一种用于地热水井中气体收集的气水分离装置的制作方法

本技术涉及地质勘探领域，特别是涉及一种用于地热水井中气体收集的气水分离装置。

背景技术：

1、在地热水井等水井中常见有伴生气体逸出，这些气体中往往含有二氧化碳、甲烷及氦气等组分，是地质科研工作者所需的宝贵研究对象。通过对这些气体的组分含量、同位素特征开展分析研究，可以探索深部地质背景和构造特征，甚至可揭示隐含的天然气气藏信息。因此，收集并采集这些气体十分必要。

2、目前，收集这些气体通常采用排水集气法，首先将玻璃容器灌满饱和盐水后倒置于盛有饱和盐水的容器中，然后将连接水井出水口的管子插入倒置的玻璃容器，利用气、水密度不同的特性，在玻璃容器中收集自然逸出的气体，最终用塞子塞住玻璃容器，保持玻璃容器倒置状态，利用玻璃容器中饱和盐水将气体密封，达到收集气体样品的目的。但是，地热水井等钻井中通常面临气水混合而出，且水多气少的情况，使用该方法气量较少会很难收集；同时地热水井中的水体温度较高，高温下使用排水收集法对操作人员来说存在很多安全隐患。中国专利202221400109.0中公开了“一种实时的海水采样气液分离装置”，该装置首先使用惰性气体排空气液分离室中的空气，将海水抽取进入气液分离室，使用抽气机在内部形成负压，海水内溶解的气体就会从海水中分离，之后便可将气体压入集气瓶中，完成对气体的收集，但该装置在收集气体的过程中，是惰性气体和目标气体混合收集，目标气量较少时不易将其分离，也没有使用该装置将高压高温状态下的地热水中的水气分离并收集的实施例。因此，亟需一种能在气体含量较低、温度较高时对气水进行分离并收集气体的装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种用于地热水井中气体收集的气水分离装置，以解决上述现有技术存在的问题，使地热水井中气体含量较低、温度较高情况下的气水分离和气体收集步骤能够顺利完成。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、本实用新型提供了一种用于地热水井中气体收集的气水分离装置，包括分离罐、集气通道、入水管和出水管；所述分离罐一侧连接并连通有所述入水管，另一侧靠近底端位置连接并连通有所述出水管；所述集气通道与所述分离罐顶端连接并连通，所述集气通道末端为出气口；所述入水管和所述出水管分别设有能够调整流量大小的入水阀和出水阀；所述集气通道具有透明的液面观察区。

4、优选的，所述分离罐和所述集气通道的容积之和为25l-35l。

5、优选的，所述集气通道包括出气通道，所述出气通道包括出气管和集气罐，所述出气管一端设置所述出气口，所述出气管另一端与所述集气罐上端连接并连通，所述集气罐下端开口与所述分离罐上端开口连接并连通，所述集气罐的横截面面积自上而下逐渐增大。

6、优选的，所述集气通道还包括分支管路，所述分支管路具有所述液面观察区。

7、优选的，所述出气管包括导气管和集气管，所述导气管垂直于所述分离罐底面，所述导气管下端连接并连通所述集气罐顶部，上端连接并连通所述集气管的一端，所述集气管的另一端设有所述出气口，所述出气口内径小于所述集气管内径；所述集气管平行于所述分离罐底面；所述分支管路包括分层管和引流管，所述引流管一端连接并连通所述分离罐，另一端连接并连通所述分层管的一端；所述分层管的另一端连接并连通所述引流管且垂直于所述分离罐下表面，所述分层管具有所述液面观察区。

