CN211477952U - 一种原油或钻井液中硫化氢含量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，包括试样处理罐、液相储罐、药剂储罐、吹脱气储罐、缓冲罐、硫化氢气体检测仪、PLC控制器，所述试样处理罐分别与所述液相储罐、药剂储罐、吹脱气储罐、缓冲罐相连；所述吹脱气储罐与试样处理罐之间设有气体流量控制器和压力变送器；所述试样处理罐的顶部通过管线与缓冲罐相连，所述缓冲罐与硫化氢气体检测仪相连，所述硫化氢气体检测仪包括相连的硫化氢传感器和微处理器，所述硫化氢传感器位于所述缓冲罐的内顶部，所述微处理器通过信号线与PLC控制器相连，所述PLC控制器还通过信号线分别与所述气体流量控制器和所述压力变送器相连。本实用新型能够在线检测液相中硫化氢的含量。
Description
技术领域
本实用新型涉及硫化氢含量检测装置技术领域，特别涉及一种原油或钻井液中硫化氢含量检测装置。
背景技术
硫化氢常温下为无色、有臭鸡蛋气味的气体，能溶于水，易溶于醇类、石油溶剂和原油。硫化氢存在液相如原油或钻井液中，会对液相的存储、运输等设备产生腐蚀，影响设备的使用寿命，挥发出来可能带来环境污染，甚至造成人员伤害。
液相中的硫化氢含量检测是以S2-离子含量为基准的，针对原油、钻井液浆体等复杂混合物或有机物，常规的水中S离子分析仪无法准确测定。GB/26983-2011《原油硫化氢、甲基硫醇和乙基硫醇的测定》中采用色谱法测定原油中硫化氢的含量，该标准适用于测定硫化氢含量在2.0mg/kg～200mg/kg范围内的稳定原油。该方法通过无硫溶剂稀释，也适用于测定硫化氢含量较高的原油。该方法测定的结果相对准确，但对仪器要求较高，且无法实现在线检测。
另外，现有技术中采用酸化法使溶解在液相中的硫化氢转化成气相，再通入惰性气体或空气进行吹脱，将吹脱出的硫化氢转至化学吸收池中，加入显色剂后再转至分光光度计比色皿中，在特定波长下测定吸收率，进而计算出液相中硫化氢含量，由于光学分析法操作步骤多，消耗化学显色药剂，比色皿必须每次清洗以保证精度，也不适合硫化氢含量的在线分析。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种能够在线检测液相中硫化氢含量的检测装置。
本实用新型的技术方案如下：
一种原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，包括试样处理罐、液相储罐、药剂储罐、吹脱气储罐、缓冲罐、硫化氢气体检测仪、PLC控制器，
所述液相储罐通过管线与输入泵一的输入端相连，所述输入泵一的输出端通过管线与所述试样处理罐相连，所述试样处理罐通过管线与输入泵二的输入端相连，所述输入泵二的输出端通过管线与所述液相储罐或液相回收罐相连；
所述药剂储罐通过管线与输入泵三的输入端相连，所述输入泵三的输出端通过管线与所述试样处理罐相连；
所述吹脱气储罐通过管线与气体流量控制器的输入端相连，所述气体流量控制器的输出端通过管线与所述试样处理罐的底部相连，使吹脱气体直接进入所述试样处理罐的液相中，所述气体流量控制器的输出端与所述试样处理罐之间的管线上还设有压力变送器；
所述试样处理罐的顶部通过管线与缓冲罐相连，所述缓冲罐与硫化氢气体检测仪相连，所述硫化氢气体检测仪包括相连的硫化氢传感器和微处理器，所述硫化氢传感器位于所述缓冲罐的内顶部，所述微处理器位于所述缓冲罐外部并通过信号线与PLC控制器相连，所述PLC控制器还通过信号线分别与所述气体流量控制器和所述压力变送器相连。
作为优选，所述输入泵一和所述输入泵二均采用定量泵。
作为优选，所述输入泵三采用微量注射泵。
作为优选，还包括设置在所述试样处理罐上的加热装置。
作为优选，所述加热装置采用利用电加热或导热油加热或蒸汽加热的螺旋加热盘管，所述试样处理罐的壳体包括内壳和外壳，所述螺旋加热盘管设置在所述内壳和所述外壳之间，所述外壳与所述螺旋加热盘管之间设有保温层。
作为优选，所述试样处理罐的顶部还通过管线与化学吸收池相连。
作为优选，所述PLC控制器还分别与所述输入泵一、输入泵二和输入泵三相连。
作为优选，所述硫化氢传感器采用半导体硫化氢传感器或电化学硫化氢传感器。
作为优选，与所述输入泵一输出端相连，且进入所述试样处理罐内的管线的末端设有雾化喷头。
