一種適用于c1-c8油氣快速錄井的氣測(cè)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于C1?C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其包含：控制氣測(cè)儀各氣路的壓力和流量的進(jìn)樣模塊；用于對(duì)C1?C4輕烴組分和C5?C8重?zé)N組分進(jìn)行色譜分析的分析模塊；用于對(duì)分析模塊所分離的樣品的各組分進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)模塊，及，置于分析模塊后的樣品泵，其采用負(fù)壓抽吸采樣，可以使整個(gè)分析氣路都處于保溫狀態(tài)，避免樣品氣在樣品泵泵送過程中的液化，影響氣測(cè)錄井的準(zhǔn)確性；檢測(cè)鑒定器的一體化設(shè)計(jì)，將輕烴組分C1?C4和重?zé)N組分C5?C8各自獨(dú)立的雙色譜分析系統(tǒng)整合為一個(gè)整體，提高了整套系統(tǒng)的檢測(cè)效率，簡(jiǎn)化了分析氣路結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于油氣勘探氣測(cè)錄井過程中對(duì)C1?C8的快速有效檢測(cè)。
【專利說明】
一種適用于Cl -CS油氣快速錄井的氣測(cè)儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其是指一種能夠?qū)崿F(xiàn)氣測(cè)錄井過程中能對(duì)C6-C8等重組分烴類進(jìn)行在線氣測(cè)分析的氣測(cè)儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，屬于石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)錄井工程技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在線氣測(cè)錄井技術(shù)的核心是在線氣相色譜分析技術(shù)。對(duì)上返鉆井液中C1-C5烴組分的連續(xù)在線檢測(cè)，可以為油氣勘探?jīng)Q策提供準(zhǔn)確、可靠的氣測(cè)數(shù)據(jù)。但隨著油氣勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)分析和挖掘方法的進(jìn)步，決策者已經(jīng)不滿足現(xiàn)有鉆井液中C1-C5烴組分的數(shù)據(jù)，往往希望獲得C1-C8等更豐富的烴組分資料，這就對(duì)現(xiàn)有的快速氣測(cè)儀提出了新的要求。
[0003]目前，錄井現(xiàn)場(chǎng)使用的氣測(cè)儀多為單套色譜柱結(jié)構(gòu)，無法滿足對(duì)C1-C8的快速在線檢測(cè)分析的現(xiàn)場(chǎng)要求。而少數(shù)能夠用于C1-C8快速在線分析的氣測(cè)儀仍存在諸多不足:
1.受制于傳統(tǒng)的自動(dòng)進(jìn)樣氣路結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有快速氣測(cè)儀的樣品栗都置于色譜分析的定量管之前。由于目前通用的進(jìn)樣栗本身都無法承受高溫，所以整個(gè)進(jìn)樣氣路無法做到加熱保溫。樣品氣中待檢測(cè)的C1-C8中的重組分的沸點(diǎn)都具有較高的沸點(diǎn)，如正辛烷、甲苯等的沸點(diǎn)都大于100°C。這就導(dǎo)致樣品氣在未加熱保溫的氣路管線中傳輸過程中，重?zé)N組分易凝結(jié)液化，影響氣測(cè)的準(zhǔn)確性。此外，樣品栗的正壓栗送導(dǎo)致色譜進(jìn)樣氣路壓力大于環(huán)境大氣壓，使重?zé)N更易發(fā)生液化。
[0004]2.要對(duì)C1-C8進(jìn)行快速色譜分離檢測(cè)，需用到2套不同的色譜分離柱(C1-C4和C5-C8各一套)，傳統(tǒng)的氣路設(shè)計(jì)儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于生產(chǎn)和調(diào)試拆裝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供了一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠在滿足油氣勘探現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鉆井液中氣體組分的快速、準(zhǔn)確、在線檢測(cè)的同時(shí)，簡(jiǎn)化氣測(cè)儀的結(jié)構(gòu)，便于生產(chǎn)安裝，降低成本。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，該氣測(cè)儀包含:
控制氣測(cè)儀各氣路的壓力和流量的進(jìn)樣模塊；
