0069]14a—第一層濾網(wǎng)(尼龍材質(zhì)，200目)；
[0070]14b—第二層濾網(wǎng)(尼龍材質(zhì)，200目)；
[0071]14c一第三層濾網(wǎng)(尼龍材質(zhì)，200目)；
[0072]20—簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)，包括:
[0073]20a一第一簡(jiǎn)易封隔器(PVC棒材加工定制,外徑68mm,中間穿8_的小孔7個(gè))；
[0074]20b—第二簡(jiǎn)易封隔器(PVC棒材加工定制，外徑68mm，中間穿8mm的小孔4個(gè))；
[0075]20c一第三簡(jiǎn)易封隔器(PVC棒材加工定制,外徑68mm,中間穿8mm的小孔3個(gè))；
[0076]20d一第四簡(jiǎn)易封隔器(PVC棒材加工定制,外徑68mm,中間穿8mm的小孔2個(gè))；
[0077]20e一第五簡(jiǎn)易封隔器(PVC棒材加工定制,外徑68mm,中間穿8mm的小孔I個(gè))；
[0078]20f一第六簡(jiǎn)易封隔器(PVC棒材加工定制,外徑68mm,中間穿8mm的小孔O個(gè))；
[0079]上述簡(jiǎn)易封隔器本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員均能制備；
[0080]30—U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)，包括:
[0081 ] 31 一儲(chǔ)流容器
[0082]31a—第一儲(chǔ)流容器(直徑12_的導(dǎo)管，長(zhǎng)度取決于實(shí)際取樣容量)；
[0083]31b一第二儲(chǔ)流容器(直徑12mm的導(dǎo)管,長(zhǎng)度取決于實(shí)際取樣容量,此處1.8m)；
[0084]31c一第三儲(chǔ)流容器(直徑12mm的導(dǎo)管,長(zhǎng)度取決于實(shí)際取樣容量,此處0.6m)；
[0085]32—二通
[0086]32a一第一三通(塑料材質(zhì),8mm卡套接口)；
[0087]32b—第二三通(塑料材質(zhì)，8mm卡套接口)；
[0088]32c—第三三通(塑料材質(zhì)，8mm卡套接口)；
[0089]33—液相單向閥
[0090]33a—第一液相單向閥(啟動(dòng)壓力2psi，彈簧式塑料單向閥)；
[0091]33b—第二液相單向閥(啟動(dòng)壓力2psi，彈簧式塑料單向閥)；
[0092]33c一第三液相單向閥(啟動(dòng)壓力2psi,彈簧式塑料單向閥)；
[0093]34一濾芯
[0094]34a—第一濾芯(加工定制，濾網(wǎng)規(guī)格500目，圓盤(pán)形)；
[0095]34b—第二濾芯(加工定制，濾網(wǎng)規(guī)格500目，圓盤(pán)形)；
[0096]34c—第三濾芯(加工定制，濾網(wǎng)規(guī)格500目，圓盤(pán)形，
[0097]上述濾芯本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員均能制備；
[0098]40—?dú)怏w推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)
[0099]41 一球閥
[0100]41a一第一球閥(塑料球閥，8mm卡套接口)；
[0101]41b一第二球閥(塑料球閥,8mm卡套接口)；
[0102]41c一第三球閥(塑料球閥，8mm卡套接口)；
[0103]41d一第四球閥(塑料球閥,8mm卡套接口)；
[0104]41e一第五球閥(塑料球閥,8mm卡套接口)；
[0105]41f一第六球閥(塑料球閥，8mm卡套接口)；
[0106]42—液體取樣容器
[0107]42a—第一液體取樣容器(容積500ml的塑料瓶或玻璃瓶)；
[0108]42b—第二液體取樣容器(容積500ml的塑料瓶或玻璃瓶)；
[0109]42c—第三液體取樣容器(容積500ml的塑料瓶或玻璃瓶)；
[0110]43—減壓閥
[0111]43a—第一減壓閥(控制氮?dú)馄砍隹诙藟毫?，防止液相單向閥過(guò)壓失效)；
[0112]43b—第二減壓閥(控制氮?dú)馄砍隹诙藟毫?，防止液相單向閥過(guò)壓失效)；
[0113]43c—第三減壓閥(控制氮?dú)馄砍隹诙藟毫Γ乐挂合鄦蜗蜷y過(guò)壓失效)；
[0114]44 一壓力源(氮?dú)馄?；
[0115]50—土壤氣取樣系統(tǒng)