作为优选，所述PLC控制器还与硫化氢清除装置相连，所述硫化氢清除装置包括加药管，所述加药管与所述液相储罐相连。
本实用新型的有益效果是：
1、通过设置药剂储罐，能够向所述试样处理罐中加入药剂，使试样处理罐中液相中的硫离子转换为硫化氢，然后通过所述吹脱气储罐向所述试样处理罐中加所述吹脱气，使液相中的硫化氢穿过气液界面向气相转移，通过设置所述缓冲罐，能够脱去吹脱气和硫化氢气体夹带的液相，然后通过所述硫化氢传感器检测所述缓冲罐中的硫化氢气体，通过所述微处理器计算所述硫化氢传感器检测到的硫化氢气体的含量并将其通过信号线传输至所述PLC控制器，所述PLC控制器同时通过所述压力变送器和气体流量控制器获得所述吹脱气的流量和压力，所述PLC控制器结合所述硫化氢气体的含量、吹脱气的流量和压力、以及吹脱气的时间即可获得所述液相中硫化氢的含量。通过所述输入泵二能将检测好后的液相重新泵输至所述液相储罐或直接泵输至液相回收罐中，然后进行下一次的取样检测。
2、本实用新型能够在线检测液相中硫化氢含量，避免了现有技术使用光学分析法测量的操作步骤多，消耗化学显色药剂，每次清洗比色皿，不适合在线分析等缺点，适用范围更广。
3、通过在所述试样处理罐上设置加热装置，能够针对含有硫化物或对温度敏感的液相，通过所述加热装置对其进行加热，使液相中的硫化氢溶解度降低挥发出来，然后再进行气相检测，提高了硫化氢的挥发速度，从而提高检测效率。实际使用过程中，可根据需要直接使用所述加热装置与吹脱气储罐使液相中的硫化氢进入气相，或者使用加热装置、药剂储罐与吹脱气储罐使液相中的硫化氢进入气相。
4、通过设置试样处理罐的顶部通过管线与化学吸收池相连，能够根据需要采用光学分析法对硫化氢含量进行测量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型原油或钻井液中硫化氢含量检测装置的结构示意图；
图2为本实用新型原油或钻井液中硫化氢含量检测装置试样处理罐的一个实施例结构示意图。
图中标号：
1-试样处理罐、101-内壳、102-外壳、103-保温层、2-液相储罐、3-药剂储罐、4-吹脱气储罐、5-缓冲罐、6-硫化氢气体检测仪、7-PLC控制器、8-输入泵一、9-输入泵二、10-液相回收罐、11-输入泵三、12-气体流量控制器、13-压力变送器、14-信号线、15-加热装置、16-化学吸收池、17-雾化喷头、18-硫化氢清除装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。
需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语；使用的术语中“上”、“下”、“左”、“右”等通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言；同样地，为便于理解和描述，“内”、“外”等是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。但上述方位词并不用于限制本实用新型。
如图1-2所示，一种原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，包括试样处理罐1、液相储罐2、药剂储罐3、吹脱气储罐4、缓冲罐5、硫化氢气体检测仪6、PLC控制器7，
所述液相储罐2通过管线与输入泵一8的输入端相连，所述输入泵一8的输出端通过管线与所述试样处理罐1相连，所述试样处理罐1通过管线与输入泵二9的输入端相连，所述输入泵二9的输出端通过管线与所述液相储罐2或液相回收罐10相连；
所述药剂储罐3通过管线与输入泵三11的输入端相连，所述输入泵三11的输出端通过管线与所述试样处理罐1相连，所述药剂储罐3中储存有如酸液等，能将液相中的S2-活化成硫化氢气体的药剂；
所述吹脱气储罐4通过管线与气体流量控制器12的输入端相连，所述气体流量控制器12的输出端通过管线与所述试样处理罐1的底部相连，使吹脱气体直接进入所述试样处理罐1的液相中，所述气体流量控制器12的输出端与所述试样处理罐1之间的管线上还设有压力变送器13；
