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原文传递气体参数原位监测装置、原位监测系统和原位监测方法

专利名称：	气体参数原位监测装置、原位监测系统和原位监测方法
摘要：	本发明公开了一种气体参数原位监测装置、原位监测系统和原位监测方法。所述气体参数原位监测装置包括用于测量气体通量的第一测量仪、第一导气管、第二导气管和第一集气管。所述第一导气管的第一端与所述第一测量仪的进气口连通，所述第二导气管的第一端与所述第一测量仪的出气口连通，其中所述第一导气管上设有第一开关阀，所述第二导气管上设有第二开关阀；所述第一集气管的一端能够与地层接触，另一端与所述第一导气管连通。根据本发明实施例的气体参数原位监测装置可以收集预设深度的地层处的环境气氛，进而可以原位测量该预设深度的地层处的二氧化碳浓度、并得到该预设深度的地层处的二氧化碳通量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	国家能源投资集团有限责任公司
发明人：	张峰;王保登;李永龙;顾佑宗
专利状态：	有效
申请日期：	2018-04-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201810399432.2
公开号：	CN110411897A
代理机构：	北京润平知识产权代理有限公司
代理人：	刘虎;王丽娜
分类号：	G01N11/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N11
申请人地址：	100011 北京市东城区安定门西滨河路22号
主权项：	1.一种气体参数原位监测装置，其特征在于，包括：用于测量气体的浓度和/或通量的第一测量仪；第一导气管和第二导气管，所述第一导气管的第一端与所述第一测量仪的进气口连通，所述第二导气管的第一端与所述第一测量仪的出气口连通，其中所述第一导气管上设有第一开关阀，所述第二导气管上设有第二开关阀，优选地，所述第一开关阀为多个，所述第二开关阀为多个；以及第一集气管，所述第一集气管的一端能够与地层接触，另一端与所述第一导气管连通；优选地，所述第一集气管能够沿上下方向延伸；优选地，在所述气体参数原位检测装置工作时，控制所述第一开关阀和所述第二开关阀处于开启状态，使得待测气体通过所述第一集气管和所述第一导气管进入所述第一测量仪中进行测量，再通过所述第二导气管离开所述第一测量仪。 2.根据权利要求1所述的气体参数原位监测装置，其特征在于，进一步包括：第三导气管，所述第三导气管的第一端与所述第一导气管相连，所述第三导气管的第二端与所述第一测量仪的出气口连通，所述第三导气管上设有第三开关阀，优选地，所述第三开关阀为多个；第四导气管，所述第四导气管的第一端与所述第二导气管相连，所述第四导气管的第二端与所述第一测量仪的进气口连通，所述第四导气管上设有第四开关阀；和第二集气管，所述第二集气管的一端能够与地层接触，另一端与所述第二导气管连通；优选地，所述第二集气管能够沿上下方向延伸；优选地，在所述气体参数原位检测装置工作时，能够控制所述第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀的开关状态，使得待测气体通过所述第二集气管、第二导气管和第四导气管进入所述第一测量仪中进行测量，再通过所述第三导气管和所述第一导气管离开所述第一测量仪。 3.根据权利要求2所述的气体参数原位监测装置，其特征在于，进一步包括：第五导气管，所述第五导气管能够沿上下方向延伸，所述第五导气管的下端能够与所述第三导气管相连，所述第五导气管上设有第五开关阀，优选地，所述第五导气管能够沿竖直方向延伸；和第六导气管，所述第六导气管能够沿上下方向延伸，所述第六导气管的下端能够与所述第二导气管相连，所述第六导气管上设有第六开关阀，优选地，所述第六导气管能够沿竖直方向延伸；优选地，通过所述第五导气管和/或第六导气管自地面引入气体至所述第一测量仪中，以对所述第一测量仪进行校正。 4.一种气体参数原位监测系统，其特征在于，包括：外管，所述外管能够沿上下方向延伸，优选地，所述外管能够沿竖直方向延伸；和多个用于测量气体的浓度和/或通量的监测装置，多个所述监测装置能够设在所述外管内，多个所述监测装置能够沿上下方向间隔开地设置。 5.