[0116]51—?dú)怏w過(guò)濾器(過(guò)濾顆粒、粉塵，保護(hù)后端的氣相單向閥)；
[0117]52—?dú)庀鄦蜗蜷y(隔膜式氣相單向閥，8mm卡套接口)；
[0118]53一氣體取樣容器(容積1L,活塞式結(jié)構(gòu))；
[0119]54一針閥(塑料材質(zhì),8mm卡套接口)。
[0120]上述其它部件，均可在市場(chǎng)上購(gòu)置。

【具體實(shí)施方式】
[0121]實(shí)施例1:
[0122]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0123]根據(jù)圖1可知，一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，它包括井筒系統(tǒng)10、簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)20、U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30、氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)40和土壤氣取樣系統(tǒng)50。
[0124]各系統(tǒng)功能及連接方式描述如下:簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)20的端口插入井筒系統(tǒng)10的管內(nèi)鑲嵌，并通過(guò)第一層螺釘13a、第二層螺釘13b、第三層螺釘13c、第四層螺釘13d、第五層螺釘13e、第六層螺釘13f、第七層螺釘13g、第八層螺釘13h、第九層螺釘131、第十層螺釘13j鉚接牢固，形成一個(gè)外徑75mm，長(zhǎng)約1m的整體筒狀結(jié)構(gòu)。該整體筒狀結(jié)構(gòu)通過(guò)鉆孔埋入地層，其外側(cè)與地層直接接觸并接受地層水的緩慢滲入，其內(nèi)部設(shè)置U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30和土壤氣取樣系統(tǒng)50。具體連接方式為導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器20a、第二簡(jiǎn)易封隔器20b、第三簡(jiǎn)易封隔器20c、第四簡(jiǎn)易封隔器20d、第五簡(jiǎn)易封隔器20e預(yù)留的8mm小孔，與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30連接。導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器20a預(yù)留的8mm小孔與土壤氣取樣系統(tǒng)50的氣相過(guò)濾器51和氣相單向閥52連接，且該導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器20a與地面的針閥54、液體取樣容器53連接。而設(shè)置在地面井口處的氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)40通過(guò)穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器20a預(yù)留的小孔與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30連接。在氮?dú)馄?4加壓下，將井下U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30滲入的流體壓送至地面的第一液體取樣容器42a、第二液體取樣容器42b、第三液體取樣容器42c，從而完成取樣。
[0125]所述的整體筒狀結(jié)構(gòu)，其連接方式為自上而下第一簡(jiǎn)易封隔器20a、第一井筒進(jìn)樣段Ila和第一濾網(wǎng)14a、第二簡(jiǎn)易封隔器20b、第一井筒連接段12a、第三簡(jiǎn)易封隔器20c、第二井筒進(jìn)樣段Ilb和第二濾網(wǎng)14b、第四簡(jiǎn)易封隔器20d、第二井筒連接段12b、第五簡(jiǎn)易封隔器20e、第三井筒進(jìn)樣段Ilc和第三濾網(wǎng)14c、第六簡(jiǎn)易封隔器20f依次連接，如圖2和圖3所示。