CN202330372U

CN202330372U - 一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统

Info

Publication number: CN202330372U
Application number: CN2011204886009U
Authority: CN
Inventors: 王钧
Original assignee: QINGDAO SHENGHAN CHROMATOGRAPHY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QINGDAO SHENGHAN CHROMATOGRAPHY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-11-30

Abstract

属于离子色谱检测仪器的一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统，用于石油钻井待测溶液的离子色谱分析，采取的技术方案是前处理装置两端分别连接石油钻井待测溶液和稀释进样装置，稀释进样装置连接电磁进样阀，输液泵连接淋洗液和电磁进样阀，离子色谱柱连通电磁进样阀，离子色谱柱通过抑制器连接检测器，废液装置连接电磁进样阀、抑制器和检测器，控制装置连接输液泵、稀释进样装置、电磁进样阀、检测器和工作站，解决现在石油钻井待测溶液离子色谱分析手动操作的检测结果误差难以得到定性和定量判断、劳动强度大、分析效率低的技术问题。

Description

一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统

技术领域

本实用新型属于离子色谱检测仪器，具体的讲是一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统。

背景技术

目前石油钻井溶液离子色谱分析的诸多环节基本上还是手动操作的方式，不同操作人员对石油钻井溶液的前处理、稀释、进样、成份分析等环节的操作存在个体差异，因此对离子色谱检测结果分析时，诸多的人为因素导致检测误差难以得到定性和定量判断。石油钻井溶液离子色谱的手动操作劳动强度大，分析效率低，特别在钻井作业中不同深度的钻井溶液连续快速流出时，难以达到石油钻井溶液的快速、高效和准确的同步检测要求。

实用新型内容

本实用新型要解决现在石油钻井待测溶液离子色谱分析手动操作的检测结果误差难以得到定性和定量判断、劳动强度大、分析效率低的技术问题，提供一种石油钻井待测溶液前处理、稀释、进样、成分分析等有机的联动，对石油钻井待测溶液在线分析，降低人为因素干扰检测结果，操作人员的劳动强度较低，检测效率高的在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统，包括石油钻井溶液前处理装置，稀释进样装置，连接输液泵的入口的淋洗液，废液装置，连接电磁进样阀的位口的定量环，离子色谱柱，抑制器，检测器，前处理装置的入口连接石油钻井待测溶液，其出口连接稀释进样装置的进样口；稀释进样装置的出样口连接电磁进样阀的位口；输液泵的出口连接电磁进样阀的位口；离子色谱柱的入口连通电磁进样阀的位口，离子色谱柱通过抑制器连接检测器；废液装置分别连接电磁进样阀的位口、抑制器和检测器；电磁进样阀处于进样状态时，淋洗液依次通过输液泵、离子色谱柱、抑制器和检测器排入废液装置，经前处理装置处理的石油钻井待测溶液通过定量环排入废液装置；电磁进样阀处于分析状态时，淋洗液依次通过输液泵、定量杯、离子色谱柱、抑制器和检测器排入废液装置；控制装置连接检测器、电磁进样阀、稀释进样装置、输液泵和工作站。

控制装置作为控制中心，控制在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统各装置联动，对石油钻井待测溶液在线离子色谱分析。工作站将控制装置转换的各个离子浓度的数字信号进行离子分析，并将反控信息发送至控制装置中去。前处理装置的管路与石油钻井待测溶液管路相连，石油钻井待测溶液经前处理装置沉淀、去杂质和过滤等处理后进入管路。稀释进样装置对钻井待测溶液进行相应倍数的稀释，稀释进样装置内置的注射泵将稀释后的钻井待测溶液注入电磁进样阀的位口。稀释后的钻井待测溶液注满定量环，多余的液体排入废液装置。控制装置控制电磁进样阀切换，输液泵将定量环中的稀释后的钻井待测溶液依次通过离子色谱柱、抑制器和检测器排入废液装置。控制装置将检测器传来的离子成份浓度电信号转换成对应的数字信号传至工作站，工作站进行最终的钻井待测溶液成份谱图的分析、对比、报表工作。从而完成整个石油钻井待测溶液的在线检测和分析过程。本实用新型降低人为因素干扰检测结果，操作人员的劳动强度较低，检测效率高。

输液泵是平流泵；电磁进样阀是电磁二位六通阀，其①位口连接输液泵，②位口连接定量环的入口，定量环的出口连接⑤位口，③位口连接稀释进样装置，④位口连接废液装置，⑥位口连通离子色谱柱；电磁进样阀处于进样状态时，①位口连通⑥位口，②位口连通③位口，④位口连通⑤位口；电磁进样阀处于分析状态时，①位口连通②位口，③位口连通④位口，⑤位口连通⑥位口。

