一种被动式集气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油气地球化学勘探的实验测试中的集气装置领域，具体涉及一种被动式集气装置。
【背景技术】
[0002]地表地球化学勘探的理论基础在于油气藏中的烃类，特别是小分子气体烃类，在地下各种驱动力的作用下，能够以溶解相、游离相或混合相的形式，穿透上覆地层而运移至地表土壤中。
[0003]根据检索结果，现有技术中并没有与本发明类似的专利或文献。而与本发明功能最为相关的两个专利也无法作为本发明的替代品来使用。下面分别对其进行介绍:
[0004]专利一:气水分离集气装置(CN2407814Y)，该发明是一种气水分离装置，气水分离原理是利用滤网将水中的气泡割裂，从而使气泡逸出水面，并对气体进行收集测试。
[0005]该发明适用于气液两相混合系统，液体中须有明显的气泡，并使气泡破裂后逸出水面。
[0006]专利二:Process and device for enriching gas, vapor, and/or aerosolemiss1ns released from an object (US005910450 (A))( 一种富集目标物释放气体、蒸汽或悬浮物的方法和设备)，该发明是利用吸附性薄膜将气体吸附在薄膜中，然后用化学或生物化学方法将吸附在薄膜中的特定气体提取出来，并进行定性、定量测试。
[0007]该发明可以根据目标的相态来改变薄膜的形状，进行密闭采样，气体富集效率高、消耗气体量少。缺陷是薄膜是一次性使用，在对目标进行连续性取样时，须不断更换薄膜，而导致目标受到外界环境的影响。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种被动式集气装置，饱和水的模拟地层内的气体通过浮力驱动或浓度扩散的原理可以进入该装置的集气腔内，经过一定的时间，集气腔内的气体可以与模拟地层内的气体达到动态平衡。通过将注射器的针头插入装置的集气腔，抽取一定量的气体，然后注入气相色谱仪中进行气体组分和浓度测试，从而可以研究饱和水的模拟地层内气体运移规律和特征。
[0009]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0010]一种被动式集气装置，包括透气阻水器216、连接柱塞217、固定螺拴柱209、法兰盖阀体201和锥形阀杆205 ；
[0011]所述固定螺拴柱209固定在筒体壁内，所述法兰盖阀体201的一端固定在筒体壁内，另一端位于筒体壁外，两者的内孔连通；
[0012]所述透气阻水器216包括透气疏水膜片103 ；
[0013]所述透气阻水器216的一端与筒体内的固、液、气混合物直接接触，另一端与连接柱塞217的一端连接；连接柱塞217的另一端与固定螺拴柱209的一端连接；法兰盖阀体201的另一端与锥形阀杆205连接；
[0014]透气阻水器216、连接柱塞217、法兰盖阀体201和锥形阀杆205的内腔连接形成集气腔。
[0015]所述透气阻水器216进一步包括通孔螺母101、螺栓接体105、多微孔滤片102和O型圈；
[0016]所述多微孔滤片102设置在透气疏水膜片103靠通孔螺母101 —侧，所述O型圈设置在透气疏水膜片103靠螺栓接体105 —侧，使透气疏水膜片103与螺栓接体105内端面之间密封；
[0017]所述通孔螺母101的大径端通过内螺纹与螺栓接体105的一端紧密连接，将多微孔滤片102、透气疏水膜片103和O型圈固定住；
[0018]所述螺栓接体105的另一端设有外螺纹。
[0019]所述透气疏水膜片103为厚度为0.3mm?0.6mm的微孔疏水薄膜或者厚度为2mm?5mm的微孔陶瓷薄片，所述微孔陶瓷薄片的孔隙直径< 1nm ；
[0020]所述微孔疏水薄膜采用玻璃纸、纤维滤纸、膀胱膜、卵壳膜或聚四氟乙烯。
[0021]所述透气阻水膜片采用厚度为0.3mm的不亲水的聚四氟乙烯薄膜；
[0022]所述多微孔滤片102为30?60目。
[0023]所述连接柱塞217 —端带有内螺纹，其与螺栓接体105的外螺纹端配合连接，另一端带有凹槽，该端插入到固定螺拴柱209的内孔中；
[0024]所述连接柱塞217的内孔是连通孔。
