CN208968999U - 一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置 - Google Patents
一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208968999U CN208968999U CN201821680925.5U CN201821680925U CN208968999U CN 208968999 U CN208968999 U CN 208968999U CN 201821680925 U CN201821680925 U CN 201821680925U CN 208968999 U CN208968999 U CN 208968999U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- absorption cell
- fourier transform
- infrared spectroscopy
- analytical equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本实用新型属于录井气体红外光谱分析装置，尤其涉及一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置。其缩短分析周期，满足快速钻井和发现薄层油气的需要。包括傅立叶变换红外光谱仪、气体吸收池、气体预处理模块、样品泵、硫化氢检测器及外部数据处理系统；所述气体吸收池安装于傅立叶变换红外光谱仪的样仓内，该气体吸收池的气体入口与样品泵相连，样品泵与气体预处理模块相连，该气体预处理模块与待测气体相连通；气体吸收池的气体出口与硫化氢检测器相连，该硫化氢检测器与外界空气相连通，硫化氢检测器还与外部数据处理系统通过信号线电连接；外部数据处理系统与傅立叶变换红外光谱仪电连接。
Description
技术领域
本实用新型属于录井气体红外光谱分析装置，尤其涉及一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置。
背景技术
在石油钻井现场，为了及时发现油气显示，通常采用脱气装置将钻井液中的携带的含有地层油气信息的烃类和非烃气体分离出来，然后采用不同的分析仪器进行检测。通常采用气相色谱仪对甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷气体进行分离和定量，采用非分散红外分析仪对二氧化碳进行定量分析，采用电化学传感器对硫化氢气体进行定量分析。目前主流的气相色谱仪分析周期为30秒，需要定期标定、且需要空气压缩机和氢气发生器作为辅助设备，这就造成了整套分析设备繁多，流程复杂，操作和维护难度大，故障环节多。
而且随着钻井新技术新工艺的应用，尤其是PDC钻头和欠平衡钻井技术的推广应用，钻井速度得到了极大提高，常规气相色谱的分析速度已经逐渐不能满足快速钻井的需求，出现了快速钻井和发现薄层油气的矛盾。
而光谱吸收分析方法快速、价格中等的特征，使得光谱分析技术应用越来越广泛。同时，由于烷烃气体指纹区大多为中红外波段，覆盖中红外波段的傅立叶红外技术以其精度高、使用范围广、响应速度快、寿命长、使用方便等特点在多种气体组分同时、快速、高效测量领域中发挥着越来越大的作用。
发明内容
本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其缩短分析周期，满足快速钻井和发现薄层油气的需要。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括傅立叶变换红外光谱仪、气体吸收池、气体预处理模块、样品泵、硫化氢检测器及外部数据处理系统。
所述气体吸收池安装于傅立叶变换红外光谱仪的样仓内，该气体吸收池的气体入口与样品泵相连，样品泵与气体预处理模块相连，该气体预处理模块与待测气体相连通。
气体吸收池的气体出口与硫化氢检测器相连，该硫化氢检测器与外界空气相连通，硫化氢检测器还与外部数据处理系统通过信号线电连接；外部数据处理系统与傅立叶变换红外光谱仪电连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述气体吸收池采用7cm光程的直通气体吸收池，且该吸收池的内壁与外壁间设置有加热器及测温探头，用于给气体吸收池恒温加热。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述加热器和测温探头分别与外部温控仪表电连接。
作为本实用新型的另一种优选方案，气体吸收池的气体出口和气体入口均采用外径4mm卡套接头。
作为本实用新型的另一种优选方案，傅立叶变换红外光谱仪采用德国Bruker公司生产的ALPHA型光谱仪。
作为本实用新型的另一种优选方案，加热器采用外径为10mm、长度40mm、功率为120W的单端单头电热管，嵌入到气体吸收池的池壁内；测温探头采用PT100铂电阻温度传感器。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述待测气体来自录井脱气器。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述气体预处理单元包括电子冷凝除湿器、气水分离器及5μm除尘过滤器，电子冷凝除湿器与气水分离器通过气管线相连，气水分离器与除尘过滤器通过气管线相连。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述气体吸收池的气体出口与硫化氢检测器相连的管路上设置有压力控制模块；该压力控制模块包括流量调节阀及微压传感器。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述外部数据处理系统采用研华工控触控一体机。
