ОТБОРНИК ГАЗОВЫХ ПРОБ ИЗ ГРУНТОВ
DEVICE FOR COLLECTING GAS SAMPLES FROM SOIL

Изобретение относится к геохимическим методам поисков углеводородного сырья и продуктов эманаций естественных радиоактивных рядов и может найти применение при исследовании нефтеперспективных площадей и при локализации участков утечки газа из естественных газохранилищ.
Известно устройство для отбора проб газа, которое имеет емкость с крышкой, баллон с дыроколом, штуцер, приспособление для загрузки отобранной пробы. Устройство снабжено газохроматографом (патент №2313075, МПК G01 N 1/22, опубликовано 20.12.2007 г.).
В известном устройстве производятся одновременно отбор проб и его анализ, при этом определяется естественное содержание газа в пробе грунта без учета техногенного заражения и продуктов разложения микроорганизмов почвенного слоя. Само устройство имеет сложную конструкцию, значительную массу и малую производительность.
Наиболее близким техническим решением является пробоотборник газа, в котором на одном конце расположена крышка со штуцером и закрепленной на нем заборной воронкой. На другом конце колонки также имеется штуцер со смонтированным на нем защитным зонтиком. Заборная воронка и защитный зонтик установлены с возможностью съема (патент №2055340, опубликовано 27.02.1996 г.) Однако в известном устройстве перед отбором очередной пробы в воронке сменяется адсорбент, и при изъятии из воронки отобранной пробы на хранение неизбежна частичная утечка газовой компоненты пробы грунта. Все это усложняет процесс отбора проб и снижает качество и эффективность работ.
Цель изобретения - упрощение конструкции для массового опробования, отбор проб газа в подповерхностном слое без извлечения грунта.
Поставленная цель достигается тем, что в отличие от прототипа устройство содержит двусторонний насос, связанный с газоотборником-фильтром и накопителем с водяной пробкой для отсасываемого газа, который расположен в кювете с водой.
Устройство изображено на чертеже и состоит из фильтра-пробоотборника - 1, двустороннего насоса - 2, кювета с водой - 3, нагнетательных трубок - 4, бутылки с водой - 5, всасывающего - 6 и нагнетающего - 7 клапанов. Установка опускается в шпур - 9, подготовленный в грунте - 8.
Основным элементом установки является алюминиевая трубка диаметром один дюйм и длиной один метр, нижний торец которой заканчивается конусообразной пробкой. Трубка на высоту 0,4-0,5 м по всей поверхности просверливается серией отверстий диаметром 3,0-4,0 мм с шагом между отверстиями - 1/4 длины окружности трубки. По всей высоте просверленной части трубки виток к витку наматывается проволока диаметром 1.5-2.0 мм, создавая тем самым фильтр, предохраняющий внутреннюю полость трубки от попадания частиц исследуемого грунта - 8. Верхний торец трубки укупоривается резиновой пробкой с вытяжной трубкой диаметром 0.5-0.6 мм, на которую герметично насаживается отводная резиновая трубка-4 длиной 1,5 м.
Вторым элементом установки является нагнетательно-всасывающий насос - 2 с двумя клапанами шарикового типа - 6 и 7, плотно притертыми к всасывающему - 6 и нагнетательному - 7 гнездам штуцеров насоса. На всасывающий штуцер герметично насаживается трубка - 4, идущая от фильтра. На нагнетающий штуцер надевается также резиновая трубка - 4, второй конец которой надевается на сквозной штуцер в резиновой пробке, которой, в свою очередь, укупоривается обыкновенная полулитровая стеклянная бутылка - 5, заполненная на 3/4 "чистой" водой.
Отбор проб производится в следующем порядке: обыкновенным ломом диаметром, соответствующим диаметру фильтра, пробивается шпур - 9 глубиной не менее высоты фильтра и не более 0,8 всей длины отсасывающей трубы, в шпур заталкивается фильтр, после чего устье шпура тщательно утрамбовывается и укупоривается, предотвращая поступление воздуха по стенкам шпура в полость заборной трубы в момент всасывания; бутылка, заполненная на 3/4 объема водой, закупоривается резиновой пробкой со сквозным штуцером, подсоединенным к резиновой трубке нагнетательного клапана; бутылка опускается в кювет - 3 с водой вверх дном под углом наклона 30-45 градусов, насосом выполняется 3-4 цикла всасывания-нагнетания, после чего под водой бутылка освобождается от пробки со штуцером с нагнетающей трубкой, горлышко бутылки кратковременно прикрывается пальцем, после чего бутылка закупоривается глухой резиновой пробкой; в положении вверх дном бутылка вынимается из кювета, маркируется этикеткой с номером пробы и в перевернутом положении устанавливается в перевозимую тару для доставки в лабораторный центр, вода из кювета сливается в пластмассовую канистру, установка разбирается для передвижения на другую точку.
Детали установки изготавливаются из материала, стойкого к окислению, после сменного цикла работы установку необходимо разобрать и тщательно насухо вытереть.
Изготовленный автором экземпляр установки был опробован на Коринской площади нефтепроявления в республике Северная Осетия-Алания. Были успешно отобраны несколько сот проб, в десятках из которых лабораторный анализ зафиксировал аномальные содержание метана.
Установка исключает влияния на пробу техногенных загрязнений и продуктов разложения микроорганизмов в почвенном слое, а также позволяет долговременно хранить пробы.