[发明专利]一种甲烷收集器、煤层气生产井甲烷排放测定装置和方法

权利要求书

1.一种甲烷收集容器，其包括硬质顶盖、硬质底盖、气体采样膜及箍圈；所述硬质顶盖上设有气体检测口；所述气体采样膜收缩地位于硬质顶盖与硬质底盖之间，且分别与硬质顶盖与硬质底盖密封连接，以形成收集煤层水和甲烷的可膨胀的空间；在所述气体采样膜上设有煤层水和甲烷进入及排出该空间的样品入口/排水口；所述气体采样膜的膜外侧套有箍圈，所述箍圈至少为一只，且该箍圈在膜外侧与膜紧密贴合，以约束所述气体采样膜在收集煤层水与甲烷的过程中过度膨胀。

2.根据权利要求1所述的甲烷收集容器，其中，所述硬质顶盖的材质为聚四氟乙烯。

3.根据权利要求1所述的甲烷收集容器，其中，所述硬质底盖的材质为聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1所述的甲烷收集容器，其中，所述气体采样膜的材质为聚氟乙烯。

5.根据权利要求1所述的甲烷收集容器，其中，所述的箍圈为金属圈。

6.根据权利要求1所述的甲烷收集容器，其中，所述气体检测口处设有与所述硬质顶盖密封连接的软橡胶短管。

7.根据权利要求1所述的甲烷收集容器，其中，所述的硬质顶盖、硬质底盖各自独立地包括圆形平盖、椭圆性平盖、正方性平盖、长方形平盖、三角形平盖或梯形平盖，各平盖的边沿下垂或不下垂。

8.根据权利要求7所述的甲烷收集容器，其中，所述的硬质顶盖、硬质底盖为半径相同的圆形平盖，且该平盖的边沿不下垂；所述箍圈为环形金属圈；所述气体采样膜分别与硬质顶盖与硬质底盖的周边密封连接，以使其膨胀后基本呈圆柱体形，所述环形金属圈的个数为能使膨胀后的甲烷收集器维持圆柱体形，以准确计算其体积。

9.根据权利要求8所述的甲烷收集容器，其中，所述气体采样膜垂直裁开后为长方形，该长方形一相对的两边分别与所述圆形平盖的沿边密封连接。

10.根据权利要求8所述的甲烷收集容器，其中，该甲烷收集容器体积为20L、50L、100L或200L。

11.一种煤层气生产井甲烷排放测定装置，其中，该测定装置包括甲烷收集容器、甲烷浓度分析仪、橡胶锥形收集器，其中甲烷收集容器为权利要求1～9中任一项所述的甲烷收集容器；

所述橡胶锥形收集器套接在排放煤层水及甲烷气体的管口，该橡胶锥形收集器与所述甲烷收集容器的样品入口/排水口之间以管路相连，所述甲烷收集容器的气体检测口与所述甲烷浓度分析仪的进气口之间以管路相连；且在每一连接管路上各自独立地设有或不设有阀门。

12.一种煤层气生产井甲烷排放测定方法，所述方法包括采用权利要求1～10中任一项所述的甲烷收集容器或权利要求11所述的煤层气生产井甲烷排放测定装置；所述测定方法包括如下步骤：

(1)堵住所述气体检测口，然后通过所述样品入口/排水口向所述甲烷收集器内排入来自某井的煤层水及甲烷气体；

(2)排放完毕后，记录排入时间，堵住所述样品入口/排水口；

(3)打开所述气体检测口，采用甲烷浓度分析仪测试收集到的甲烷的浓度；然后打开所述样品入口/排水口，测量收集到的煤层水的体积；

(4)按公式：Q＝(V₁-V₂)×ρ×(86400/t)计算生产井的甲烷排放量，其中，Q为该生产井每天甲烷排放量，其单位为mg/天；V₁为甲烷收集容器体积，其单位为L；V₂为排入的煤层水的体积，其单位为L；ρ为甲烷气体浓度，其单位为mg/L；t为步骤(2)中的排入时间，其单位为秒。

13.根据权利要求12所述的煤层气生产井甲烷排放测定方法，其中，随着煤层水和甲烷气排入所述甲烷收集器中，其因内部压力增加而逐步升高，在升高过程中，扶稳硬质顶盖，避免顶盖重量压缩收集器气囊，影响正常排水、排气过程。