与现有技术相比本实用新型有益效果。
1、本实用新型能够实现连续快速气体检测，分析周期远小于现在的录井气相色谱仪，能够满足快速钻井背景下，识别薄层油气的需求。
2、基于傅立叶变换红外光谱技术，分析区间在波长为2.5μm~25μm之间的中红外谱段。由于烃类气体的中红外吸收光谱比近红外吸收光谱更加明显，因此能有效提高分析精度，并降低最小检测浓度。
3、本实用新型结构简单，不需要附属设备，故障环节少，运行稳定可靠。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图1是本实用新型整体结构示意图。
图中，1、傅立叶变换红外光谱仪；101、红外光源；102、干涉仪；103、入射反射镜；104、出射反射镜；105、检测器；106、光谱数据采集模块；2、气体吸收池；201、气体出口；202、气体入口；203、加热器；204、测温探头；3、待测气体；4、气体预处理模块；5、样品泵；6、温控仪表；7、压力控制模块；8、硫化氢检测器；9、样品放空；10、外部数据处理系统。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型采用傅立叶红外光谱技术实现甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、一氧化碳、二氧化碳进行定性定量分析，采用电化学传感器完成硫化氢气体检测，以达到快速分析待测气体成分和含量的效果。
本实用新型包括傅立叶变换红外光谱仪1、气体吸收池2、气体预处理模块4、样品泵5、硫化氢检测器8及外部数据处理系统10。
所述气体吸收池2安装于傅立叶变换红外光谱仪1的样仓内（凹槽内），该气体吸收池2的气体入口202与样品泵5相连，样品泵5与气体预处理模块4相连，该气体预处理模块4与待测气体3相连通。
气体吸收池的气体出口201与硫化氢检测器8相连，该硫化氢检测器8与外界空气相连通，硫化氢检测器还与外部数据处理系统10通过信号线电连接；外部数据处理系统10与傅立叶变换红外光谱仪1电连接。
作为本实用新型的一种优选方案，所述气体吸收池采用7cm光程的直通气体吸收池，且该吸收池的内壁与外壁间设置有加热器203及测温探头204，用于给气体吸收池恒温加热。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述加热器和测温探头分别与外部温控仪表电连接。
作为本实用新型的另一种优选方案，气体吸收池的气体出口和气体入口均采用外径4mm卡套接头。
作为本实用新型的另一种优选方案，傅立叶变换红外光谱仪采用德国Bruker公司生产的ALPHA型光谱仪。
作为本实用新型的另一种优选方案，加热器采用外径为10mm、长度40mm、功率为120W的单端单头电热管，嵌入到气体吸收池的池壁内；测温探头采用PT100铂电阻温度传感器。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述待测气体来自录井脱气器。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述气体预处理单元包括电子冷凝除湿器、气水分离器及5μm除尘过滤器，电子冷凝除湿器与气水分离器通过气管线相连，气水分离器与除尘过滤器通过气管线相连。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述气体吸收池的气体出口201与硫化氢检测器8相连的管路上设置有压力控制模块7；该压力控制模块包括流量调节阀及微压传感器。
作为本实用新型的另一种优选方案，所述外部数据处理系统采用研华工控触控一体机。
具体地，其中傅立叶变换红外光谱仪1中包括依次光路连接的红外光源101、干涉仪102、入射反射镜103、出射反射镜104、检测器105；光谱数据采集模块与光源106、干涉仪102、检测器105采用电性连接，从检测器中获取电信号。气体吸收池是一个圆柱体或者立方体的空心腔体，两侧设置透明窗片，设置气体出口和气体入口，与内部空腔相连，气体吸收池内壁与外壁之间安装了加热器和测温探头，用于给气体吸收池恒温加热。红外光经过入射反射镜后进入气体吸收池从另外一侧出射到出射反射镜。加热器203和测温探头204与温控仪表6采用电性连接。待测气体、气体预处理模块、样品泵、气体吸收池、压力控制模块、硫化氢检测采用气路连接。光谱仪和硫化氢检测器与外部数据处理系统采用电性连接。
更为具体地，待测气体在样品泵的抽力作用下经过气体预处理模块，除湿除尘后进入恒温加热的气体吸收池；红外光源发出的光经过干涉仪和入射反射镜后进入气体吸收池，携带待测样品信息的红外光经过出射反射镜后进入检测器后转变为电信号传送给光谱数据采集模块，然后信号送给外部数据处理系统。
外部数据处理系统通过特定算法和程序计算出甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、一氧化碳、二氧化碳浓度。气体经过气体吸收池后进入压力控制模块，压力控制模块用于调节气体吸收池中待测气体的压力，当分析仪处于的海拔高度不同时，可以调节压力控制模块保证内部压力恒定。然后进入硫化氢检测器，由硫化氢检测器把硫化氢浓度转化为电信号，连接至外部数据处理单元，由外部数据处理单元换算为硫化氢浓度。最后排出到环境大气中。
本实用新型缩短分析周期，满足快速钻井和发现薄层油气的需要。
本实用新型减少分析设备,降低故障率。
本实用新型无需现场标定，简化录井气体分析操作流程。
进一步地，待测气体在样品泵的抽力作用下经过气体预处理模块，除湿除尘后进入恒温加热的气体吸收池，红外光源发出的光经过干涉仪和入射反射镜后进入气体吸收池，携带待测样品信息的红外光经过出射反射镜后进入检测器后转变为电信号传送给光谱数据采集模块，然后信号送给外部数据处理系统。气体预处理单元包括一个电子冷凝除湿器、气水分离器和一个5μm除尘过滤器，依次采用外径6mm，内径4mm的气管线连接。样品泵是一个采用一个排量不低于3L/min的抽气泵，本实施例中选用德国进口KNF N86KTE型抽气泵。