其中第一簡(jiǎn)易封隔器20a、第二簡(jiǎn)易封隔器20b、第三簡(jiǎn)易封隔器20c、第四簡(jiǎn)易封隔器20d、第五簡(jiǎn)易封隔器20e、第六簡(jiǎn)易封隔20f的端口插入第一井筒進(jìn)樣段11a、第二井筒進(jìn)樣段lib、第三井筒進(jìn)樣段Ilc或第一井筒連接段12a、第二井筒連接段12b的管內(nèi)鑲嵌，并通過(guò)沿圓周均布的第一層螺釘13a、第二層螺釘13b、第三層螺釘13c、第四層螺釘13d、第五層螺釘13e、第六層螺釘13f、第七層螺釘13g、第八層螺釘13h、第九層螺釘131、第十層螺釘13j鉚接緊固。而第一濾網(wǎng)14a側(cè)面沿圓周黏貼在第一井筒進(jìn)樣段Ila外管管壁，第一濾網(wǎng)14a的上下兩端分別通過(guò)第一層螺釘13a和第二層螺釘13b鉚固緊密；第二濾網(wǎng)14b側(cè)面沿圓周黏貼在第二井筒進(jìn)樣段Ilb外管管壁，第二濾網(wǎng)14b的上下兩端分別通過(guò)第五層螺釘13e和第六層螺釘13f鉚固緊密；第三濾網(wǎng)14c側(cè)面沿圓周黏貼在第三井筒進(jìn)樣段Ilc外管管壁，第三濾網(wǎng)14c的上下兩端分別通過(guò)第九層螺釘13i和第十層螺釘13 j鉚固緊
LU O
[0126]根據(jù)圖2可知，所述的井筒系統(tǒng)10包括第一井筒進(jìn)樣段11a、第二井筒進(jìn)樣段lib、第三井筒進(jìn)樣段11c、第一井筒連接段12a和第二井筒連接段12b，其特征在于:第一井筒進(jìn)樣段11a、第二井筒進(jìn)樣段lib、第三井筒進(jìn)樣段Ilc沿其管壁圓周鉆取60個(gè)2mm的小孔，并沿全長(zhǎng)均勻布置，使內(nèi)部空氣在地下流體滲流進(jìn)入時(shí)能自由排出。且第一井筒進(jìn)樣段11a、第二井筒進(jìn)樣段lib、第三井筒進(jìn)樣段Ilc周?chē)p繞一層200目規(guī)格的第一過(guò)濾網(wǎng)14a、第二過(guò)濾網(wǎng)14b、第三過(guò)濾網(wǎng)14c，盡量減少泥沙顆粒通過(guò)小孔滲入，其中濾網(wǎng)規(guī)格依據(jù)實(shí)際土體顆粒粒徑分布選定；其特征還在于:第一井筒進(jìn)樣段11a、第二井筒進(jìn)樣段lib、第三井筒進(jìn)樣段Ilc的允許滲入容積等于U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30實(shí)際儲(chǔ)水容積的2倍，保證地面所取的樣品能實(shí)時(shí)代表指定層位的地下流體；其特征還在于第一井筒連接段12a、第二井筒連接段12b的長(zhǎng)度由現(xiàn)場(chǎng)地層層厚關(guān)系決定，并在第一井筒連接段12a、第二井筒連接段12b外側(cè)充填不透水的原狀粘土或膨脹土，防止不同層位的地下水互串混合。
[0127]根據(jù)圖3-14可知，所述的簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)20包括第一簡(jiǎn)易封隔器20a、第二簡(jiǎn)易封隔器20b、第三簡(jiǎn)易封隔器20c、第四簡(jiǎn)易封隔器20d、第五簡(jiǎn)易封隔器20e、第六簡(jiǎn)易封隔器20f，其特征在于:第一簡(jiǎn)易封隔器20a穿8mm的小孔7個(gè)，第二簡(jiǎn)易封隔器20b穿8mm的小孔4個(gè)，第三簡(jiǎn)易封隔器20c穿8mm的小孔3個(gè)、第四簡(jiǎn)易封隔器20d穿8mm的小孔3個(gè)，第五簡(jiǎn)易封隔器20e穿8mm的小孔I個(gè)，第六簡(jiǎn)易封隔器20f不穿孔且底端為錐形，便于取樣裝置埋入地層；其特征還在于第一簡(jiǎn)易封隔器20a、第二簡(jiǎn)易封隔器20b、第三簡(jiǎn)易封隔器20c、第四簡(jiǎn)易封隔器20d、第五簡(jiǎn)易封隔器20e、第六簡(jiǎn)易封隔器20f上下端的外徑等于第一井筒進(jìn)樣段11a、第一井筒進(jìn)樣段lib、第一井筒進(jìn)樣段Ilc和第一井筒連接段12a、第二井筒連接段12b的內(nèi)徑，便于鑲嵌套入管內(nèi)，鉚接緊固；其中間段的外徑等于第一井筒進(jìn)樣段11a、第一井筒進(jìn)樣段lib、第一井筒進(jìn)樣段Ilc和第一井筒連接段12a、第二井筒連接段12b的外徑。其特征還在于第一簡(jiǎn)易封隔器20a、第二簡(jiǎn)易封隔器20b、第三簡(jiǎn)易封隔器20c、第四簡(jiǎn)易封隔器20d、第五簡(jiǎn)易封隔器20e中間預(yù)留的8mm小孔均由8mm的導(dǎo)管穿過(guò)，而其獨(dú)特的內(nèi)部設(shè)計(jì)保證由導(dǎo)管穿過(guò)的第一簡(jiǎn)易封隔器20a、第二簡(jiǎn)易封隔器20b、第三簡(jiǎn)易封隔器20c、第四簡(jiǎn)易封隔器20d、第五簡(jiǎn)易封隔器20e均不透水。