用于對(duì)C1-C4輕烴組分和C5-C8重?zé)N組分進(jìn)行色譜分析的分析模塊；
用于對(duì)分析模塊所分離的樣品的各組分進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)模塊，及，
置于分析模塊后的樣品栗，其采用負(fù)壓抽吸采樣，區(qū)別于常規(guī)的正壓栗送進(jìn)樣的方式。這樣可以使樣品氣在進(jìn)入分析模塊進(jìn)行色譜分離分析前都保持全程加熱恒溫狀態(tài)，避免樣品氣中的高沸點(diǎn)組分(C5-C8)冷凝析出。與常規(guī)正壓進(jìn)樣相比，負(fù)壓進(jìn)樣也更利于重?zé)N組分保持氣態(tài)，提尚氣測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0007]所述的分析模塊包含:用于對(duì)C1-C4輕烴組分快速分離(分離時(shí)間小于30秒)的第一色譜分析組件;及，用于對(duì)C5-C8重?zé)N組分快速分離(分離時(shí)間小于120秒)的第二色譜分析組件;所述的檢測(cè)模塊包含第一色譜鑒定器，其為一體化設(shè)計(jì)，可同時(shí)對(duì)分析模塊中的第一色譜分析組件及第二色譜分析組件分離的樣品進(jìn)行鑒定采集。本發(fā)明的雙通路的一體化設(shè)計(jì)，還可以免除十通閥切換時(shí)載氣波動(dòng)引起的火焰不穩(wěn)。
[0008]所述的檢測(cè)模塊還包含第二色譜鑒定器，用于鑒定樣品栗栗送的樣品氣總烴。
[0009]所述的第一色譜分析組件包含:第一預(yù)柱、第一主柱、及第一十通閥；所述的第二色譜分析組件包含:第二預(yù)柱、第二主柱、及第二十通閥。
[0010]所述的第一預(yù)柱、第一主柱為填料柱，所述的第二預(yù)柱、第二主柱為毛細(xì)色譜柱。
[0011]所述的第一十通閥、第二十通閥選擇十通轉(zhuǎn)閥或氣動(dòng)隔膜十通閥，用于氣路切換。
[0012]所述的進(jìn)樣模塊包含氣測(cè)儀各氣路的壓力控制單元及相應(yīng)的氣阻，用來控制氣路壓力流量。
[0013]所述的壓力控制單元選擇機(jī)械穩(wěn)壓閥或電子壓力控制器;所述的氣阻選擇毛細(xì)管氣阻或紅寶石微孔氣阻。
[0014]所述的氣測(cè)儀還包含樣品氣進(jìn)樣管線，該樣品氣進(jìn)樣管線與分析模塊均通過恒溫加熱，以保證樣品氣中的重組分在傳輸過程中不會(huì)發(fā)生液化，影響分析的準(zhǔn)確性。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、采用樣品栗負(fù)壓抽吸進(jìn)樣的設(shè)計(jì)，排除了樣品栗前置于色譜分析氣路前對(duì)氣路加熱保溫的不利影響，可以使整個(gè)色譜分析進(jìn)樣氣路處于加熱保溫狀態(tài)，確保樣品氣中的重組分不凝結(jié)液化。樣品栗后置負(fù)壓抽吸的設(shè)計(jì)，可以使色譜進(jìn)樣壓力略小于環(huán)境壓力，保證從鉆井液中脫出的氣體組分不會(huì)因壓力變化發(fā)生液化，影響測(cè)試的準(zhǔn)確性。
[0016]2、一體化設(shè)計(jì)的鑒定器，可以同時(shí)對(duì)2套色譜分離系統(tǒng)分離所得的C1-C8組分進(jìn)行檢查，簡(jiǎn)化了儀器結(jié)構(gòu)，同時(shí)，雙色譜柱同時(shí)檢測(cè)的設(shè)計(jì)免除了單個(gè)色譜十通閥切換時(shí)載氣波動(dòng)所導(dǎo)致的鑒定器火焰不穩(wěn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖；
圖2為本發(fā)明一體化設(shè)計(jì)的鑒定器對(duì)C1-C8的實(shí)測(cè)色譜分析曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀氣路結(jié)構(gòu)，該氣測(cè)儀包含:
控制氣測(cè)儀各氣路的壓力和流量的進(jìn)樣模塊I;
用于對(duì)C1-C4輕烴組分和C5-C8重?zé)N組分進(jìn)行色譜分析的分析模塊2;
用于對(duì)分析模塊2所分離的樣品的各組分進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)模塊3，及，
置于分析模塊2后的樣品栗4，其采用負(fù)壓抽吸采樣。通過樣品氣采樣氣路的負(fù)壓抽吸設(shè)計(jì)，將樣品栗4置于色譜定量管之后(將樣品栗置于定量管后，既是空間位置之后，從時(shí)間順序上也是先經(jīng)過定量管，再負(fù)壓抽吸入樣品栗)，即將樣品栗4置于分析模塊2之后，替代常規(guī)樣品氣從栗到定量管的正壓栗送方法。
[0020]所述的進(jìn)樣模塊I通過氣測(cè)儀各氣路的壓力控制單元(圖中未示，如，機(jī)械穩(wěn)壓閥或電子壓力控制器)及相應(yīng)的氣阻(圖中未示，如，毛細(xì)管氣阻或紅寶石微孔氣阻)，控制氣路壓力流量。在本實(shí)施例中，進(jìn)樣模塊I采用了電子壓力控制器(EPC)和紅寶石氣阻來精確控制每條氣路的壓力和流量。