温控仪表6选用数显PID电子温控器，加热器和测温探头通过电性连接至温控仪表6。压力控制模块7由一个高精度针形流量调节阀和一个微压传感器组成，用于调节气体池中的压力，避免因不同的外界气压导致气体吸收光谱特性的变化。硫化氢检测器是一个电化学测量原理的硫化氢传感器，其信号与外部数据处理系统采用电性连接。待测气体流经传感器探头下方的三通接头后进入样品放空。样品放空与外界大气相连通。在本实施例中，外部数据处理系统为一台安装了windows7系统的研华工业触控一体机，通过在计算机上运行特定算法和程序计算出甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢的浓度，并通过显示屏输出。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于，包括傅立叶变换红外光谱仪、气体吸收池、气体预处理模块、样品泵、硫化氢检测器及外部数据处理系统；
所述气体吸收池安装于傅立叶变换红外光谱仪的样仓内，该气体吸收池的气体入口与样品泵相连，样品泵与气体预处理模块相连，该气体预处理模块与待测气体相连通；
气体吸收池的气体出口与硫化氢检测器相连，该硫化氢检测器与外界空气相连通，硫化氢检测器还与外部数据处理系统通过信号线电连接；外部数据处理系统与傅立叶变换红外光谱仪电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：所述气体吸收池采用7cm光程的直通气体吸收池，且该吸收池的内壁与外壁间设置有加热器及测温探头，用于给气体吸收池恒温加热。
3.根据权利要求2所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：所述加热器和测温探头分别与外部温控仪表电连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：气体吸收池的气体出口和气体入口均采用外径4mm卡套接头。
5.根据权利要求1所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：傅立叶变换红外光谱仪采用德国Bruker公司生产的ALPHA型光谱仪。
6.根据权利要求2所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：加热器采用外径为10mm、长度40mm、功率为120W的单端单头电热管，嵌入到气体吸收池的池壁内；测温探头采用PT100铂电阻温度传感器。
7.根据权利要求1所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：所述待测气体来自录井脱气器。
8.根据权利要求1所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：所述气体预处理单元包括电子冷凝除湿器、气水分离器及5μm除尘过滤器，电子冷凝除湿器与气水分离器通过气管线相连，气水分离器与除尘过滤器通过气管线相连。
9.根据权利要求1所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：所述气体吸收池的气体出口与硫化氢检测器相连的管路上设置有压力控制模块；该压力控制模块包括流量调节阀及微压传感器。
10.根据权利要求1所述的一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置，其特征在于：所述外部数据处理系统采用研华工控触控一体机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821680925.5U CN208968999U (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821680925.5U CN208968999U (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208968999U true CN208968999U (zh) | 2019-06-11 |
Family
ID=66760046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821680925.5U Active CN208968999U (zh) | 2018-10-17 | 2018-10-17 | 一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208968999U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111044472A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-21 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 农田地膜挥发物检测装置及检测方法 |
| CN112683960A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种检测油田地层水中有毒气体含量的装置及工艺 |
| CN113390812A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-14 | 天津同阳科技发展有限公司 | 傅立叶变换红外光谱仪及气体浓度检测方法 |
| CN113720796A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-11-30 | 中国石油天然气集团有限公司 | 基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质 |
