本申請涉及二氧化碳地質封存，尤其是涉及一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置和封堵方法。
背景技術：
1、二氧化碳地質封存技術是將二氧化碳捕獲后注入地下深層地質結構中長期封存的技術，旨在減少大氣中的溫室氣體，緩解氣候變化。井筒是二氧化碳封存系統的核心通道與關鍵屏障，其完整性直接決定了封存工程的安全性與長效性；在這一背景下，地質封存期二氧化碳間沿井筒泄漏的問題已成為研究熱點。由于二氧化碳的低動力粘度、高膨脹特性，當套管或堵頭被腐蝕穿透后，如果未能在井下封堵位置第一時間監測到二氧化碳泄漏情況，二氧化碳會在井筒內相變膨脹并積聚在井筒上部。當瞬時泄漏量過大時，井筒壓力激增，會對地面環境、設備以及人身安全造成重大傷害。因此，二氧化碳地質封存現場亟需一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵方法，實時監測二氧化碳泄漏事件并及時實現自動封堵，降低重大事故發生機率。
技術實現思路
1、為了實時監測二氧化碳泄漏事件并及時實現自動封堵，本申請提供一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置和封堵方法。
2、本申請提供的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置采用如下的技術方案：
3、一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，包括：
4、封隔器，固定設置于井筒內，所述封隔器的底部開設有滑移孔，所述滑移孔呈圓柱型；所述封隔器的頂部開設有第一連通孔，所述第一連通孔一端連通于滑移孔、另一端與井筒內連通，所述第一連通孔與所述滑移孔呈偏心設置；所述封隔器于滑移孔的內側壁開設有至少兩個滑槽，所述滑槽由下至上呈傾斜設置；
5、封堵器，呈圓柱型，滑動設置于所述滑移孔中；所述封堵器貫穿開設有第二連通孔，所述第二連通孔的軸線與封堵器的軸線不共線；所述封堵器外側固接有多個耳架，所述耳架滑動設置于對應的所述滑槽中；當所述耳架位于滑槽的底端時，所述第一連通孔與第二連通孔連通；當所述耳架位于滑槽的頂端時，所述第一連通孔與第二連通孔不連通，且所述封堵器的上端面抵接于滑移孔的內頂壁；
6、監測組件，用于監測第二連通孔內的氣體流速和二氧化碳濃度；
7、驅動組件，用于驅動所述封堵器轉動。
8、當井筒處于未封堵狀態時，耳架位于滑槽的底端，封堵器的上端面與滑移孔的內頂壁之間存在一定的距離，此時第一連通孔、滑移孔、第二連通孔均連通，使井筒內外連通；監測組件能夠監測第二連通孔內的氣體流速和二氧化碳濃度。
9、當外力驅動封堵器轉動或沿豎直方向滑移時，耳架沿傾斜的滑槽滑移，使封堵器在轉動的同時沿滑移孔滑移，當耳架滑移至滑槽的頂端時，封堵器的上端面抵接于滑移孔的內頂壁，此時第一連通孔與第二連通孔不連通，實現井筒封堵。
10、本申請提供的裝置有主動封堵和被動封堵兩種模式，其中，主動封堵模式適用于二氧化碳少量泄漏的情況，此時二氧化碳濃度大于設定閾值，且氣體流速不大于設定閾值，驅動組件驅動封堵器轉動并沿滑移孔向上滑移，實現井筒封堵；被動封堵模式適用于二氧化碳短時間內大量泄漏的情況，此時氣體流速大于設定閾值，井筒內的氣體壓力推動封堵器沿滑移孔向上滑移并轉動，實現井筒封堵。
11、本申請提供的裝置結構簡單，響應快速，能夠實現井筒泄漏的實時處置。
12、進一步地，所述滑槽包括傾斜段和連接于所述傾斜段頂端的水平段。
13、進一步地，所述傾斜段與水平段之間采用曲線形過渡連接。
14、當封堵器轉動，使耳架沿滑槽滑移至傾斜段的頂端時，封堵器的上端面抵接于滑移孔的內頂壁，繼續轉動封堵器，使耳架滑移至滑槽的水平段，此時，耳架的位置被鎖定，封堵器不會在自身重力作用下沿滑槽向下滑移，從而實現封堵器的鎖定。
15、當封堵器在井筒內氣體壓力的推動下沿滑移孔向上滑移并轉動時，耳架沿滑槽滑移至傾斜段的頂端，此時封堵器轉動的速度不為零，在慣性作用下，封堵器繼續轉動，使耳架滑移至滑槽的水平段，實現封堵器的鎖定；傾斜段與水平段之間的曲線形過渡連接有助于耳架從傾斜段順利滑移至水平段。
16、進一步地，所述驅動組件包括轉動設置于所述封隔器上的齒輪和用于驅動所述齒輪轉動的驅動件；所述封堵器的外側壁設置有與所述齒輪嚙合的齒槽。
17、進一步地，所述齒輪為斜齒輪。
18、在驅動件的驅動下，齒輪轉動，驅使封堵器轉動并沿滑移孔滑移；斜齒輪轉動對封堵器施加豎直方向的力，有利于封堵器沿豎直方向移動。
19、進一步地，所述驅動組件位于所述滑槽的下方。
20、驅動組件不位于耳架的移動路徑上，不會對封堵器的運動造成干涉。
21、進一步地，所述監測組件包括安裝于第二連通孔內側壁的氣體流速傳感器和二氧化碳濃度傳感器。