电磁进样阀与离子色谱柱之间连接保护柱。专用填充材料的保护柱起到保护离子色谱柱的作用。

稀释进样装置是自动进样器，盘面管路连接有流动石油钻井待测溶液收集位、洗针打水位置和离子色谱进样口；稀释进样装置的活塞泵对经过前处理的石油钻井待测溶液进行吸喷控制，稀释进样装置的试剂喷加器施加稀释液、喷洗针液清洗吸样针。

本实用新型的优点是：控制装置控制在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统各装置联动，工作站进行最终的钻井待测溶液成份谱图的分析、对比、报表工作，完成整个石油钻井待测溶液的在线检测和分析过程。本实用新型降低人为因素干扰检测结果，操作人员的劳动强度较低，检测效率高。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例在电磁进样阀处于进样状态时的结构示意图；

图2是图1实施例在电磁进样阀处于分析状态时的结构示意图。

具体实施方式

结合附图说明。

本实施例的输液泵1是高压力、小流量和可调数显高压平流泵，其规格型号UC-3281,电源DC24V/2.2A；电磁阀进样阀4是有进样、分析位置的电磁二位六通阀，规格型号MHP9900-500-1,电源DC24V/1A。实际应用中，电磁进样阀4也有采用电磁二位十通阀并接入其他管路进行双路进样的。电磁进样阀4采用电平控制或BCD码控制等控制方式，本实施例使用高电平+5V，低电平0V的电平控制方式控制二位工作状态。

图中电磁进样阀4的①位口连接输液泵1的出口，②位口连接定量环15的入口，定量环15的出口连接⑤位口，③位口连接自动稀释进样装置2的出样口，④位口连接废液装置11，⑥位口连接保护柱5的入口，保护柱5的出口连接离子色谱柱6入口。图1所示电磁进样阀4处于进样状态时的①位口连通⑥位口，②位口连通③位口，④位口连通⑤位口。图2所示电磁进样阀4处于分析状态时的①位口连通②位口，③位口连通④位口，⑤位口连通⑥位口。

输液泵1的入口接淋洗液14。离子流动相的淋洗液14通常用超纯水与NaHCO3或Na2CO3按不同浓度比例混合而成。前处理装置13的入口管路与石油钻井待测溶液输出管路相连，前处理装置13的出口管路连接自动稀释进样装置2的入样口。自动稀释进样装置2采用V100自动进样器，整机规格555*580*380，电源AC220/200-500W,5mL管适配架10*24个，盘面管路连接有流动石油钻井待测溶液收集位、洗针打水位置和离子色谱进样口，石油钻井待测溶液由自动稀释进样装置2内部的活塞泵进行吸喷控制，采集经过前处理的石油钻井待测溶液加到试管中。实际应用中使用双通道的离子色谱仪时，采用分次进样的方式实现阴阳离子的同时检测，盘面上有专用离子色谱进样口，阴阳离子检测由离子色谱系统内部的电磁进样阀4来切换控制。自动稀释进样装置2的整体管路采用PFA材料和不锈钢材料，管路接头采用PEEK材料，电磁阀采用全特富龙材料，试剂喷加器负责添加稀释液，以及喷洗针液进行吸样针的清洗工作。对于双通道的离子色谱仪，可采用分次进样的方式实现阴阳离子的同时检测，盘面上有专用离子色谱进样口，阴阳离子检测由离子色谱系统内部的电磁进样阀4来切换控制。自动稀释进样装置2可以自动完成稀释和系列稀释任务，包括标样配置工作。保护柱5、离子色谱柱6、抑制器7和检测器8首尾相连，抑制器7和检测器8连通废液装置11。某些石油钻井待测溶液对离子色谱柱6有损伤，在离子色谱柱之前须要加装保护柱5，保护柱5是专用填充材料的离子色谱柱，本实施例的保护柱5使用与离子色谱柱6相同的填充材料，待测样品溶液对离子色谱柱的损坏通常发生在离子色谱柱的入口附近位置，所以，在离子色谱柱6前面使用保护柱5能够起到对离子色谱柱6的保护作用。依据石油钻井待测溶液离子分析要求选用阴离子柱或阳离子柱的离子色谱柱6。专用核心部件之一的抑制器7，用于降低流动相的背景电导、增加待测离子的电导响应值和使“反离子”进入到废液中。检测器8通常采用五极电导检测器或安培检测器，本实施例采用五极电导检测器。现有技术的控制装置9是进样控制中心部件，包括ARM、单片机、工控机等技术，控制装置9与输液泵1、自动稀释进样装置2通过通讯数据线连接，根据不同的连接方式，可采用RS232、RS485标准串口进行连接，并以通讯协议进行通信互联，用以查询、协调与输液泵1、自动稀释进样装置2的工作状态和工作进程，RS232标准串口的数据线采用五芯带屏蔽层的多股铜线，RS485标准串口的数据线采用二芯带屏蔽层的多股铜线，本实施例采用RS232标准串口连接。控制装置9与电磁阀进样阀4和检测器8通过控制线连接，用以传递数据和切换电磁进样阀4的工作状态。工作站10包括个人电脑及控制台软件，个人电脑与控制装置9根据实现方式的不同，采用RS232或RS485标准串口进行通信联络，本实施例采用RS232标准口连接，工作站10用以将控制装置9转换的各个离子浓度的数字信号值传递给个人电脑，并由个人电脑上的控制台软件对传递来的数字信号进行离子分析，并形成报表，同时，也可将控制台软件的反控信息发送至控制装置9中去。本实施例部件间液体用聚四氯管连接。