[0128]根據(jù)圖15可知，所述的U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30包括儲(chǔ)流容器31、三通32、液相單向閥33、濾芯34，其中儲(chǔ)流容器31包括第一儲(chǔ)流容器31a、第二儲(chǔ)流容器31b、第三儲(chǔ)流容器31c，三通32包括第一三通32a、第二三通32b、第三三通32c，液相單向閥33包括第一液相單向閥33a、第二液相單向閥33b、第三液相單向閥33c，濾芯34包括第一濾芯34a、第二濾芯34b、第三濾芯34c，其特征在于分三層獨(dú)立取樣:第一層連接方式由下至上依次為第一濾芯34a、第一三通33a、第一液相單向閥32a和第一儲(chǔ)流容器31a,中間均米用導(dǎo)管連接，布置于地下埋深2m的地層中，如圖4 ;第二層由下至上依次為第二濾芯34b、第二三通33b、第二液相單向閥32b和第二儲(chǔ)流容器31b，中間均采用導(dǎo)管連接，布置于地下埋深6m的地層中；第三層連接方式由下至上依次為第三濾芯34c、第三三通33c、第三液相單向閥32c和第三儲(chǔ)流容器31c，中間均采用導(dǎo)管連接，布置于地下埋深1m的地層中。
[0129]根據(jù)圖16可知，所述的氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)40包括球閥41、液體取樣容器42、減壓閥43、氮?dú)馄?4,其中球閥41包括第一球閥41a、第二球閥41b、第三球閥41c、第四球閥41d、第五球閥41e、第六球閥41f，液體取樣容42包括第一液體取樣容器42a、第二液體取樣容器42b、第三液體取樣容器42c，減壓閥43包括第一減壓閥43a、第二減壓閥43b、第三減壓閥43c，其連接結(jié)構(gòu)為:從井下通往地面連接著U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30的導(dǎo)管均設(shè)置第一球閥41a、第二球閥41b、第三球閥41c、第四球閥41d、第五球閥41e、第六球閥41f。連接第一儲(chǔ)流容器31a的導(dǎo)管后端設(shè)置第一球閥41a和第一液體取樣容器42a，連接第一三通32a的導(dǎo)管后端設(shè)置第四球閥41d和第一減壓閥43a;連接第二儲(chǔ)流容器31b的導(dǎo)管后端設(shè)置第二球閥41b和第二液體取樣容器42b，連接第二三通32b的導(dǎo)管后端設(shè)置第五球閥41e和第二減壓閥43b ;連接第三儲(chǔ)流容器31c的導(dǎo)管后端設(shè)置第三球閥41c和第三液體取樣容器42c，連接第三三通32c的導(dǎo)管后端設(shè)置第六球閥41f和第三減壓閥43c。取樣操作時(shí)，第一減壓閥43a、第二減壓閥43b、第三減壓閥43c連接移動(dòng)式氮?dú)馄?4 ；
[0130]根據(jù)圖17可知，所述的土壤氣取樣系統(tǒng)50包括氣體過(guò)濾器51、氣相單向閥52、氣體取樣容器53、針閥54，其特征在于:氣相過(guò)濾器51與氣相單向閥52連接，通過(guò)導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器20a傳輸至地面與針閥54、氣體取樣容器53連接。其特征在于選用針閥54來(lái)控制氣體流速，其特征還在于氣體取樣容器53為活塞式結(jié)構(gòu)。
[0131]利用本實(shí)用新型進(jìn)行淺層井內(nèi)分層流體取樣的方法如下:
[0132]1、按照本實(shí)用新型組裝取樣裝置，根據(jù)地下水位深度設(shè)置井筒進(jìn)樣段Ila-1lc長(zhǎng)度，根據(jù)指定目標(biāo)地層的深度設(shè)計(jì)井筒連接段12a_12c對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。