根据权利要求4所述的气体参数原位监测系统，其特征在于，每个所述监测装置为根据权利要求1-3中任一项所述的气体参数原位监测装置；或者，所述外管为多个，多个所述外管间隔开地设置，每个所述监测装置为用于测量气体的浓度和/或通量的底部监测装置，多个所述底部监测装置一一对应地设在多个所述外管内；或者，多个所述监测装置包括：用于测量气体的浓度和/或通量的底部监测装置；和至少一个气体参数原位监测装置，所述气体参数原位监测装置为根据权利要求1-3中任一项所述的气体参数原位监测装置，所述气体参数原位监测装置位于所述底部监测装置的上方，其中所述气体参数原位监测装置的第一集气管的至少一部分伸出所述外管，优选地，所述气体参数原位监测系统进一步包括至少一个第一固定板，所述第一固定板设在所述外管内，至少一个所述第一固定板一一对应地位于至少一个所述气体参数原位监测装置的上方，每个所述第一固定板上设有第一导气管孔和第一电缆孔，其中每个所述气体参数原位监测装置的第五导气管和第六导气管穿过位于其上方的所述第一固定板的第一导气管孔，每个所述气体参数原位监测装置的电缆穿过位于其上方的所述第一固定板的第一电缆孔，所述底部监测装置的电缆穿过每个所述第一固定板的第一电缆孔。 6.根据权利要求5所述的气体参数原位监测系统，其特征在于，所述外管上设有至少一个通孔，所述第一集气管伸出所述外管，所述第一集气管的上端与所述外管的外周面密封地相连，所述第一导气管的第二端与所述外管的内周面密封地相连，其中所述第一集气管与所述第一导气管通过所述通孔连通。 7.根据权利要求6所述的气体参数原位监测系统，其特征在于，所述外管的第一部分相对所述外管的其余部分向内凹陷以便形成第一容纳槽，所述外管的第二部分相对所述外管的所述其余部分向内凹陷以便形成第二容纳槽，其中所述气体参数原位监测装置的第一集气管位于所述第一容纳槽内，所述气体参数原位监测装置的第二集气管位于所述第二容纳槽内，优选地，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽中的每一个的水平截面为弓形面，所述第一集气管和所述第二集气管中的每一个位于所述外管的所述其余部分的内侧。 8.根据权利要求7所述的气体参数原位监测系统，其特征在于，所述外管包括用于形成所述第一容纳槽的顶壁面的第一水平部以及用于形成所述第二容纳槽的顶壁面的第二水平部，所述第一水平部上设有沿上下方向贯通其的所述通孔，所述第二水平部上设有沿上下方向贯通其的所述通孔，其中所述第一导气管的第二端与所述第一水平部的上表面密封地相连，所述第一集气管的上端与所述第一水平部的下表面密封地相连，所述第二导气管的第二端与所述第二水平部的上表面密封地相连，所述第二集气管的上端与所述第二水平部的下表面密封地相连。 9.根据权利要求5所述的气体参数原位监测系统，其特征在于，每个所述气体参数原位监测装置进一步包括：第一上密封隔板和第一下密封隔板，所述第一上密封隔板和所述第一下密封隔板设在所述外管内，所述外管、所述第一上密封隔板和所述第一下密封隔板之间限定出第一密封腔，其中所述第一测量仪和所述第一导气管设在所述第一密封腔内，所述第二导气管的至少一部分设在所述第一密封腔内，所述第一集气管与所述外管密封地相连，所述第一集气管与所述第一密封腔连通，所述第一集气管的上端与所述第一导气管的第二端间隔开。 10.根据权利要求5所述的气体参数原位监测系统，其特征在于，所述底部监测装置包括：用于测量气体的浓度和/或通量的第二测量仪；底密封隔板，所述底密封隔板与所述外管之间限定出集气室；以及第七导气管和第八导气管，所述第七导气管的第一端与所述第二测量仪的进气口连通，所述第七导气管的第二端与所述集气室连通，所述第八导气管的第一端与所述第二测量仪的出气口连通，其中所述第七导气管上设有第七开关阀，所述第八导气管上设有第八开关阀，优选地，所述第七开关阀为多个，所述第八开关阀为多个。 11.根据权利要求10所述的气体参数原位监测系统，其特征在于，所述底部监测装置进一步包括：第九导气管，所述第九导气管的第一端与所述第七导气管相连，所述第九导气管的第二端与所述第二测量仪的出气口连通，所述第九导气管上设有第九开关阀，优选地，所述第九开关阀为多个；和第十导气管，所述第十导气管的第一端与所述第八导气管相连，所述第十导气管的第二端与所述第二测量仪的进气口连通，所述第十导气管上设有第十开关阀；优选地，所述底部监测装置进一步包括：第十一导气管，所述第十一导气管能够沿上下方向延伸，所述第十一导气管的下端能够与所述第九导气管相连，所述第十一导气管上设有第十一开关阀，优选地，所述第十一导气管能够沿竖直方向延伸；和第十二导气管，所述第十二导气管能够沿上下方向延伸，所述第十二导气管的下端能够与所述第八导气管相连，所述第十二导气管上设有第十二开关阀，优选地，所述第十二导气管能够沿竖直方向延伸；所述气体参数原位监测系统进一步包括第二固定板，所述第二固定板设在所述外管内，所述第二固定板位于所述底部监测装置的上方，所述第二固定板上设有第二导气管孔和第二电缆孔，其中所述底部监测装置的第十一导气管和第十二导气管穿过所述第二固定板的第二导气管孔，所述底部监测装置的电缆穿过所述第二固定板的第二电缆孔。 12.一种气体参数原位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：测量多个预设深度的地层处的二氧化碳的浓度以便得到二氧化碳的通量；和根据多个预设深度的地层处的二氧化碳的浓度和通量得到二氧化碳浓度和二氧化碳通量随地层深度变化的曲线。
所属类别：	发明专利