-
2018
- 2018-10-17 CN CN201821680925.5U patent/CN208968999U/zh active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111044472A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-21 | 北京农业智能装备技术研究中心 | 农田地膜挥发物检测装置及检测方法 |
| CN112683960A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-20 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种检测油田地层水中有毒气体含量的装置及工艺 |
| CN112683960B (zh) * | 2020-11-17 | 2023-02-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种检测油田地层水中有毒气体含量的装置及工艺 |
| CN113720796A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-11-30 | 中国石油天然气集团有限公司 | 基于红外光谱的录井气体分析系统、方法、设备及介质 |
| CN113390812A (zh) * | 2021-06-01 | 2021-09-14 | 天津同阳科技发展有限公司 | 傅立叶变换红外光谱仪及气体浓度检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208968999U (zh) | 一种基于傅立叶变换红外光谱技术的录井气体分析装置 | |
| US10684154B2 (en) | Gas meter and associated methods | |
| CN105765381B (zh) | 用于测量溶解在液体中的气体的气体浓度的方法及系统 | |
| CN101587068B (zh) | 一种多传感器气体分析仪 | |
| CN107132318B (zh) | 一种固定污染源voc在线监测系统 | |
| CN102062767B (zh) | 大气样品在线采样-富集-热脱附-色谱进样联用装置 | |
| CN103105366B (zh) | Co2碳同位素红外光谱检测方法及装置 | |
| CN104614337A (zh) | 一种便携式多组分混合气监测系统 | |
| WO2002066964A2 (en) | Methods and apparatus for determining chemical composition of reservoir fluids | |
| CN202083635U (zh) | 石油天然气气体分析仪 | |
| CN103336070A (zh) | 一种定量检测六氟化硫电气设备中含硫故障气体组分的检测装置及方法 | |
| CN105241966A (zh) | 多组分气体检测装置 | |
| CN112666109A (zh) | 一种用于密闭或半密闭空间多组分气体光学检测仪 | |
| CN102914530A (zh) | 一种拉曼光谱气体检测系统及其检测方法和应用 | |
| CN112697747A (zh) | 一种六氟化硫气体中分解物、水分和纯度检测装置和方法 | |
| CN206594053U (zh) | 一种自适应傅里叶红外气体分析仪 | |
| CN110414169B (zh) | 一种傅立叶红外气测录井方法及其装置 | |
| CN104777145A (zh) | 针对工业气体多组分分析的拉曼光谱系统 | |
| CN202008464U (zh) | 一种水中挥发性物质的检测装置 | |
| Hollowell | Current instrumentation for continuous monitoring for SO2 | |
| CN203894167U (zh) | 一种拉曼光谱气体检测系统 | |
| EP4227755A1 (en) | Compact gas sensing device and thermostatic module thereof | |
| CN206818606U (zh) | 电动汽车动力电池系统火灾产生气体的定性定量分析装置 | |
| CN201673115U (zh) | 一种适合储集层含油气的气体分析的红外气体检测装置 | |
| CN202614669U (zh) | 一种便携式气相分子吸收光谱仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20201026 Address after: 100120 Beijing Xicheng District six laying Kang Patentee after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp. Patentee after: China National Petroleum Corporation Great Wall Drilling Engineering Co.,Ltd. Address before: 124010 No. 77, oil street, Xinglongtai District, Liaoning, Panjin Patentee before: LOGGING COMPANY, CNPC GREATWALL DRILLING Co. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |