一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置的制作方法

本发明涉及油气地球化学勘探技术领域，尤其涉及一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置。

背景技术：

在地下深部油气形成后，经过运移后，在圈闭中形成油气藏。在油气运移过程中或成藏后，油气会发生逸散，直至散失到地表。油气沿开启性断层逸散至地表成为宏渗漏。而油气藏中的油气，由于有盖层或其它封盖体的作用，其渗漏量是很小的称为微渗漏。这些微渗漏到地表的油气会在地壳近地表范围引起一系列的物理化学变化，根据这些变化规律，很多学者发明了一些勘探油气的地球化学方法，取得了一些成功的案例。但由于以往的方法多为间接的方法，有众多影响因素，且具有多解性，故实用性不强，未能得到广泛应用。

在大部分情况下,烃类渗漏是很微量的,因此人们不能直观地发现这种微渗漏。然而,随着分析测试技术的发展,使得人们可以通过各种检测仪器与方法发现这些微渗漏,而且可以对这些微渗漏进行定量测试与研究,例如国外的KOV指纹技术和国内的吸附丝技术就是其中的一些代表性技术。但是由于没有很好地解决土壤中烃类气体的采集问题，这些方法也未能得到推广应用。

由于微渗漏到地表的烃类气体是非常微量的，在采集时就存在很大的困难。KOV技术和吸附丝技术虽然解决了某些特定条件下烃类气体的采集问题，但多数土壤条件下是不能有效应用的，尤其是在土壤含水比较多的情况下，则上述方法完全失效。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，能够适应各种土壤情况，能够有效富集并采集土壤中烃类气体。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，包括从外到内依次设置的外部保护层、中间隔水层和内部气体捕获芯，其中，所述外部保护层包括外筒，所述外筒上密布有供气体和液体流通的外筒小孔；所述中间隔水层包括从外到内依次设置的第一隔水外护层、防水保护膜和第二隔水外护层。

进一步地，所述内部气体捕获芯由两个半圆柱体相互扣合组成。

进一步地，所述半圆柱体包括防护网外壳和设置在所述防护网外壳中的气体吸附材料填充物。

进一步地，所述外筒的上端设有外螺纹扣，所述外筒通过所述外螺纹扣与辅助杆相连。

进一步地，在所述外部保护层的内侧底部设有支撑环板，所述中间隔水层设置在所述支撑环板上。

进一步地，在所述外部保护层与所述中间隔水层之间设有密封垫圈，所述密封垫圈设置在所述的第一隔水外护层和防水保护膜的顶部。

具体地，所述第一隔水外护层和所述第二隔水外护层均为网状结构。

具体地，所述外筒为圆柱形结构，所述外筒的外径为40mm，所述外筒的高度为50mm，所述外筒的筒壁厚度为5mm。

具体地，所述外筒小孔布置在所述外筒的底面和侧壁上，所述外筒小孔是直径为0.5mm的圆形孔。

具体地，所述外筒上设有GPS定位装置。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，外保护层能够阻隔泥沙等物质进入，使土壤气采集顺利进行，中隔水层能够将水隔离在外，以保证内部气体捕获材料有效捕获土壤气，内部气体捕获芯使土壤气能够富集。

本发明提供的用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，结构简单，体积小，便于存放和携带，能够适应各种土壤情况，能够有效采集土壤中的气体样品，尤其是土壤中的烃类气体，提高地化勘探的精度。

附图说明

图1是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置的结构示意图；

图2是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置的俯视图；

图3是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置图2的A-A向剖视图；

图4是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置中外部保护层的结构示意图；

图5是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置中外部保护层的俯视图；

图6是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置中外部保护层图5的B-B向剖视图；

图7是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置中半圆柱体的结构示意图；

图8是本发明实施例用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置中支撑环板的结构示意图。

图中：1：外部保护层；101：外螺纹扣；2：第一隔水外护层；3：防水保护膜；4：第二隔水外护层；5：支撑环板；6：内部气体捕获芯；601：半圆柱体；7：密封垫圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，本发明实施例提供一种用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，包括从外到内依次设置的外部保护层1、中间隔水层和内部气体捕获芯6。

其中，所述外部保护层1包括外筒，所述外筒上密布有供气体和液体流通的外筒小孔。将本装置埋入地表以下时，通过所述外部保护层1阻隔泥沙等物质进入，而气体和液体可以流入，起保护作用，防止泥沙堵塞内部孔隙，影响气体通过。

其中，所述中间隔水层包括从外到内依次设置的第一隔水外护层2、防水保护膜3和第二隔水外护层4。通过所述中间隔水层将水隔离在外，以保证内部气体捕获材料的有效性。

其中，所述内部气体捕获芯6由两个半圆柱体601相互扣合组成。所述半圆柱体601包括防护网外壳和设置在所述防护网外壳中的气体吸附材料填充物，所述防护网外壳采用金属材料制成，气体穿过所述防护网外壳后被其内部的气体吸附材料填充物所吸附，从而达到捕获和富集土壤气体的目的。

具体来说，所述外筒为圆柱形结构，所述外筒的外径优选设置为40mm，所述外筒的高度优选设置为50mm，所述外筒的筒壁厚度优选设置为5mm。

其中，所述外筒小孔布置在所述外筒的底面和侧壁上，所述外筒小孔可采用直径为0.5mm的圆形孔，从而达到阻隔泥沙，且使气体和液体顺利流入的目的。

此外，所述外筒的上端设有外螺纹扣101，所述外筒通过所述外螺纹扣101用于与辅助杆相连，便于操作。

具体来说，所述第一隔水外护层2和所述第二隔水外护层4均为网状结构，其中网状结构的网孔密度为每平方厘米9～16个网孔，网孔可设置为直径0.5mm的圆形孔，从而保证气体的顺利流通，而将所述防水保护膜3设置在所述第一隔水外护层2和所述第二隔水外护层4之间，则可以有效的将水隔离在外。

此外，在所述外部保护层1的内侧底部设有支撑环板5，所述中间隔水层设置在所述支撑环板5上，所述支撑环板5不仅起到支撑所述中间隔水层的作用，而且能够保证在所述外部保护层1与所述中间隔水层之间保留一定的空间，以便气体顺利流通。

此外，在所述外部保护层1与所述中间隔水层之间还设有密封垫圈7，用以保证水不会通过所述外部保护层1与所述中间隔水层之间渗漏至所述内部气体捕获芯6。

其中，所述密封垫圈7设置在所述的第一隔水外护层2和防水保护膜3的顶部，而所述第二隔水外护层4的顶端设有向外延伸的外沿。

此外，所述外筒上还设有GPS定位装置，便于掌握本采样装置埋入地下后的位置。

使用时，首先需要在野外寻找到采样点，然后采用直径50mm的土壤钻垂直钻一个70～100cm的孔，将本采样装置的上端通过所述外螺纹扣101连接上长为60～90cm的辅助杆，然后将本采样装置整体放入到钻孔中，并回填土壤，将钻孔封好，可以在地面做好标志，便于寻找。

在经过一定时间后(一般为15～30天)，通过GPS定位以及地面标志寻找到采样点，小心挖开表层土壤后，将辅助杆和本采样装置拔出，迅速打开，将所述内部气体捕获芯6取出，然后将其放入密封容器中密封保存，运回实验室后进行检测。

综上所述，本发明实施例所述的用于高精度地球化学勘探的土壤气采集装置，结构简单，体积小，便于存放和携带，能够适应各种土壤情况，能够有效采集土壤中的气体样品，尤其是采集土壤中的烃类气体，提高了地化勘探的精度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。