本实施例的在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统工作流程：

进样状态，如图1所示。控制装置9通过数据线及通讯协议，发控制命令字给自动稀释进样装置2，自动稀释进样装置2将经前处理装置13处理的石油钻井待测溶液抽入到内部的注射泵，按设定的稀释倍数进行稀释。稀释的石油钻井待测溶液用自动稀释进样装置2内部的注射泵注入到电磁进样阀4的③位口，注满定量环15，多余的液体经由电磁进样阀4内部管路排入废液装置11的聚四氯乙烯的储液瓶中。电磁进样阀4进样完毕后，控制装置9控制电磁进样阀4切换到分析状态。

分析状态，如图2所示。输液泵1按设定好的流量、流速将淋洗液14抽入电磁进样阀4的①位口，定量环15内稀释的石油钻井待测溶液在淋洗液14的压力下，依次通过保护柱5、离子色谱柱6、抑制器7、检测器8，最后流入到废液装置11的聚四氯乙烯的储液瓶中。检测器8将石油钻井待测溶液内不同离子成份浓度的模拟量检测电信号值传递给控制装置9，控制装置9将模拟量检测电信号值转换成对应的数字信号，通过数据线传递给工作站10，由工作站10对石油钻井待测溶液的离子成份进行谱图显示、分析和形成报表。

Claims

1.一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统，包括石油钻井溶液前处理装置（13），稀释进样装置（2），连接输液泵（1）的入口的淋洗液（14），废液装置（11），连接电磁进样阀（4）的位口的定量环（15），离子色谱柱（6），抑制器（7），检测器（8），其特征在于前处理装置（13）的入口连接石油钻井待测溶液，其出口连接稀释进样装置（2）的进样口；稀释进样装置（2）的出样口连接电磁进样阀（4）的位口；输液泵（1）的出口连接电磁进样阀（4）的位口；离子色谱柱（6）的入口连通电磁进样阀（4）的位口，离子色谱柱（6）通过抑制器（7）连接检测器（8）；废液装置（11）分别连接电磁进样阀（4）的位口、抑制器（7）和检测器（8）；电磁进样阀（4）处于进样状态时，淋洗液（14）依次通过输液泵（1）、离子色谱柱（6）、抑制器（7）和检测器（8）排入废液装置（11），经前处理装置（13）处理的石油钻井待测溶液通过定量环（15）排入废液装置（11）；电磁进样阀（4）处于分析状态时，淋洗液（14）依次通过输液泵（1）、定量杯（15）、离子色谱柱（6）、抑制器（7）和检测器（8）排入废液装置（11）；控制装置（9）连接检测器（8）、电磁进样阀（4）、稀释进样装置（2）、输液泵（1）和工作站（10）。

2.根据权利要求1所述的一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统，其特征在于输液泵（1）是平流泵；电磁进样阀（4）是电磁二位六通阀，其①位口连接输液泵（1），②位口连接定量环（15）的入口，定量环（15）的出口连接⑤位口，③位口连接稀释进样装置（2），④位口连接废液装置（11），⑥位口连通离子色谱柱（6）；电磁进样阀（4）处于进样状态时，①位口连通⑥位口，②位口连通③位口，④位口连通⑤位口；电磁进样阀（4）处于分析状态时，①位口连通②位口，③位口连通④位口，⑤位口连通⑥位口。

3.根据权利要求1或2所述的一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统，其特征在于电磁进样阀（4）与离子色谱柱（6）之间连接保护柱（5）。

4.根据权利要求1或2所述的一种在线检测石油钻井溶液的离子色谱系统，其特征在于稀释进样装置（2）是自动进样器，盘面管路连接有流动石油钻井待测溶液收集位、洗针打水位置和离子色谱进样口；稀释进样装置（2）的活塞泵对经过前处理的石油钻井待测溶液进行吸喷控制，稀释进样装置（2）的试剂喷加器施加稀释液、喷洗针液清洗吸样针。