[0133]2、將取樣裝置放入正在清水置換的鉆孔內(nèi)，然后進(jìn)行回填。其中井筒進(jìn)樣段Ila-1lc對(duì)應(yīng)的深度回填透水性強(qiáng)的石英砂，井筒連接段12a_12c部分回填透水性極差的膨脹土或原狀粘土，以隔斷不同層位地下流體的聯(lián)系。
[0134]3、分別開(kāi)啟氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)40中與液體取樣容器42a或42b或42c和壓力源相連接的球閥41a-41f，通過(guò)減壓閥43a-43c逐漸增大氮?dú)馄?4的出氣壓力(其值不大于液相單向閥的容許壓力)，使地下流體緩慢排出，直至U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)30的流體排盡，由此完成洗井操作，關(guān)閉氮?dú)馄?4和減壓閥43a-43c。
[0135]4、完成上述第3步洗井操作后，開(kāi)啟氮?dú)馄?4和減壓閥43a_43c。地下流體，由于液相單向閥33a-33c的流向限制，緩慢進(jìn)入液體取樣容器42a_42c。達(dá)到所需容量后，液體取樣完畢，關(guān)閉各球閥41a-41f、減壓閥43a-43c和氮?dú)馄?4。
[0136]5、重復(fù)上述過(guò)程3和4，可以對(duì)不同層位進(jìn)行多次液體取樣。
[0137]6、開(kāi)啟土壤氣取樣系統(tǒng)50中與氣體取樣容器53連接的針閥54，采用活塞式氣體取樣容器將殘留在井筒內(nèi)的氣體抽走，空氣因氣相單向閥52的流向限制，不會(huì)回流入井筒，由此完成氣體取樣前的洗井，關(guān)閉針閥54 ；
[0138]7、完成上述第6步洗井操作一段時(shí)間后，打開(kāi)針閥54，氣體取樣容器53抽取指定容量的新鮮土壤氣樣品，從而實(shí)現(xiàn)土壤氣樣品取樣。
[0139]8、重復(fù)上述過(guò)程6和7，可以進(jìn)行多次土壤氣取樣。
[0140]9、取樣完畢后，檢查關(guān)閉取樣裝置的各個(gè)球閥41a_41f、針閥54、減壓閥43a_43c，保持安置狀態(tài)直到下個(gè)周期(如一個(gè)星期、一個(gè)月或半年)的取樣。
【權(quán)利要求】
1.一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，它包括井筒系統(tǒng)(10)、簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)(20)、U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)(30)、氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)(40)和土壤氣取樣系統(tǒng)(50)，其特征在于:簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)(20)的端口插入井筒系統(tǒng)(10)的管內(nèi)鑲嵌，通過(guò)第一層螺釘(13a)、第二層螺釘(13b)、第三層螺釘(13c)、第四層螺釘(13d)、第五層螺釘(136)、第六層螺釘(13丨)、第七層螺釘(138)、第八層螺釘(131!)、第九層螺釘(13丨)、第十層螺釘(13j)鉚接，形成一個(gè)外徑75mm，長(zhǎng)10m的整體筒狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)、第二簡(jiǎn)易封隔器(20b)、第三簡(jiǎn)易封隔器(20c)、第四簡(jiǎn)易封隔器(20d)、第五簡(jiǎn)易封隔器(20e)預(yù)留的孔，與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)(30)連接，導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)預(yù)留的孔與土壤氣取樣系統(tǒng)(50)的氣相過(guò)濾器(51)和氣相單向閥(52)連接，導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)與地面的針閥(54)、液體取樣容器(53)連接，設(shè)置在地面井口處的氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)(40)通過(guò)穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)預(yù)留的孔與U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)(30)連接； 