所述试样处理罐1的顶部通过管线与缓冲罐5相连，所述缓冲罐5与硫化氢气体检测仪6相连，所述硫化氢气体检测仪6包括相连的硫化氢传感器和微处理器，所述硫化氢传感器位于所述缓冲罐5的内顶部，所述微处理器位于所述缓冲罐5外部并通过信号线14与PLC控制器7相连，所述PLC控制器7还通过信号线14分别与所述气体流量控制器12和所述压力变送器13相连。
可选地，所述试样处理罐1与所述缓冲罐5间的管线其末端伸入所述缓冲罐5的底部。
在一个具体的实施例中，所述输入泵一8和输入泵二9均采用定量泵，能够保证液相以恒定的流量在所述试样处理罐1与所述液相储罐2或液相回收罐10间输送，所述输入泵三11采用微量注射泵，能够使药剂精确、微量、均匀、持续地输送至所述试样处理罐1，操作便捷。
在一个具体的实施例中，所述原油或钻井液中硫化氢含量检测装置还包括设置在所述试样处理罐1上的加热装置15。通过所述加热装置可以控制待检测液相的温度，通过温度变化改变硫化氢在液相中的挥发浓度。
可选地，所述加热装置15采用利用电加热或导热油加热或蒸汽加热的螺旋加热盘管，所述试样处理罐1的壳体包括内壳101和外壳102，所述螺旋加热盘管设置在所述内壳101和所述外壳102之间，所述外壳102与所述螺旋加热盘管之间设有保温层103。
可选地，所述保温层103采用岩棉或玻璃棉等无机材料制成，或采用聚氨酯泡沫等有机材料制成。
在一个具体的实施例中，所述试样处理罐1的顶部还通过管线与化学吸收池16相连，能够根据需要采用分光光度分析法检测液相中硫化氢的含量，用户可通过所述化学吸收池定量取样，加入显色剂后进行光学分析，然后计算出液相中硫化氢的含量。
在一个具体的实施例中，所述PLC控制器7还分别与所述输入泵一8、输入泵二9和输入泵三11相连。能够使整个过程自动化，更加方便的循环测试所述液相储罐中液相的硫化氢含量。
在一个具体的实施例中，所述硫化氢传感器采用半导体硫化氢传感器或电化学硫化氢传感器。所述半导体硫化氢传感器的测量范围宽，从标准型的0-20/50/100ppm到高测量范围型的10000ppm，产品坚固耐用，成本低，使用寿命长。所述电化学硫化氢传感器功耗较低，精度高，灵敏度高，线性范围宽，比所述半导体硫化氢传感器的重复性和稳定性要好。
在一个具体的实施例中，与所述输入泵一8输出端相连，且进入所述试样处理罐1内的管线的末端设有雾化喷头17，所述雾化喷头17能够使喷出的液相雾化，使硫化氢从液相中脱离，变成气体，能够减少药剂的使用，加快硫化氢的吹脱速度。
在一个具体的实施例中，所述PLC控制器7还与硫化氢清除装置18相连，所述硫化氢清除装置18包括加药管，所述加药管与所述液相储罐2相连。所述加药管中有硫化氢清除剂，通过向所述液相储罐中加入所述硫化氢清除剂，能够清除液相中硫化氢降低硫化氢的含量，避免硫化氢含量过高对液相储罐造成腐蚀损伤。
在一个具体的实施例中，所述气体流量控制器12采用莱峰科技的LF485-S型号的气体质量流量控制器，所述压力变送器13采用天利智能的TX3351-GP&AP压力变送器，所述硫化氢气体检测仪6采用郑州迪凯科技有限公司的电化学式的GT200智能模块化硫化氢检测仪，所述雾化喷头17采用双流体雾化喷头或高压雾化喷头，能够使原油或钻井液雾化，且雾化效果较好。
在使用本实用新型时，首先，启动输入泵一使从液相储罐中抽取一定量的液相注入到所述试样处理罐中；
其次，启动输入泵三向所述试样处理罐注射一定量的化学药剂如酸液将液相中的S2-活化成硫化氢气体，根据液相中是否含有硫化物或对温度的敏感度，选择是否开启所述加热装置；
再次，启动硫化氢气体检测仪，开启气体流量控制器，向所述试样处理罐中通入所述吹脱气储罐中的吹脱气如氮气或稀有气体，所述吹脱气使液相中的硫化氢气体穿过气液界面向气相转移；
然后，试样处理罐中的硫化氢气体通入缓冲罐中，在缓冲罐内的硫化氢传感器可实时检测硫化氢气体，并通过所述微处理器将硫化氢气体的浓度输出为电信号通过信号线传输至PLC控制器；所述PLC控制器通过所述气体流量控制器获得吹脱气的通气时间，通过所述压力变送器获得吹脱气的压力；
最后，所述PLC控制器根据获得的硫化氢气体浓度、吹脱气体流量、压力、时间各参数进行积算处理，通过亨利定律最后得出液相中硫化氢含量。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，包括试样处理罐、液相储罐、药剂储罐、吹脱气储罐、缓冲罐、硫化氢气体检测仪、PLC控制器，
