CN104698131B - 一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻，是由上盖、电子鼻壳体、传感器阵列板、传感器、离心泵、第一密封垫圈、连接螺栓、真空泵、第二密封垫圈构成，传感器阵列板位于上盖和电子鼻壳体之间形成的电子鼻腔内，传感器阵列板分布有数个棱状突起和传感器。该电子鼻在工作时，液流从液体入口进入，从液体出口由离心泵抽出，传感器检测烃类气体。本发明的电子鼻腔是仿鱼鼻腔结构，使得液流与覆盖有半透膜的传感器充分接触，即有更多的烃类气体分子透过半透膜与传感器接触，提高了电子鼻的灵敏度和精度；本发明可以高效、准确地对钻井时的井下烃类气体分子进行实时检测。

Description

一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻

技术领域

本发明涉及一种检测仪器，特别涉及一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻。

背景技术

作为非常规能源的天然气水合物，鉴于其储量巨大，必将成为常规化石能源的可替代者之一。然而其取样技术的发展制约了此类资源的开发和利用。高效节能随钻检测系统的研究将有助于加快天然气水合物的勘探和开发。

仿生耦合理论是向生物学习而得出的对科学技术具有指导意义的原理。自然界中鱼类经过亿万年进化，为适应水中生存环境进化出最优嗅觉器官——鼻腔，其内部结构特征使其具有高效、灵敏的特性，将其引入到地下水合物勘探随钻检测系统的研究中，实现气液分离和随钻检测烃类气体分子。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻，本发明可以对钻井时的井下烃类气体分子进行实时检测。

本发明是由上盖、电子鼻壳体、传感器阵列板、传感器、离心泵、第一密封垫圈、连接螺栓、真空泵、第二密封垫圈构成，上盖和电子鼻壳体通过连接螺栓连接，上盖和电子鼻壳体之间以第一密封垫圈密封，上盖和电子鼻壳体之间形成有电子鼻腔，防止液流从入口以外的地方进入电子鼻腔内，传感器阵列板通过螺钉固定在电子鼻壳体上，传感器阵列板与电子鼻壳体之间以第二密封垫圈密封，传感器阵列板位于上盖和电子鼻壳体之间形成的电子鼻腔内，上盖具有液体入口和液体出口，该液体入口结构仿造鱼鼻的入口，液体入口覆盖有滤网，以防止较大颗粒的固体杂质的进入电子鼻腔内，液体出口具有螺纹，离心泵通过螺纹与上盖的液体出口连接，离心泵与电子鼻腔连通，离心泵为电子鼻腔内的液流提供动力；真空泵设置在电子鼻壳体上，真空泵与电子鼻腔连通，真空泵用于使半透膜两侧产生压差，增大半透膜的工作效率。液体入口设置在电子鼻壳体左端呈圆弧面状的内表面上方，电子鼻壳体左端呈圆弧面状的内表面与传感器阵列板呈圆弧面的左端面之间形成腔体。

电子鼻壳体左端内表面呈圆弧状，该圆弧状模仿了鱼鼻的鼻道，减小液流在此处的扰动。

传感器阵列板分布有数个传感器，数个传感器呈阵列排列，传感器阵列板的左端面呈圆弧面，能减小液流在此处的扰动；

传感器阵列板布置有数个截面为等腰直角三角形的棱状突起，棱状突起直角边长为3mm，棱状突起与传感器阵列板的轴线呈75°布设，沿轴线方向的相邻棱状突起的间距为18mm，垂直于轴线方向的相邻棱状突起的间距为10mm；每个棱状突起后面6mm且距轴线9mm的位置上都布置有一个覆盖有半透膜的传感器，其作用是使烃类气体与液流分离。

本发明的工作过程和原理：

该电子鼻在工作时，液流从液体入口进入，液流从液体入口到传感器阵列板前端这一过程中，由于电子鼻腔结构模仿鱼鼻，液流较为平稳；直到液流经过传感器阵列板时，由于传感器阵列板上设有棱状突起，起到仿鱼鼻内嗅板结构的作用，液流波动变大，在每个传感器的位置形成湍流，使得液流与覆盖有半透膜的传感器充分接触，即有更多的烃类气体分子透过半透膜与传感器接触，提高了电子鼻的灵敏度和精度；传感器整个工作过程中的动力由离心泵和真空泵提供。本发明适用于钻井下烃类气体分子的实时检测。