22、進一步地，井筒內于不同深度位置分別設置有所述井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置。
23、當位于井筒最深位置的井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置封堵鎖緊時，其他的井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置持續監測井筒內二氧化碳的濃度和氣體流速，多個井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置能夠在二氧化碳泄漏時對井筒進行自下而上的階梯式封堵。
24、本申請還提供一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵方法，采用一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，封堵方法包括以下步驟：
25、監測組件對第二連通孔內的氣體流速和二氧化碳濃度進行監測；
26、當二氧化碳濃度大于設定閾值，且氣體流速不大于設定閾值時，驅動組件驅動封堵器轉動并沿滑移孔向上滑移，直至封堵器的上端面抵接于滑移孔的內頂壁，此時第一連通孔與第二連通孔不連通，實現井筒封堵；
27、當氣體流速大于設定閾值時，在井筒內氣體壓力的推動下，封堵器沿滑移孔向上滑移并轉動，直至封堵器的上端面抵接于滑移孔的內頂壁，此時第一連通孔與第二連通孔不連通，實現井筒封堵。
28、進一步地，還包括以下步驟：沿井筒深度方向間隔設置多個所述井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，在二氧化碳泄漏時對井筒進行自下而上的階梯式封堵。
29、綜上所述，本申請包括以下有益技術效果：
30、通過耳架與滑槽配合，封堵器在轉動的同時能夠沿滑移孔滑移，當封堵器的上端面抵接于滑移孔的內頂壁時，第一連通孔與第二連通孔不連通，實現井筒封堵。本申請提供的裝置有主動封堵和被動封堵兩種模式，其中，主動封堵模式適用于二氧化碳少量泄漏的情況，由驅動組件驅動封堵器轉動；被動封堵模式適用于二氧化碳短時間內大量泄漏的情況，由井筒內的氣體壓力驅動封堵器上移。本申請提供的裝置結構簡單，響應快速，能夠實現井筒泄漏的實時處置。
1.一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：包括：
2.根據權利要求1所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：所述滑槽包括傾斜段和連接于所述傾斜段頂端的水平段。
3.根據權利要求2所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：所述傾斜段與水平段之間采用曲線形過渡連接。
4.根據權利要求1所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：所述驅動組件包括轉動設置于所述封隔器上的齒輪和用于驅動所述齒輪轉動的驅動件；所述封堵器的外側壁設置有與所述齒輪嚙合的齒槽。
5.根據權利要求4所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：所述齒輪為斜齒輪。
6.根據權利要求4所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：所述驅動組件位于所述滑槽的下方。
7.根據權利要求1所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：所述監測組件包括安裝于第二連通孔內側壁的氣體流速傳感器和二氧化碳濃度傳感器。
8.根據權利要求1所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：井筒內于不同深度位置分別設置有所述井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置。
9.一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵方法，采用權利要求1-8任一項所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，其特征在于：包括以下步驟：
10.根據權利要求9所述的一種井下二氧化碳泄漏自動監測封堵方法，其特征在于：還包括以下步驟：沿井筒深度方向間隔設置多個所述井下二氧化碳泄漏自動監測封堵裝置，在二氧化碳泄漏時對井筒進行自下而上的階梯式封堵。