所述液相储罐通过管线与输入泵一的输入端相连，所述输入泵一的输出端通过管线与所述试样处理罐相连，所述试样处理罐通过管线与输入泵二的输入端相连，所述输入泵二的输出端通过管线与所述液相储罐或液相回收罐相连；
所述药剂储罐通过管线与输入泵三的输入端相连，所述输入泵三的输出端通过管线与所述试样处理罐相连；
所述吹脱气储罐通过管线与气体流量控制器的输入端相连，所述气体流量控制器的输出端通过管线与所述试样处理罐的底部相连，使吹脱气体直接进入所述试样处理罐的液相中，所述气体流量控制器的输出端与所述试样处理罐之间的管线上还设有压力变送器；
所述试样处理罐的顶部通过管线与缓冲罐相连，所述缓冲罐与硫化氢气体检测仪相连，所述硫化氢气体检测仪包括相连的硫化氢传感器和微处理器，所述硫化氢传感器位于所述缓冲罐的内顶部，所述微处理器位于所述缓冲罐外部并通过信号线与PLC控制器相连，所述PLC控制器还通过信号线分别与所述气体流量控制器和所述压力变送器相连。
2.根据权利要求1所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，所述输入泵一和所述输入泵二均采用定量泵。
3.根据权利要求1所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，所述输入泵三采用微量注射泵。
4.根据权利要求1所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，还包括设置在所述试样处理罐上的加热装置。
5.根据权利要求4所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，所述加热装置采用利用电加热或导热油加热或蒸汽加热的螺旋加热盘管，所述试样处理罐的壳体包括内壳和外壳，所述螺旋加热盘管设置在所述内壳和所述外壳之间，所述外壳与所述螺旋加热盘管之间设有保温层。
6.根据权利要求1所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，所述试样处理罐的顶部还通过管线与化学吸收池相连。
7.根据权利要求1所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，所述PLC控制器还分别与所述输入泵一、输入泵二和输入泵三相连。
8.根据权利要求1所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，所述硫化氢传感器采用半导体硫化氢传感器或电化学硫化氢传感器。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，与所述输入泵一输出端相连，且进入所述试样处理罐内的管线的末端设有雾化喷头。
10.根据权利要求1-8中任意一项所述的原油或钻井液中硫化氢含量检测装置，其特征在于，所述PLC控制器还与硫化氢清除装置相连，所述硫化氢清除装置包括加药管，所述加药管与所述液相储罐相连。
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| CN202020006389.1U CN211477952U (zh) | 2020-01-02 | 2020-01-02 | 一种原油或钻井液中硫化氢含量检测装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114509476A (zh) * | 2020-11-16 | 2022-05-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 稠油井混相采出液取样及硫化氢含量检测系统及方法 |
| US11725147B2 (en) | 2020-12-22 | 2023-08-15 | Suncor Energy Inc. | Volatile content measurement in process streams such as froth treatment tailings |
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2020
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