CN201083688Y - 钻井液气态烃组份传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钻井液气态烃组份传感器，其特征在于，由气体采集头、进气管线、出气管线、连接头、保护连接管、测孔连接头、检测器隔爆盒、抽气泵、红外气体分析模块和放空口组成，气体采集头通过连接头与内有进气管线、出气管线的保护连接管一端连接，保护连接管的另一端通过测孔连接头与置有抽气泵和红外气体分析模块的检测器隔爆盒连接，放空口置于检测器隔爆盒的顶端，保护连接管中的出气管线一端设于气体采集头中，另一端与抽气泵连接，进气管线一端置于气体采集头中，另一端通过测孔连接头外露。本实用新型的优点是可以实时进行钻井液中气态烃组份的分离和含量测定。

Description

钻井液气态烃组份传感器

技术领域

本实用新型涉及一种钻井液气态烃组份传感器，可以实时进行钻井液中气态烃组份的分离和含量测定，属于传感器技术领域。

背景技术

目前石油钻井过程中在线定量测定钻井液含气态烃组份浓度的方法需要两个步骤完成，首先采用电动脱气器通过搅拌将钻井液中的气态烃组份从钻井液中分离出来，然后通过色谱法、红外光谱法或催化燃烧法进行气态烃组份或总烃含量测量。

其实现方式有以下两种类型：

1、在钻井液出口处采用电动脱气器通过搅拌将气态烃组份从钻井液中分离出来，通过气体传输管线将分离的气态烃组份送至仪器房中的色谱法或红外光谱法组份含量测量装置进行组份含量测量。

2、在钻井液出口处采用半透膜将气态烃组份从钻井液中分离出来，在钻井液出口处采用催化燃烧法进行总烃含量测量，采用色谱法进行气态烃组份含量测量。

在第一类方法中，需要采用笨重、复杂的电动脱气器进行气态烃组份分离，并且需要采用长气体传输管线，延迟了测量时间，气态烃组份测量仪器为室内分析仪器，需要众多的辅助设备。而在第二类方法中的催化燃烧法只能进行总烃含量而不能进行烃组份含量测量；色谱法测量装置需要氮气或氦气做为载气，需要充满氮气或氦气的高压钢瓶等辅助设备，并且该装置置于钻井液出口处存在安全问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可同时测量甲烷、丙烷和二氧化碳含量的钻井液气态烃组份传感器。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种钻井液气态烃组份传感器，其特征在于，由气体采集头、进气管线、出气管线、连接头、保护连接管、测孔连接头、检测器隔爆盒、抽气泵、红外气体分析模块和放空口组成，气体采集头通过连接头与内有进气管线、出气管线的保护连接管一端连接，保护连接管的另一端通过测孔连接头与设有抽气泵和红外气体分析模块的检测器隔爆盒连接，放空口设于检测器隔爆盒的顶端，保护连接管中的出气管线一端置于气体采集头中，另一端与抽气泵连接，进气管线一端置于气体采集头中，另一端通过测孔连接头外露。

所述的气体采集头为双面对称结构，由压板固定螺丝、压板、孔径0.1mm～2mm金属保护网、气体半透膜、密封圈、样品气腔体、不锈钢金属块体、进气管线孔和出气管线孔组成，样品气腔体内置有带进气管线孔和出气管线孔的不锈钢金属块体，样品气腔体两内侧通过密封圈分别密封气体半透膜，样品气腔体两外侧通过压板固定螺丝和压板固定孔径0.1mm～2mm金属保护网。

本实用新型依据半透膜只允许液体中的气态物质透过，而不允许液态物质透过原理，将气态烃组份从钻井液中分离；其测量原理是依据气态烃组份对红外光谱中特定波长段的吸收，根据朗伯—比尔定律测量气态烃组份的含量，无论是水基或油基钻井技术，还是空气或空气泡沫钻井技术，均可采用该传感器进行在线快速测定，可同时测量甲烷、丙烷和二氧化碳含量。

