一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置

本发明涉及碳封存，尤其涉及一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置。

背景技术：

1、资源是发展的动力源泉，但是地球上一些资源的储存量是有限的，这些资源被称为一次性资源。现有的一次性能源以化石能源为主，在化石能源使用的过程中，会排放大量的二氧化碳，且随着社会发展的进步，二氧化碳的排放量不断增长，从而加剧温室效应。

2、为解决上述问题，现有研究多从二氧化碳的封存上入手。具体来说，二氧化碳地质封存是指通过工程技术手段将大型排放源企业生产过程中产生的二氧化碳捕集并注入深部地质储层中进行封存的技术，实现二氧化碳与大气长期隔绝的过程，是应对全球气候变化的关键技术之一。

3、目前二氧化碳人工封存的场所主要是海洋和地下。虽然海洋处理二氧化碳的潜力非常大，但由于海洋生态系统的复杂性，无法准确估测大规模注入二氧化碳对海洋生态系统的影响。因此更容易掌控的地质封存成为主要的封存方法。且在地质封存中，部分研究人员提出利用大量的因资源枯竭而报废的矿井存储二氧化碳，此方法虽然实现了资源的再利用，但是由于井口位置密封性差，从而可能导致二氧化碳的逸散。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，通过设置多级密封结构，可在注入完毕后，利用气体压力将弧形密封壳密封到进气孔上，从而实现井口密封。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，包括呈线性依次设置于矿井内部的多级密封结构，每级密封结构均包括与矿井内壁密封定位连接的环形定位组件和单向进气组件，环形定位组件包括环形密封板，环形密封板的中心开设有进气孔；

3、单向进气组件包括对应进气孔的位置滑动设置于环形密封板上的弧形密封壳，弧形密封壳的开口端朝向矿井内部的方向，弧形密封壳的外径大于进气孔的孔径；

4、弧形密封壳朝向远离或者靠近进气孔的方向滑动。

5、优选的，弧形密封壳的盲端经多根导向柱与环形密封板滑动连接，导向柱的端头穿出弧形密封壳后连接有防脱头，导向柱的另一端穿过环形密封板，且导向柱穿过环形密封板的一端连接有拉紧弹簧；

6、多根导向柱围成的圆的半径大于进气孔的孔径。

7、优选的，多根导向柱围成的弧形密封壳的盲端粘接有弹性密封层，弹性密封层的材质为弹性树脂。

8、优选的，弧形密封壳经行走组件与矿井内壁滚动连接，行走组件包括呈圆周均匀设置于弧形密封壳外壁上的多个开合式行走部件，开合式行走部件包括一端垂直转动设置于弧形密封壳外壁上的行走支腿、转动设置于行走支腿另一端的行走轮以及用于驱动行走支腿开合的开合电动推杆，行走轮上设置有轮毂电机；

9、开合电动推杆的一端垂直转动设置于弧形密封壳上，另一端与行走支腿靠近弧形密封壳的一端垂直转动连接。

10、优选的，行走轮与行走支腿之间还设置有减振弹簧。

11、优选的，环形密封板的外环侧固定有环形密封气囊，环形密封气囊经进气管与气泵连通，进气管上设置有第一压力传感器，第一压力传感器经控制器与气泵电性连接。

12、优选的，相邻两级密封结构的环形密封气囊之间经进气管连通。

13、优选的，相邻两级密封结构的环形密封板软连接。

14、优选的，相邻两级密封结构的环形密封板之间经连接绳连接。

15、优选的，相邻两级密封结构之间的矿井内部还设置有第二压力传感器，第二压力传感器与报警器和报警终端相通讯。

16、本发明具有以下有益效果：

17、1、通过设置多级密封结构，可在注入完毕后，利用气体压力将弧形密封壳密封到进气孔上，从而实现井口密封；

18、2、通过设置第一压力传感器，可检测环形密封板与矿井内壁之间的密封状态，同时通过设置第二压力传感器，可检测密封结构的整体密封状态，从而实现了可靠密封。

19、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：包括呈线性依次设置于矿井内部的多级密封结构，每级密封结构均包括与矿井内壁密封定位连接的环形定位组件和单向进气组件，环形定位组件包括环形密封板，环形密封板的中心开设有进气孔；

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：弧形密封壳的盲端经多根导向柱与环形密封板滑动连接，导向柱的端头穿出弧形密封壳后连接有防脱头，导向柱的另一端穿过环形密封板，且导向柱穿过环形密封板的一端连接有拉紧弹簧；

3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：多根导向柱围成的弧形密封壳的盲端粘接有弹性密封层，弹性密封层的材质为弹性树脂。

4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：弧形密封壳经行走组件与矿井内壁滚动连接，行走组件包括呈圆周均匀设置于弧形密封壳外壁上的多个开合式行走部件，开合式行走部件包括一端垂直转动设置于弧形密封壳外壁上的行走支腿、转动设置于行走支腿另一端的行走轮以及用于驱动行走支腿开合的开合电动推杆，行走轮上设置有轮毂电机；

5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：行走轮与行走支腿之间还设置有减振弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：环形密封板的外环侧固定有环形密封气囊，环形密封气囊经进气管与气泵连通，进气管上设置有第一压力传感器，第一压力传感器经控制器与气泵电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：相邻两级密封结构的环形密封气囊之间经进气管连通。

8.根据权利要求7所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：相邻两级密封结构的环形密封板软连接。

9.根据权利要求8所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：相邻两级密封结构的环形密封板之间经连接绳连接。

10.根据权利要求9所述的一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，其特征在于：相邻两级密封结构之间的矿井内部还设置有第二压力传感器，第二压力传感器与报警器和报警终端相通讯。

技术总结本发明公开了一种二氧化碳地质封存试验井口密封装置，包括呈线性依次设置于矿井内部的多级密封结构，每级密封结构均包括与矿井内壁密封定位连接的环形定位组件和单向进气组件，环形定位组件包括环形密封板，环形密封板的中心开设有进气孔；单向进气组件包括对应进气孔的位置滑动设置于环形密封板上的弧形密封壳，弧形密封壳的开口端朝向矿井内部的方向，弧形密封壳的外径大于进气孔的孔径；弧形密封壳朝向远离或者靠近进气孔的方向滑动。本发明采用上述结构的二氧化碳地质封存试验井口密封装置，通过设置多级密封结构，可在注入完毕后，利用气体压力将弧形密封壳密封到进气孔上，从而实现井口密封。技术研发人员：郑司建,谢毫,韩明辉,桑树勋,刘世奇,王猛,皇凡生,刘晓斐,周效志,代旭光,刘统,韩思杰,王笑然,杨轶,田钰琛受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9