本发明的有益效果是：

本发明可以高效、准确地对钻井时的井下烃类气体分子进行实时检测。

附图说明

图1是本发明的剖视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的仰视图。

图4是本发明的传感器阵列板俯视图。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例是由上盖1、电子鼻壳体2、传感器阵列板3、传感器4、离心泵5、第一密封垫圈6、连接螺栓7、真空泵9、第二密封垫圈10构成，上盖1和电子鼻壳体2通过连接螺栓7连接，上盖1和电子鼻壳体2之间以第一密封垫圈6密封，上盖1和电子鼻壳体2之间形成有电子鼻腔16，防止液流从入口以外的地方进入电子鼻腔16内，传感器阵列板3通过螺钉8固定在电子鼻壳体2上，传感器阵列板3与电子鼻壳体2之间以第二密封垫圈10密封，传感器阵列板3位于上盖1和电子鼻壳体2之间形成的电子鼻腔16内，上盖1具有液体入口11和液体出口13，该液体入口11结构仿造鱼鼻的入口，液体入口11覆盖有滤网12，以防止较大颗粒的固体杂质的进入电子鼻腔16内，液体出口13具有螺纹，离心泵5通过螺纹与上盖1的液体出口13连接，离心泵5与电子鼻腔16连通，离心泵5为电子鼻腔16内的液流提供动力；真空泵9设置在电子鼻壳体2上，真空泵9与电子鼻腔16连通，真空泵9用于使半透膜两侧产生压差，增大半透膜的工作效率。液体入口11设置在电子鼻壳体2左端呈圆弧面状的内表面上方，电子鼻壳体2左端呈圆弧面状的内表面与传感器阵列板3呈圆弧面14的左端面之间形成腔体。

电子鼻壳体2左端内表面呈圆弧状，该圆弧状模仿了鱼鼻的鼻道，减小液流在此处的扰动。

传感器阵列板3分布有数个传感器4，数个传感器4呈阵列排列，传感器阵列板3的左端面呈圆弧面14，能减小液流在此处的扰动；

传感器阵列板3布置有八个截面为等腰直角三角形的棱状突起15，棱状突起15直角边长为3mm，棱状突起15与传感器阵列板3的轴线呈75°布设，沿轴线方向的相邻棱状突起15的间距为18mm，垂直于轴线方向的相邻棱状突起的间距为10mm；每个棱状突起15后面6mm且距轴线9mm的位置上都布置有一个覆盖有半透膜的传感器4，其作用是使烃类气体与液流分离。

本实施例的工作过程和原理：

该电子鼻在工作时，液流从液体入口11进入，液流从液体入口11到传感器阵列板3前端这一过程中，由于电子鼻腔16结构模仿鱼鼻，液流较为平稳；直到液流经过传感器阵列板3时，由于传感器阵列板3上设有棱状突起15，起到仿鱼鼻内嗅板结构的作用，液流波动变大，在每个传感器4的位置形成湍流，使得液流与覆盖有半透膜的传感器4充分接触，即有更多的烃类气体分子透过半透膜与传感器4接触，提高了电子鼻的灵敏度和精度；传感器4整个工作过程中的动力由离心泵5和真空泵9提供。本发明适用于钻井时，对井下烃类气体分子进行实时检测。

Claims (4)

1.一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻，其特征在于：是由上盖(1)、电子鼻壳体(2)、传感器阵列板(3)、传感器(4)、离心泵(5)、第一密封垫圈(6)、连接螺栓(7)、真空泵(9)、第二密封垫圈(10)构成，上盖(1)和电子鼻壳体(2)通过连接螺栓(7)连接，上盖(1)和电子鼻壳体(2)之间以第一密封垫圈(6)密封，上盖(1)和电子鼻壳体(2)之间形成有电子鼻腔(16)，传感器阵列板(3)通过螺钉(8)固定在电子鼻壳体(2)上，传感器阵列板(3)与电子鼻壳体(2)之间以第二密封垫圈(10)密封，传感器阵列板(3)位于上盖(1)和电子鼻壳体(2)之间形成的电子鼻腔(16)内，上盖(1)具有液体入口(11)和液体出口(13)，液体入口(11)覆盖有滤网(12)，液体出口(13)具有螺纹，离心泵(5)通过螺纹与上盖(1)的液体出口(13)连接，离心泵(5)与电子鼻腔(16)连通，真空泵(9)设置在电子鼻壳体(2)上，真空泵(9)与电子鼻腔(16)连通，电子鼻壳体(2)左端内表面呈圆弧面状，传感器阵列板(3)分布有数个传感器(4)，数个传感器(4)呈阵列排列，传感器阵列板(3)的左端面呈圆弧面(14)；传感器阵列板(3)布置有数个截面为等腰直角三角形的棱状突起(15)；每个棱状突起(15)后面都布置有一个覆盖有半透膜的传感器(4)，其作用是使烃类气体与液流分离；液体入口(11)设置在电子鼻壳体(2)左端呈圆弧面状的内表面上方，电子鼻壳体(2)左端呈圆弧面状的内表面与传感器阵列板(3)呈圆弧面(14)的左端面之间形成腔体。

2.根据权利要求1所述的一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻，其特征在于：所述的棱状突起(15)与传感器阵列板(3)的轴线呈75°布设。

3.根据权利要求1所述的一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻，其特征在于：沿轴线方向的相邻棱状突起(15)的间距为18mm，垂直于轴线方向的相邻棱状突起的间距为10mm；每个棱状突起(15)后面6mm且距轴线9mm的位置上都布置有一个覆盖有半透膜的传感器(4)。

4.根据权利要求1所述的一种仿鱼鼻腔的水合物随钻气测电子鼻，其特征在于：所述等腰直角三角形的棱状突起(15)的直角边长为3mm。