CN204253031U - 基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，壳体中设置有集气管，集气管连接有集气探头，集气探头设置在壳体外部，集气管依次连接有球阀，球阀连接有电磁阀，电磁阀连接有水冷器，水冷器连接有制冷器蠕动泵，水冷器连接有进水管和出水管，制冷器蠕动泵连接有膜式过滤器，膜式过滤器连接有抽气泵，抽气泵连接有压力调节阀，压力调节阀连接有单向阀，单向阀连接有流量计，流量计连接有甲烷分析仪，甲烷分析仪连接有控制箱，控制箱同时与电磁阀、制冷器蠕动泵、抽气泵连接，壳体设置有蜂鸣报警器，蜂鸣报警器与控制箱连接。该设备能够准确地对页岩气的成分进行监测，使得将环境中的页岩气进行准确的监测，避免了出现安全事故。

Description

基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备

技术领域

本实用新型涉及一种设备，尤其是涉及一种基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备。

背景技术

页岩气是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，与“煤层气”、“致密气”同属一类。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。页岩气很早就已经被人们所认知，但采集比传统天然气困难，随着资源能源日益匮乏，作为传统天然气的有益补充，人们逐渐意识到页岩气的重要性。页岩气以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于干酪根、沥青质及石油中天然气也存在于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、甚至砂岩地层中为天然气生成之后，在源岩层内的就近聚集表现为典型的原地成藏模式，与油页岩、油砂、地沥青等差别较大。与常规储层气藏不同，页岩既是天然气生成的源岩，也是聚集和保存天然气的储层和盖层。因此有机质含量高的黑色页岩、高碳泥岩等常是最好的页岩气发育条件。

页岩亦属致密岩石，故也可归入致密气层气。它起始于阿巴拉契亚盆地的泥盆系页岩，为暗褐色和黑色，富有机质，可大量生气。储集空间以裂缝为主并可以吸附气和水溶气形式赋存，为低（负）压、低饱和度（30％左右），因而为低产。但在裂缝发育带可获较高产量，井下爆炸和压裂等改造措施效果也好。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。过去十年内，页岩气已成为美国一种日益重要的天然气资源，同时也得到了全世界其他国家的广泛关注。页岩气开始时由于对把控不严，容易导致组分产生泄漏，而页岩气是属于易燃易爆的材料，使得造成安全事故，因此，需要对页岩气的成分进行监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有监测设备对页岩气成分监测的误差大，导致页岩气监测不到位，使得页岩气产生泄漏而不知，存在安全风险的问题，设计了一种基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，该设备能够准确地对页岩气的成分进行监测，使得将环境中的页岩气进行准确的监测，避免了出现安全事故，解决了现有监测设备对页岩气成分监测的误差大，导致页岩气监测不到位，使得页岩气产生泄漏而不知，存在安全风险的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，包括内部中空的壳体，所述壳体中设置有集气管，集气管一端连接有集气探头，集气探头设置在壳体外部，集气管的另一端依次连接有球阀，球阀连接有电磁阀，电磁阀连接有水冷器，水冷器连接有制冷器蠕动泵，水冷器连接有进水管和出水管，制冷器蠕动泵连接有膜式过滤器，膜式过滤器连接有抽气泵，抽气泵连接有压力调节阀，压力调节阀连接有单向阀，单向阀连接有流量计，流量计连接有甲烷分析仪，甲烷分析仪连接有控制箱，控制箱同时与电磁阀、制冷器蠕动泵、抽气泵连接，且球阀、电磁阀、水冷器、制冷器蠕动泵、膜式过滤器、抽气泵、压力调节阀、单向阀、流量计、甲烷分析仪和控制箱均设置在壳体中，壳体的外壁设置有蜂鸣报警器，且蜂鸣报警器设置在壳体外部，蜂鸣报警器与控制箱连接。

所述制冷器蠕动泵连接有放空管，放空管连接有阻燃器，阻燃器设置在壳体的外部。

所述集气管连接有反吹扫系统，反吹扫系统与控制箱连接，且反吹扫系统设置在壳体内部。

综上所述，本实用新型的有益效果是：该设备能够准确地对页岩气的成分进行监测，使得将环境中的页岩气进行准确的监测，避免了出现安全事故，解决了现有监测设备对页岩气成分监测的误差大，导致页岩气监测不到位，使得页岩气产生泄漏而不知，存在安全风险的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1—集气探头；2—反吹扫系统；3—控制箱；4—壳体；5—甲烷分析仪；6—流量计；7—单向阀；8—压力调节阀；9—蜂鸣报警器；10—阻燃器；11—集气管；12—排气阀；13—放空管；14—抽气泵；15—膜式过滤器；16—制冷器蠕动泵；17—进水管；18—水冷器；19—出水管；20—电磁阀；21—球阀。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例1：