[0025]在筒体壁上开有径向同心孔，其靠内壁的一端带有内螺纹，所述固定螺拴柱209固定于该径向同心孔的内螺纹端；所述法兰盖阀体201的一端设置在该径向同心孔的另一端内；所述法兰盖阀体201的法兰盖部分与筒体壁的外柱面固定连接；所述法兰盖阀体201的另一端设有外螺纹；
[0026]所述法兰盖阀体201中心孔通道包括小孔径段和大孔径段；
[0027]所述法兰盖阀体201与筒体壁之间通过螺钉固定连接。
[0028]所述锥形阀杆205的一端带有锥面体和凹槽，此端的外表面与法兰盖阀体201的大孔径段为滑动密封配合；
[0029]在所述锥面体上开有径向小孔，在所述锥形阀杆205内开有中心盲孔，其盲端位于锥面体内，所述径向小孔与所述中心盲孔连通；
[0030]所述锥形阀杆205的另一端设有外螺纹，在所述锥形阀杆205上的凹槽与外螺纹端之间设有凸台肩，在凸台肩与外螺纹端之间设有小凹槽；在该小凹槽内安装有轴向挡环204 ;轴向挡环204与小凹槽之间为轴向固定的动配合；
[0031]在所述外螺纹端的端面内设有内台腔，其与中心盲孔连通。
[0032]所述被动式集气装置进一步包括调节螺母203，其内部通孔包括大孔径段和小孔径段，在所述大孔径段内设有内螺纹，其与法兰盖阀体201的外螺纹旋转动配合，其小孔径段的小孔的内端面与锥形阀杆205上的凸台肩的一端面接触，外端面与所述轴用挡环204的一端接触；
[0033]所述调节螺母203的小孔径段的内圆柱面与阀杆205的外圆柱面动配合；
[0034]旋转调节螺母203，锥形阀杆205能够在法兰盖阀体201的大孔径段中进行向前或向后的轴向移动；当锥形阀杆205向前移动，其前端的锥面体接触到法兰盖阀体201中的大孔径段和小孔径段之间的端口时，则该装置处于关闭状态；反之，则该装置处于开启状态。
[0035]所述被动式集气装置进一步包括取气口，所述取气口包括抽气压帽206和取气密封垫207 ；
[0036]所述取气密封垫207安装在所述锥形阀杆205的内台腔内；所述抽气压帽206的一端设有内螺纹，其与锥形阀杆205的外螺纹连接配合，通过螺纹的作用，压紧取气密封垫207 ;抽气压帽206的另一端设有小锥形通孔，为注射针的插入口。
[0037]在所述连接柱塞217的凹槽内装有O型圈，使连接柱塞217与固定螺栓柱209的内柱体之间密封固定；
[0038]在透气阻水器216与连接柱塞217连接处设有O型圈，使得透气阻水器216与连接柱塞217之间密封；
[0039]在所述筒体壁上的径向同心孔内设有台肩，固定螺栓柱209卡在此台肩处，在两者之间设有O型圈，使得固定螺栓柱209与筒体壁之间密封；
[0040]在锥形阀杆205凹槽内设有O型圈，使锥形阀杆205的圆柱体与法兰盖阀体201的大孔径段之间密封。
[0041]与现有技术相比，本发明的有益效果是:解决了从饱和水的模拟地层中采集气体样品的难题，在模拟实验中，通过该装置可以采集饱和水的模拟地层中微渗漏烃类气体样品，提供模拟实验数据，研究油气藏烃类微渗漏规律和特征，丰富和完善轻烃微渗漏理论，为有效地球化学勘探指标选择和化探异常解释评价提供依据。
【附图说明】
[0042]图1是本发明被动式集气装置中的透气阻水口 216的组合结构示意图。
[0043]图2是本发明被动式集气装置的结构示意图。
[0044]图3是本发明被动式集气装置中的连接柱塞217的结构示意图。
[0045]图4是本发明被动式集气装置中的锥形阀杆205的结构示意图。
[0046]图5是实验中饱和水的石英砂柱各测点烃组份浓度对比图。
【具体实施方式】
[0047]下面结合附图对本发明作进一步详细描述:
[0048]由中石化石油勘探开发研究院承担的国家自然科学基金项目(批准号:41072099) “地表地球化学勘探中轻烃微渗漏的实验模拟”研制的“轻烃微渗漏实验模拟柱”(简称“模拟柱”)正是为了模拟轻烃在饱和水地层中的微渗漏过程。本发明是模拟柱的气体富集装置，利用微孔径薄膜作为透气阻水的材料，并结合集气、抽气等一体化设计，为实验在饱和水的模拟地层取气样提供了方便。本发明是利用透气阻水半透膜将气体从含气混合物中分离出来。分离原理是微压差作用下的气体渗透或浓度扩散作用。
[0049]本发明为一种被动式集气装置，如图2所示，主要由透气阻水器216、连接柱塞217、O型圈215、固定螺拴柱209、