一种高潜水位地区断层气观测井结构
技术领域
本实用新型涉及一种断层气观测井结构，尤其是一种高潜水位地区断层气观测井结构。
背景技术
地震的发生是地下物质迁移、能量释放和应力改变的过程，由此导致地震孕育和发生过程中，断裂带及其周边区域的气体地球化学场发生显著改变。目前，地震地球化学观测主要分布在南北带、张渤带、东南沿海带和天山带等。一部分观测点依托温泉、自流井建设，设计脱气、取气装置或者采用人工取样检测；另一部分观测点采用在断层上，设计观测孔及取气装置，此类观测孔通常选取地势较高、地下水埋深较深的地区、观测孔内无水。
目前，断层气观测井结构设计多针对中西部地区，此类地区地下水埋深较深，断层气观测井一般5-10m，井内通常无地下水、观测井结构主要包括砾石堆砌成的集气段和套管、气管组成的引气段，此种观测井结构并不适用于高潜水位地区。在高潜水位地区建设断层气观测孔，水位常在5m以内，水位的变化将直接影响水面至井口形成的集气腔体积，集气腔体积的变化造成断层气浓度的变化，使得测量数据不能反映断层气的真实变化，因此有必要设计出一种专门针对高潜水位地区断层气观测井结构，用于解决水位变化、断层气测量仪器进出气量存在偏差等问题，且设计的结构部件能够适合长期连续观测使用。
发明内容
实用新型目的：提供一种专门针对高潜水位地区断层气观测井结构，能够解决水位变化、断层气测量仪器进出气量存在偏差的问题，且设计的结构部件能够适合长期连续观测使用。
技术方案：本实用新型所述的高潜水位地区断层气观测井结构，包括回气管、取气管、冷凝管、丝网过滤器、观测井套管、井口盖板、进气单向阀、出气单向阀以及圆锥形浮漂；
观测井套管的下端用于竖向插装在地层内，且观测井套管的下端延伸至地层的包气带下方；在观测井套管的下端管壁上分布设置有各个透气孔；观测井套管的上端伸出地层外，井口盖板封盖在观测井套管的上端管口上；回气管和取气管均贯穿井口盖板伸入观测井套管内；在取气管的下端连接有进气软管；在圆锥形浮漂的锥底面中心处设置有管孔，进气软管的下端部对接安装在管孔上；在圆锥形浮漂的圆锥面及锥底面上均设置有与管孔相连通的进气孔；在圆锥形浮漂的锥顶部通过垂线吊挂有配重块；进气单向阀和出气单向阀均贯穿式安装在井口盖板上；冷凝管和丝网过滤器均串接在取气管上。
进一步的，在井口盖板上且位于回气管和取气管的贯穿处均设置有密封圈。
进一步的，在观测井套管伸出地层外的管壁上包覆有保温层。
进一步的，在保温层的外侧且靠近地层处设置有防护围挡。
进一步的，回气管和取气管均为L形气管，且冷凝管和丝网过滤器均串接在取气管的竖向管段上。
进一步的，在回气管和取气管的外侧管口上均连接设置有用于与断层气测量仪器相连通的连接软管。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：利用冷凝管和丝网过滤器能够对取气管抽吸的清流进行冷凝，减少水汽进入断层气测量仪器；利用圆锥形浮漂、垂线以及配重块的设计，能够在圆锥形浮漂漂浮时，确保圆锥形浮漂的锥底面朝上，防止积水进入进气软管；利用进气单向阀和出气单向阀能够在观测井套管内外侧气压不等时进行单向进气或出气，并在气压基本平衡后维持封闭状态；利用透气孔能够便于观测井溢出的气体散溢到观测井套管内。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的井口盖板上方安装结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1和2所示，本实用新型公开的高潜水位地区断层气观测井结构包括：回气管1、取气管2、冷凝管3、丝网过滤器4、观测井套管6、井口盖板7、进气单向阀8、出气单向阀9以及圆锥形浮漂11；
观测井套管6的下端用于竖向插装在地层14内，且观测井套管6的下端延伸至地层14的包气带下方；在观测井套管6的下端管壁上分布设置有各个透气孔15；观测井套管6的上端伸出地层14外，井口盖板7封盖在观测井套管6的上端管口上；回气管1和取气管2均贯穿井口盖板7伸入观测井套管6内；在取气管2的下端连接有进气软管16；在圆锥形浮漂11的锥底面中心处设置有管孔，进气软管16的下端部对接安装在管孔上；在圆锥形浮漂11的圆锥面及锥底面上均设置有与管孔相连通的进气孔12；在圆锥形浮漂11的锥顶部通过垂线17吊挂有配重块18；进气单向阀8和出气单向阀9均贯穿式安装在井口盖板7上；冷凝管3和丝网过滤器4均串接在取气管2上。
利用观测井套管6内地下水面13到井口盖板7的空间作为集气腔是一种简单实用的方法，减少复杂的集气装置所带来的观测误差；利用冷凝管3和丝网过滤器4能够对取气管2抽吸的清流进行冷凝，减少水汽进入断层气测量仪器；利用圆锥形浮漂11、垂线17以及配重块18的设计，能够在圆锥形浮漂11漂浮时，确保圆锥形浮漂11的锥底面朝上，防止积水进入进气软管16；利用进气单向阀8和出气单向阀9能够在观测井套管6内外侧气压不等时进行单向进气或出气，并在气压基本平衡后维持封闭状态；利用透气孔15能够便于观测井溢出的气体散溢到观测井套管6内。
进一步的，在井口盖板7上且位于回气管1和取气管2的贯穿处均设置有密封圈10。利用密封圈10能够起到贯穿处的密封，防止内外气流直接流动造成观测井套管6内氡浓度的变化。
进一步的，在观测井套管6伸出地层14外的管壁上包覆有保温层5。利用保温层5能够起到保温作用，降低温度变化对观测井套管6内部气压的影响。
进一步的，在保温层5的外侧且靠近地层14处设置有防护围挡19。利用防护围挡19能够在地层14位置处进行防护。
进一步的，回气管1和取气管2均为L形气管，且冷凝管3和丝网过滤器4均串接在取气管2的竖向管段上。将冷凝管3和丝网过滤器4串接在取气管2的竖向管段上，从而方便冷凝水回流至观测井套管6内，防止冷凝水流淌至断层气测量仪器。
进一步的，在回气管1和取气管2的外侧管口上均连接设置有用于与断层气测量仪器相连通的连接软管20。利用连接软管20便于将取气管2和回气管1连接到断层气测量仪器的进出气口上。
本实用新型公开的高潜水位地区断层气观测井结构在使用时，根据所在点位的水文地质构造情况选择合适的深度，同时为了减少降雨和大气压的影响，观测井深度选择在地层14的包气带之下为宜；观测井套管6底部不封闭，下端管壁上分布设置有各个透气孔15，利于与地下水进行交换，可以适当延长花管的长度，增加观测井井水与外面的交换量，从而增加观测井溢出的气体；井水中的断层气散溢到集气腔内，经过圆锥形浮漂11、进气软管16、取气管2以及连接软管20进入断层气测量仪器，圆锥形浮漂11采用轻质材料，使得水位升高时圆锥形浮漂11可漂浮在地下水面13上，不影响正常取气；为了减少地下水面13上升下降和断层气测量仪器进出气体量不相等导致集气腔体积变化的情况，设置了进气单向阀8和出气单向阀9，进气单向阀8和出气单向阀9能够快速平衡集气腔内的气压；经过冷凝管3和丝网过滤器4的作用能够去除回气管2中的水汽。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