如图1所示，基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，包括内部中空的壳体4，所述壳体4中设置有集气管11，集气管11一端连接有集气探头1，集气探头1设置在壳体4外部，集气管11的另一端依次连接有球阀21，球阀21连接有电磁阀20，电磁阀20连接有水冷器18，水冷器18连接有制冷器蠕动泵16，水冷器18连接有进水管17和出水管19，制冷器蠕动泵16连接有膜式过滤器15，膜式过滤器15连接有抽气泵14，抽气泵14连接有压力调节阀8，压力调节阀8连接有单向阀7，单向阀7连接有流量计6，流量计6连接有甲烷分析仪5，甲烷分析仪5连接有控制箱3，控制箱3同时与电磁阀20、制冷器蠕动泵16、抽气泵14连接，且球阀21、电磁阀20、水冷器18、制冷器蠕动泵16、膜式过滤器15、抽气泵14、压力调节阀8、单向阀7、流量计6、甲烷分析仪5和控制箱3均设置在壳体4中，壳体4的外壁设置有蜂鸣报警器9，且蜂鸣报警器9设置在壳体4外部，蜂鸣报警器9与控制箱3连接。由于页岩气的主要成分是甲烷，因此对泄漏在空气中的甲烷进行分析监测，就能够对页岩气进行准确的监测，防止出现安全事故，甲烷分析仪5是现有的结构，在市场上能够直接购买得到，需要进行监测时，集气探头1对空气进行取样收集，通过集气管11进入到水冷器18中冷却，抽气泵14带动气体流动，并且通过膜式过滤器15过滤掉杂质，得到纯空气，通过流量计6的计量作用得到体积，然后在甲烷分析仪5分析甲烷的含量是否超过危险值，当甲烷的含量超过危险值时，控制箱3控制蜂鸣报警器9闪烁鸣叫，使得人们能够做好应急准备，防止造成安全事故。

所述制冷器蠕动泵16连接有放空管13，放空管13一端设置在壳体4外部，放空管13设置在壳体4外部的一端连接有排气阀12，放空管13连接有阻燃器10，阻燃器10设置在壳体4的外部，且阻燃器10能够切断放空管13。放空管13将检测后的气体与外界连通，阻燃器10避免外界的火花使得甲烷燃烧或者爆炸，在放空管13中的气体累计到一定量后，打开排气阀12放出到空气，利用反吹扫系统2吹扫整个系统，就进行下一次监测。

所述集气管11连接有反吹扫系统2，反吹扫系统2与控制箱3连接，且反吹扫系统2设置在壳体4内部。反吹扫系统2是对系统管道进行反向吹洗，使得设备能够准确地监测，避免内部残留的成分造成误差。

所述出水管19与水冷器18的连通处位于进水管17和水冷器18的连通处的上方。进水管17和水冷器18是对水冷器18提供冷却的原料，水冷的方式是能够循环利用，降低成本。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，其特征在于：包括内部中空的壳体（4），所述壳体（4）中设置有集气管（11），集气管（11）一端连接有集气探头（1），集气探头（1）设置在壳体（4）外部，集气管（11）的另一端依次连接有球阀（21），球阀（21）连接有电磁阀（20），电磁阀（20）连接有水冷器（18），水冷器（18）连接有制冷器蠕动泵（16），水冷器（18）连接有进水管（17）和出水管（19），制冷器蠕动泵（16）连接有膜式过滤器（15），膜式过滤器（15）连接有抽气泵（14），抽气泵（14）连接有压力调节阀（8），压力调节阀（8）连接有单向阀（7），单向阀（7）连接有流量计（6），流量计（6）连接有甲烷分析仪（5），甲烷分析仪（5）连接有控制箱（3），控制箱（3）同时与电磁阀（20）、制冷器蠕动泵（16）、抽气泵（14）连接，且球阀（21）、电磁阀（20）、水冷器（18）、制冷器蠕动泵（16）、膜式过滤器（15）、抽气泵（14）、压力调节阀（8）、单向阀（7）、流量计（6）、甲烷分析仪（5）和控制箱（3）均设置在壳体（4）中，壳体（4）的外壁设置有蜂鸣报警器（9），且蜂鸣报警器（9）设置在壳体（4）外部，蜂鸣报警器（9）与控制箱（3）连接。

2.根据权利要求1所述的基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，其特征在于：所述制冷器蠕动泵（16）连接有放空管（13），放空管（13）一端设置在壳体（4）外部，放空管（13）设置在壳体（4）外部的一端连接有排气阀（12），放空管（13）连接有阻燃器（10），阻燃器（10）设置在壳体（4）的外部，且阻燃器（10）能够切断放空管（13）。

3.根据权利要求1所述的基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，其特征在于：所述集气管（11）连接有反吹扫系统（2），反吹扫系统（2）与控制箱（3）连接，且反吹扫系统（2）设置在壳体（4）内部。

4.根据权利要求1所述的基于在页岩气开采过程进行组分监测的设备，其特征在于：所述出水管（19）与水冷器（18）的连通处位于进水管（17）和水冷器（18）的连通处的上方。