油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置及使用方法

摘要

本发明涉及一种油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置及使用方法，由手动泵、单向阀、转换开关、集气瓶、针头、气路组成。此气体抽、集气装置，克服了壤气采集过程中，气体封闭性不好，以及负压排水取气法中回水效应堵塞毛细管的问题。利用此装置，配合“地气螺旋钻”，可以方便、高效地收集壤中气。以及能高效地转换容器中的气体，满足科研的需要，此装置具有操作简单，取气质量好，维护方便，能满足气体地球化学气体采集的野外施工需要。

说明书

技术领域

本发明属于气体地球化学研究和应用领域。特别涉及一种油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置采集土壤中气体的装置及使用方法。

背景技术

在进行气体地球化学研究和应用中，需要一种抽、集气装置采集土壤中的气体。目前在实际应用中，都是利用负压原理，用注射器抽取采集器内的气体，注入气体保存容器内；或者抽取气体保存容器内的液体，在负压的作用下，使采集器内的气体流入保存容器内。

此外，在非烃气地球化学勘探技术方法研究与应用项目研究中，需要一种气体收集转移装置，以便将一种地球化学气体从甲容器中，转换入另一个容器中，且不得向甲容器中注入液体，以保证甲容器中的非气体样品能进行其它实验。

目前具有实用功能的抽气装置有手动抽充两用气泵，手动多用气泵，是一种具有充气和抽真空两种功能的便携式手动气泵。以及简单的医用注射器。

现有技术CN93243594.7公开了一种“自动开关阀两方式采样器”。该专利主要用于配合气体检测管进行气体检测，可以配合集气瓶进行集气，在气体充足状态下能满足采集要求，可以直接配合气体检测管进行气体检测。但是该专利的缺陷是：无液体增压通道，无法降低泵与阀门间的死体积；在不向瓶中加入液体的状况下能转换瓶中的气体，转换到一定的负压，就不能进行下去。

现有技术CN200520047133.0公开了一种“气体采样器”。该专利适用于直接检测分析应用，无需液体增压通道，死体积的大小主要视真空泵的性能而定，可以提取瓶中负压气体进仪器分析。但该专利不具备直接配合气体检测管进行气体检测功能，不适合用于野外气体采集，并且该技术多个手动阀门控制气体采、集过程，操作繁琐。

综上所述，现有技术主要存在问题是：

1.在负压法利用注射器抽取气体保存容器内的液体进行抽、集气过程中，容器中的液体极易回流到抽气管道，容易造成管路堵塞，我们在游离烃气体的采集过程中，就常常受到此问题的困扰。

2.通用的气体抽气装置，必然存在着一些气体空间，就使得进行一些微量气体抽、集过程中，这些空间所占有的气体得不到利用，从而降低效率，甚至达不到实验研究的目的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，发明提供了一种手动泵抽、集气装置，配合地气螺旋钻，可以方便、高效地收集壤中气。以及能高效地转换容器中的气体，满足科研和生产的需要。

本发明之一的一种油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置是这样实现的：

一种油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置，包括手动泵1、集气瓶6、针头7以及连接管路，其特征在于：

所述的油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置包括手动泵抽、压双管路液体增压通道。

所述的手动泵抽压双管路液体增压通道包括转换开关2、气路单向阀4和液路单向阀3以及连接管路组成；

所述的转换开关2出口端连接手动泵1，转换开关2入口端分别并联连接下述两个通道：a.由进气口10、气路单向阀4构成的气路通道；b.由进液口9、液路单向阀3构成的气路通道。

在具体实施中，

所述的手动泵1抽压双管路液体增压通道还包括与转换开关2出口端连接的单向阀5，经手动泵1抽取进入管路的流体再经手动泵1挤压后，依次通过单向阀5、集气针7进入集气瓶6。

所述的转换开关2为任意一种密封性能好的三路两通开关阀，即在初始位置情况，气体可以通过进气口10，单向阀4以及转换开关2形成通路，而经过液路9的液体却不能通过转换开关2流动。当转换开关2转到另一位置时，气、液路流动的情况却相反，液体可以在管路中流动，气体不能流动。