整體筒狀結(jié)構(gòu)為自上而下第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)、第一井筒進(jìn)樣段(11a)和第一濾網(wǎng)(14a)、第二簡(jiǎn)易封隔器(20b)、第一井筒連接段(12a)、第三簡(jiǎn)易封隔器(20c)、第二井筒進(jìn)樣段(lib)和第二濾網(wǎng)(14b)、第四簡(jiǎn)易封隔器(20d)、第二井筒連接段(12b)、第五簡(jiǎn)易封隔器(20e)、第三井筒進(jìn)樣段(11c)和第三濾網(wǎng)(14c)、第六簡(jiǎn)易封隔器(20f)依次連接，其中第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)、第二簡(jiǎn)易封隔器(20b)、第三簡(jiǎn)易封隔器(20c)、第四簡(jiǎn)易封隔器(20d)、第五簡(jiǎn)易封隔器(20e)、第六簡(jiǎn)易封隔(20f)的端口插入第一井筒進(jìn)樣段(11a)、第二井筒進(jìn)樣段(lib)、第三井筒進(jìn)樣段(11c)或第一井筒連接段(12a)、第二井筒連接段(12b)的管內(nèi)鑲嵌，第一濾網(wǎng)(14a)側(cè)面沿圓周黏貼在第一井筒進(jìn)樣段(11a)外管管壁，第一濾網(wǎng)(14a)的上下兩端分別通過(guò)第一層螺釘(13a)和第二層螺釘(13b)鉚固；第二濾網(wǎng)(14b)側(cè)面沿圓周黏貼在第二井筒進(jìn)樣段(lib)外管管壁，第二濾網(wǎng)(14b)的上下兩端分別通過(guò)第五層螺釘(13e)和第六層螺釘(13f)鉚固；第三濾網(wǎng)(14c)側(cè)面沿圓周黏貼在第三井筒進(jìn)樣段(1 lc)外管管壁，第三濾網(wǎng)(14c)的上下兩端分別通過(guò)第九層螺釘(13i )和第十層螺釘(13j)鉚固緊密。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，其特征在于:所述的井筒系統(tǒng)(10)包括第一井筒進(jìn)樣段(11a)、第二井筒進(jìn)樣段(lib)、第三井筒進(jìn)樣段(11c),第一井筒連接段(12a)、第二井筒連接段(12b)，沿第一井筒進(jìn)樣段(11a)、第二井筒進(jìn)樣段(lib)、第三井筒進(jìn)樣段(11c)管壁圓周鉆取60個(gè)2mm的孔，并在該進(jìn)樣段管壁周?chē)謩e纏繞一層200目的第一過(guò)濾網(wǎng)(14a)、第二過(guò)濾網(wǎng)(14b)、第三過(guò)濾網(wǎng)(14c)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，其特征在于:所述的簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)(20)包括第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)、第二簡(jiǎn)易封隔器(20b)、第三簡(jiǎn)易封隔器(20c)、第四簡(jiǎn)易封隔器(20d)、第五簡(jiǎn)易封隔器(20e)、第六簡(jiǎn)易封隔器(20f)，第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)穿8mm的孔，第二簡(jiǎn)易封隔器(20b)穿8mm的孔，第三簡(jiǎn)易封隔器(20c)穿8mm的孔、第四簡(jiǎn)易封隔器(20d)穿8mm的孔，第五簡(jiǎn)易封隔器(20e)穿8mm的孔，第六簡(jiǎn)易封隔器(20f)不穿孔底端為錐形，第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)、第二簡(jiǎn)易封隔器(20b)、第三簡(jiǎn)易封隔器(20c)、第四簡(jiǎn)易封隔器(20d)、第五簡(jiǎn)易封隔器(20e)、第六簡(jiǎn)易封隔器(20f)上下端的外徑等于第一井筒進(jìn)樣段(11a)、第二井筒進(jìn)樣段(lib)、第三井筒進(jìn)樣段(11c)和第一井筒連接段(12a)、第二井筒連接段(12b)的內(nèi)徑，簡(jiǎn)易封隔器系統(tǒng)鑲嵌套入第一井筒進(jìn)樣段(11a)、