8、优选的，所述液面观察区上端高于所述分离罐顶部，下端低于所述分离罐顶端。

9、优选的，还包括隔板，所述隔板左右两端与所述分离罐内壁固定连接，下端与所述分离罐底面固定连接，所述入水管和所述出水管分别位于所述隔板的两侧。

10、优选的，所述隔板垂直于所述分离罐底面且高度为所述分离罐高度的一半，所述隔板分隔的两个区域体积相等。

11、优选的，所述入水管具有若干个拐点。

12、优选的，还包括两个抓手，两个所述抓手分别设置于所述分离罐两侧的外表面。

13、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本实用新型提供一种用于地热水井中气体收集的气水分离装置，入水管与外界连通一端能够与地热水井中的抽水泵相连接，在分离罐和集气通道中充满地下水体，就能够排空其中的空气；通过出水管，能够排出多余的水体并控制液面高度，出气管与外界连通一端能够连接气体采样器对气体进行收集；液面观察区用于观察液面的下降情况从而确定收集的时间。水体由进水管进入分离罐后，由于温度和压力与地下的不同，气体会慢慢从水中脱出，调整出水阀保持液面缓慢下降便能够使气体在集气通道上部空间聚集，待调整出水阀至液面观察区中的液面保持平稳，平稳的状态表明进入和排出分离罐的水量一致，而从水中新脱出的气体不断挤压集气通道上部原本聚集的气体，就能使其从出气口逸出(从进水口进入的不止有水体，还有气体)，此时即可连接采样器进行收集，收集完成后打开出水阀并倾倒容器即可排出剩余水体。因此，本实用新型提供的用于地热水井中气体收集的气水分离装置在工作人员操作时只需控制进水阀和出水阀即可完成分离和集气，无需接触高温水体，实现了高温水体中的气水分离和气体收集；而且，在分离和收集过程中，分离罐中的水体始终保持流动和换新，因此就能够从更多的水体中脱出更多的气体，实现气体含量较少时的气水分离和气体收集。

技术特征：

1.一种用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：包括分离罐、集气通道、入水管和出水管；所述分离罐一侧连接并连通有所述入水管，另一侧靠近底端位置连接并连通有所述出水管；所述集气通道与所述分离罐顶端连接并连通，所述集气通道末端为出气口；所述入水管和所述出水管分别设有能够调整流量大小的入水阀和出水阀；所述集气通道具有透明的液面观察区。

2.根据权利要求1所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：所述分离罐和所述集气通道的容积之和为25l-35l。

3.根据权利要求1所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：所述集气通道包括出气通道，所述出气通道包括出气管和集气罐，所述出气管一端设置所述出气口，所述出气管另一端与所述集气罐上端连接并连通，所述集气罐下端开口与所述分离罐上端开口连接并连通，所述集气罐的横截面面积自上而下逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：所述集气通道还包括分支管路，所述分支管路具有所述液面观察区。

5.根据权利要求4所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：所述出气管包括导气管和集气管，所述导气管垂直于所述分离罐底面，所述导气管下端连接并连通所述集气罐顶部，上端连接并连通所述集气管的一端，所述集气管的另一端设有所述出气口，所述出气口内径小于所述集气管内径；所述集气管平行于所述分离罐底面；所述分支管路包括分层管和引流管，所述引流管一端连接并连通所述分离罐，另一端连接并连通所述分层管的一端；所述分层管的另一端连接并连通所述引流管且垂直于所述分离罐下表面，所述分层管具有所述液面观察区。

6.根据权利要求4所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：所述液面观察区上端高于所述分离罐顶部，下端低于所述分离罐顶端。

7.根据权利要求1所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：还包括隔板，所述隔板左右两端与所述分离罐内壁固定连接，下端与所述分离罐底面固定连接，所述入水管和所述出水管分别位于所述隔板的两侧。

8.根据权利要求7所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：所述隔板垂直于所述分离罐底面且高度为所述分离罐高度的一半，所述隔板分隔的两个区域体积相等。

9.根据权利要求1所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：所述入水管具有若干个拐点。

10.根据权利要求1所述的用于地热水井中气体收集的气水分离装置，其特征在于：还包括两个抓手，两个所述抓手分别设置于所述分离罐两侧的外表面。

技术总结
本技术公开了一种用于地热水井中气体收集的气水分离装置，包括分离罐、集气通道、入水管和出水管；分离罐一侧连接并连通有入水管，另一侧靠近底端位置连接并连通有出水管；集气通道与分离罐顶端连接并连通，集气通道末端为出气口；入水管和出水管分别设有能够调整流量大小的入水阀和出水阀；集气通道具有透明的液面观察区。地下水从入水管输入，利用地热水井中地下水在脱离地下封闭体系时由于温度、压力等差异将气体与地下水分离，并从出气口收集气体，从出水管排水，解决了气体含量较低、温度较高的地下水中气水分离与气体收集的技术问题。

技术研发人员：韩伟,李玉宏,周俊林,张乔,贺政阳,郭望,张宇轩,张云鹏,魏建设
受保护的技术使用者：中国地质调查局西安地质调查中心（西北地质科技创新中心）
技术研发日：20230615
技术公布日：2024/1/15