所述的集气针7为能与管路相连的注射用针，可以是输液针一端通过软管与气路相接，另一端刺入集气瓶的橡皮塞中；也可以是普通注射用针。

本发明之二的一种油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置的使用方法是这样实现的，

本发明的一种油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置的使用其步骤是：

(1)将与气路单向阀4相连的进气口10连接到待抽气的容器或地气螺旋钻的毛细管出口，转动转换阀2使气路单向阀4与手动泵1连通，拉动手动泵1活塞，气体通过单向阀4进入泵体；

(2)挤压手动泵1活塞，单向阀4自动关闭，单向阀5导通，气体进入集气瓶中，将瓶内液体通过出液口8排挤出集气瓶，达到抽集气的目的；

(3)当将转换开关2转到使单向阀3与泵体连通位置时，拉动手动泵1活塞，液体通过单向阀3进入泵体，挤压手动泵1活塞，单向阀3自动关闭，单向阀5导通，气体被挤压进入集气瓶中6，多次反复拉压活塞，泵内的死体积将全部为液体所充填。

本发明的特点：双管路液体增压通道有效地降低了取气泵装置系统内的死体积，提高了抽、集气的性能。手动泵抽、集气装置有两个流体进入通道，分别是进气和进液通道，每个通道由一个单向阀控制流体的流向，两个通道通过转换开关保持与气泵系统的连通或断开，通过液体通道拉动活塞吸入液体，再推进活塞通过液体将气体挤出，从而达到降低手动泵抽、集气装置内死体积的目的。

在配合螺旋钻取气过程中，利用上述特点，容易达到高质量的排空效果，并在潮湿地区，气量较少的情形下，可以将集气装置中宝贵的少量气体赶入集气瓶中，提高了集气效果，由于单向阀的作用，且集气过程是通过气体注入，将液体从集气瓶中赶出，避免了排水集气法情况下集气瓶中的液体容易回流进入“地气螺旋钻”的毛细管所发生的堵塞情况，提高了抽集气的工作效率。

在转换容器中的气体过程中，利用上述特点，当容器内气体的压强降低，抽进泵内的气体难于挤压进集气瓶时，通过转换到液路通道，吸入液体，利用液体将泵内气体挤压到集气瓶中，提高转换效率。

本发明的积极效果是：

本发明气体抽、集气装置，所具有的手动、抽充两用、及其双回路液体增压的特性，保证了在气体采集过程中，配合地气采集螺旋钻可以采集到高质量的气体，为气体地球化学的推广应用提供了一套非常有用的气体采、集装置。

在转换容器中的气体操作中，高效可靠。

利用本发明所研制的抽、集气装置，已将“非烃气地球化学勘探技术方法研究与应用”项目中56个瓶装土中的气体全部转出，送色谱进行分析，完成了项目预定的任务。

利用本装置对瓶中氦不断抽取转入几个小瓶中，与加水法抽取的氦进行对比分析实验，说明了本发明装置的可靠性。

所研制的气体抽、集气装置，可以使待抽气体瓶的内真空度达到-0.1(机械真空表测定)。

应用于一切壤中气的抽、集气过程，适用范围主要有油气地球化学勘探、金属化探、土壤调查，环保检测。其应用前景看好。

适用于非注液情况下将容器中的气体转换进另一个容器的操作。

附图说明

图1油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置示意图

图中：1手动泵，2转换开关，3单向阀，4单向阀，5单向阀，6集气瓶，7集气针，8出液口，9进液口，10进气口

具体实施方式

实施例：

利用本发明所研制的油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置，已将非烃气地球化学勘探技术方法研究与应用项目中56个瓶装土中的气体全部转出，送色谱进行分析，完成了项目预定的任务。

为说明气体转换的可靠性，进行了如下的实验，实验结果说明，转换过程不存在外部气体进入情况，转换的质量可靠。

验证试验说明：在一个100ml的盐水瓶中装有配制好的氦气80ml，分3次将瓶中气体转换入3个25ml的疫苗中，转换出的气体约有55ml，又从100ml瓶中抽出8ml气体直接注入氦气测量仪中进行检测，然后对转换进疫苗瓶中的气体进行检测，结果如表中所示，与未转换前的样进行比较，其测量数值是高度一致的。

  序列  氦浓度  备注  S0  116.80  未转换前  S1  117.07  直接进样  S2  115.67  第三次  S3  114.5  第二次  S4  116.8  第一次

所研制的油气地球化学勘探微量气体抽、集气装置，可以使待抽气体的瓶内真空度达到-0.1(机械真空表测定)。