第二井筒進(jìn)樣段(lib)、第三井筒進(jìn)樣段(Ilc)和第一井筒連接段(12a)、第二井筒連接段(12b)內(nèi)，并用螺釘(13)鉚接，第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)、第二簡(jiǎn)易封隔器(20b)、第三簡(jiǎn)易封隔器(20c)、第四簡(jiǎn)易封隔器(20d)、第五簡(jiǎn)易封隔器(20e沖間預(yù)留的8mm孔均由8mm的導(dǎo)管穿過(guò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，其特征在于:所述的U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)(30)包括儲(chǔ)流容器(31)、三通(32)、液相單向閥(33)、濾芯(34)，儲(chǔ)流容器(31)包括第一儲(chǔ)流容器(31a)、第二儲(chǔ)流容器(31b)、第三儲(chǔ)流容器(31c)，三通(32)包括第一三通(32a)、第二三通(32b)、第三三通(32c)，液相單向閥(33)包括第一液相單向閥(33a)、第二液相單向閥(33b)、第三液相單向閥(33c)，濾芯(34)包括第一濾芯(34a)、第二濾芯(34b)、第三濾芯(34c)，第一層連接方式由下至上依次為第一濾芯(34a)、第一三通(33a)、第一液相單向閥(32a)和第一儲(chǔ)流容器(31a),米用導(dǎo)管連接,第二層由下至上依次為第二濾芯(34b)、第二三通(33b)、第二液相單向閥(32b)和第二儲(chǔ)流容器(31b)，采用導(dǎo)管連接，第三層由下至上依次為第三濾芯(34c)、第三三通(33c)、第三液相單向閥(32c )和第三儲(chǔ)流容器(31c)，采用導(dǎo)管連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，其特征在于:所述的氣體推動(dòng)式地面液體取樣系統(tǒng)(40)包括球閥(41)、液體取樣容器(42)、減壓閥(43)、氮?dú)馄?44)，球閥(41)包括第一球閥(41a)、第二球閥(41b)、第三球閥(41c)、第四球閥(41d)、第五球閥(41e)、第六球閥(41f)，液體取樣容器42包括第一液體取樣容器42a、第二液體取樣容器42b、第三液體取樣容器42c，減壓閥(43)包括第一減壓閥(43a)、第二減壓閥(43b)、第三減壓閥(43c)，從井下通往地面連接著U型管地下液體進(jìn)樣系統(tǒng)(30)的導(dǎo)管設(shè)置第一球閥(41a)、第二球閥(41b)、第三球閥(41c)、第四球閥(41d)、第五球閥(41e)、第六球閥(41f)，連接第一儲(chǔ)流容器(31a)的導(dǎo)管后端設(shè)置第一球閥(41a)和第一液體取樣容器(42a)，連接第一三通(32a)的導(dǎo)管后端設(shè)置第四球閥(41d)和第一減壓閥(43a);連接第二儲(chǔ)流容器(31b)的導(dǎo)管后端設(shè)置第二球閥(41b)和第二液體取樣容器(42b)，連接第二三通(32b)的導(dǎo)管后端設(shè)置第五球閥(41e)和第二減壓閥(43b);連接第三儲(chǔ)流容器(31c)的導(dǎo)管后端設(shè)置第三球閥(41c)和第三液體取樣容器(42c)，連接第三三通(32c)的導(dǎo)管后端設(shè)置第六球閥(41f )和第二減壓閥(43c),第一減壓閥(43a)、第二減壓閥(43b)、第二減壓閥(43c)連接移動(dòng)式氮?dú)馄?44)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體推動(dòng)式地下流體分層取樣裝置，其特征在于:所述的土壤氣取樣系統(tǒng)(50)包括氣體過(guò)濾器(51)、氣相單向閥(52)、氣體取樣容器(53)、針閥(54)，氣相過(guò)濾器(51)與氣相單向閥(52)連接，通過(guò)導(dǎo)管穿過(guò)第一簡(jiǎn)易封隔器(20a)傳輸至地面與針閥(54)、氣體取樣容器(53)連接。
【文檔編號(hào)】E21B49/08GK204098908SQ201420242152
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】李小春, 劉學(xué)浩, 李琦, 方志明 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所