本实用新型的优点是：

(1)气体采集头直接置于钻井液中；

(2)通过半透膜直接将气态烃组份从钻井液中分离出来；

(3)红外测定模块可以直接置于钻井液返出通道附近；

(4)可进行气态烃组份测定；

(5)可实现在线快速测定；

(6)同时测量甲烷、丙烷和二氧化碳含量；

(7)标准传感器模块设计；

(8)传感器为隔爆设计。

附图说明

图1为钻井液气态烃组份传感器结构示意图；

图2为气体采集头结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1所示，为钻井液气态烃组份传感器结构示意图，所述的钻井液气态烃组份传感器由气体采集头1、进气管线2、出气管线3、连接头4、保护连接管5、测孔连接头6、检测器隔爆盒7、抽气泵8、红外气体分析模块9和放空口10组成。

气体采集头1通过连接头4与内有进气管线2、出气管线3的保护连接管5一端连接，保护连接管5的另一端通过测孔连接头6与置有抽气泵8和红外气体分析模块9的检测器隔爆盒7连接，放空口10安装在检测器隔爆盒7的顶端，保护连接管5中的出气管线3一端置于气体采集头1中，另一端与抽气泵8连接，进气管线2一端置于气体采集头1中，另一端通过测孔连接头6外露。

如图2所示，为气体采集头结构示意图，所述的气体采集头1为双面对称结构，由压板固定螺丝11、压板12、孔径0.1mm～2mm金属保护网13，气体半透膜14、密封圈15、样品气腔体16、不锈钢金属块体17、进气管线孔18和出气管线孔19组成。

样品气腔体16内安装带进气管线孔18和出气管线孔19的不锈钢金属块体17，样品气腔体16两内侧通过密封圈15分别安装气体半透膜14，样品气腔体16两外侧通过压板固定螺丝11和压板12固定孔径0.1mm～2mm金属保护网13，出气管线孔19与气体半透膜14连接，样品气腔体16两侧钻有0.1mm～2mm的孔。

本实用新型可直接置于钻井液出口位置，采用半透膜14置于钻井液中进行气态烃组份的直接分离，分离出的气态烃组份通过出气管线孔19直接进入红外气体分析模块9采用非分散红外光谱法进行组份含量测量，可同时测量甲烷、丙烷和二氧化碳含量。

Claims (3)

1.一种钻井液气态烃组份传感器，其特征在于，由气体采集头(1)、进气管线(2)、出气管线(3)、连接头(4)、保护连接管(5)、测孔连接头(6)、检测器隔爆盒(7)、抽气泵(8)、红外气体分析模块(9)和放空口(10)组成，气体采集头(1)通过连接头(4)与内有进气管线(2)、出气管线(3)的保护连接管(5)一端连接，保护连接管(5)的另一端通过测孔连接头(6)与置有抽气泵(8)和红外气体分析模块(9)的检测器隔爆盒(7)连接，放空口(10)置于检测器隔爆盒(7)的顶端，保护连接管(5)中的出气管线(3)一端置于气体采集头(1)中，另一端与抽气泵(8)连接，进气管线(2)一端置于气体采集头(1)中，另一端通过测孔连接头(6)外露。

2.根据权利要求1所述的钻井液气态烃组份传感器，其特征在于，所述的气体采集头(1)为双面对称结构，由压板固定螺丝(11)、压板(12)、孔径0.1mm～2mm金属保护网(13)，气体半透膜(14)、密封圈(15)、样品气腔体(16)、不锈钢金属块体(17)、进气管线孔(18)和出气管线孔(19)组成，样品气腔体(16)内置有带进气管线孔(18)和出气管线孔(19)的不锈钢金属块体(17)，样品气腔体(16)两内侧通过密封圈(15)分别设有气体半透膜(14)，样品气腔体(16)两外侧通过压板固定螺丝(11)和压板(12)固定孔径0.1mm～2mm金属保护网(13)，出气管线孔(19)与气体半透膜(14)连接。

3.根据权利要求2所述的钻井液气态烃组份传感器，其特征在于，所述的样品气腔体(16)两侧设有0.1mm～2mm孔。

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