[发明专利]一种U型管地下流体多层取样装置

权利要求书

1.一种U型管地下流体多层取样装置，包括：地面辅助系统、支撑系统、取气单元、取水单元以及层间封隔器，其特征在于，

所述地面辅助系统，包括：水样瓶、高压气源、注浆机以及井头基座，为整个装置提供动力源以及样品容器，

所述支撑系统通过支撑连接杆将所述取气单元、取水单元以及层间封隔器连接在一起，

所述层间封隔器，包括封隔上挡板、封隔下挡板以及浆囊，将所述取气单元的井下部分、所述取水单元的井下部分的取样元件分别包装到其内部，形成独立模块并连接在所述支撑连接杆上的不同位置，利用封隔器的上下两端，将取样深度上下两侧水、气与取样进样口处的待取样品阻隔，

所述取水单元设置在所述取气单元下方的含水层，包括：气动管、换向阀、出液管、取水锥形挡板、取水过滤材料以及取水网格挡板，该取水单元的井下部件除部分气动管和出液管之外均被封装在所述层间封隔器中，

所述取水单元取样层位和井头之间通过所述气动管和所述出液管连接，所述气动管的井头一端与所述高压气源连接，井下一端与所述换向阀的阀体进气口连接，所述出液管的井头一端与所述水样瓶相连，井下一端与所述换向阀的阀体出液口连接，在所述层间封隔器的浆囊内部的所述气动管、所述换向阀和所述出液管外侧套装有硬质外管，所述硬质外管连接所述封隔上挡板和所述封隔下挡板，穿过所述浆囊的位置与所述浆囊密封连接，所述换向阀的阀体进液口与所述取水锥形挡板的顶端密封连接，所述取水锥形挡板是一顶端开口，无底面的薄壁锥体结构，底端与所述浆囊密封连接，锥形空间直接连通地层，与地层之间设所述取水网格挡板，将颗粒状土粒或石粒阻挡在取样系统外面，锥形空间内填充所述取水过滤材料，对地下水进一步过滤，防止土壤颗粒堵塞所述换向阀，在自然状态下所述换向阀处于常开状态，地下水样直接通过所述取水网格挡板进入锥形空间，继而通过所述换向阀进入所述出液管中，形成地下水样的导流通道以及地下水暂时储存空间。

2.如权利要求1所述的U型管地下流体多层取样装置，其特征在于，所述层间封隔器，设置于不同的含水层之间，实现含水层层间封隔的作用。

3.如权利要求1所述的U型管地下流体多层取样装置，其特征在于，所述取气单元，包括：设置于井上的抽气泵、采气袋、以及设置于井下的抽气管、取气锥形挡板、取气过滤材料以及取气网格挡板，该取气单元的井下部件除部分抽气管外均被封装在所述层间封隔器中，

所述抽气管从所述井头基座穿过所述封隔上挡板进入所述浆囊，在所述浆囊内部的抽气管外套装有取气段硬质外管，在所述抽气管末端连接由所述取气锥形挡板与所述取气网格挡板形成的锥形空间，所述取气段硬质外管一端与所述封隔上挡板连接，另一端与所述取气锥形挡板的顶端密封连接，穿过所述浆囊的位置与所述浆囊密封连接，靠近进气口的位置，在所述抽气管和所述取气段硬质外管之间用胶密封，所述取气锥形挡板和所述浆囊密封连接，锥形空间直接连通地层，与地层之间设有所述取气网格挡板，将颗粒状土粒或石粒阻挡在取样系统外面，锥形空间内填充有多孔材料构成的取气过滤材料，对气体进一步过滤，防止土壤颗粒堵塞所述抽气管，在地面的所述抽气泵进气端连接所述抽气管，出气端连接作为储气容器的所述采气袋。

4.如权利要求1所述的U型管地下流体多层取样装置，其特征在于，所述换向阀包括：阀体顶盖、阀体、阀芯、弹簧以及阀体底盖，

所述阀体顶盖，中间开设有与所述高压气源连接的阀体进气口；

所述阀体，为圆柱体结构，在靠近其中间位置的两侧壁对称地开设有阀体进液口和阀体出液口，所述阀体内腔壁上部自顶部至靠近所述阀体进液口和所述阀体出液口的位置呈内楔形环面；

所述阀芯，整体呈台阶形圆柱状，其下部较细上部较粗，所述阀芯顶端开设有L型通孔，所述阀芯中间开设有横向的直通孔，该L型通孔出气口和直通孔在同一个平面内，所述阀芯外侧的上半部呈外楔形结构的环面，与所述阀体内腔的所述内楔形环面配合形成楔形自密封构造，所述阀芯下端为细圆柱体；

所述阀体底盖，与所述阀体连接，其内侧和外侧各设有一凸起、中间通孔，在所述阀芯下部和所述阀体底盖内侧凸起之间安设有弹簧。