[0021]所述的分析模塊2包含:用于對(duì)C1-C4輕烴組分快速分離(分離時(shí)間小于30秒)的第一色譜分析組件;及，用于對(duì)C5-C8重?zé)N組分快速分離(分離時(shí)間小于120秒)的第二色譜分析組件。所述的第一色譜分析組件包含:第一預(yù)柱211、第一主柱212、及第一十通閥213;所述的第二色譜分析組件包含:第二預(yù)柱221、第二主柱222、及第二十通閥223。
[0022]本發(fā)明的分析模塊2包含2套色譜分析組件(第一色譜分析組件及第二色譜分析組件)，采用十通轉(zhuǎn)閥或氣動(dòng)隔膜十通閥進(jìn)行氣路切換。在本實(shí)施例中采用體積更小的氣動(dòng)隔膜十通閥作為色譜氣路的切換閥，便于生產(chǎn)安裝。2套色譜分析組件中的I套為填充柱，用來實(shí)現(xiàn)輕烴組分(C1-C4)的快速分離(小于30秒)；I套為毛細(xì)色譜柱，用來對(duì)重?zé)N組分(C5-C8)進(jìn)行快速分離(分離時(shí)間小于120秒)。在分析過程中，載氣(如氫氣)帶著樣品氣依次經(jīng)過第一色譜分析組件及第二色譜分析組件的定量管、預(yù)柱、主柱和鑒定器，經(jīng)預(yù)柱和主柱色譜分離后被鑒定器檢測(cè)。放空管線是配合載氣作色譜柱反吹，保持在線分析時(shí)色譜柱潔凈度的。如圖1所示，從樣品氣進(jìn)樣并經(jīng)過2個(gè)十通閥，整個(gè)分析模塊2均為金屬氣路管線設(shè)計(jì)，可以全程恒溫加熱，保證樣品氣中的重組分不會(huì)在傳輸進(jìn)樣過程中發(fā)生液化，影響分析的準(zhǔn)確性。
[0023]所述的檢測(cè)模塊3包含第一色譜鑒定器31，其為一體化設(shè)計(jì)，可同時(shí)對(duì)分析模塊2中的第一色譜分析組件及第二色譜分析組件分離的樣品進(jìn)行鑒定采集。一般FID燃燒鑒定器除了有助燃空氣和色譜柱載氣(氫氣)外，還需要一路助燃?xì)錃?，以避免在十通閥切換時(shí)載氣壓力波動(dòng)而導(dǎo)致的火焰不穩(wěn)或滅火現(xiàn)象。本發(fā)明的雙通路設(shè)計(jì)就是用一路分析氣體(第二色譜分析組件)代替助燃?xì)錃猓脙陕飞V分離分析的時(shí)間差異實(shí)現(xiàn)雙通路檢測(cè)，同時(shí)保證十通閥切換時(shí)的火焰穩(wěn)定。
[0024]更優(yōu)的實(shí)施例中，所述的檢測(cè)模塊3還包含第二色譜鑒定器32，用于鑒定樣品栗4栗送的樣品氣總烴。
[0025]在本實(shí)施例中，鑒定器(第一色譜鑒定器31及第二色譜鑒定器32)均在用火焰離子鑒定器(FID)，雙色譜柱雙通路的進(jìn)樣設(shè)計(jì)，可以有效避免單個(gè)色譜十通閥切換時(shí)由于載氣不穩(wěn)引起的火焰不穩(wěn)的問題。如圖2所示，則是采用一體化設(shè)計(jì)的鑒定器所測(cè)得的C1-C8的樣品色譜分析結(jié)果。通過這種設(shè)計(jì)，可以有效簡(jiǎn)化儀器氣路結(jié)構(gòu)，提高效率，降低成本。
[0026]樣品栗4置于分析模塊2后，采用負(fù)壓抽吸采樣，區(qū)別于常規(guī)的正壓栗送進(jìn)樣的方式。這樣可以使樣品氣在進(jìn)入分析模塊2進(jìn)行色譜分離分析前都保持全程加熱恒溫狀態(tài)，避免樣品氣中的高沸點(diǎn)組分(C5-C8)凝結(jié)析出。與常規(guī)正壓進(jìn)樣相比，負(fù)壓進(jìn)樣也更利于重?zé)N組分保持氣態(tài)，提高氣測(cè)的準(zhǔn)確性。
[0027]綜上所述，本發(fā)明設(shè)計(jì)優(yōu)化了整個(gè)氣路結(jié)構(gòu)，解決了油氣勘探現(xiàn)場(chǎng)C1-C8在線檢測(cè)過程中可能發(fā)生的樣品液化而導(dǎo)致影響氣測(cè)準(zhǔn)確性的問題;通過鑒定器的一體化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化了氣路結(jié)構(gòu)，降低成本的同時(shí)便于安裝與維護(hù)。
[0028]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，該氣測(cè)儀包含: 控制氣測(cè)儀各氣路的壓力和流量的進(jìn)樣模塊(I); 用于對(duì)C1-C4輕烴組分和C5-C8重?zé)N組分進(jìn)行色譜分析的分析模塊(2); 用于對(duì)分析模塊(2)所分離的樣品的各組分進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)模塊(3)，及， 置于分析模塊(2)后的樣品栗(4)，其采用負(fù)壓抽吸采樣。2.如權(quán)利要求1所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的分析模塊(2)包含:用于對(duì)C1-C4輕烴組分快速分離的第一色譜分析組件;及，用于對(duì)C5-C8重?zé)N組分快速分離的第二色譜分析組件;所述的檢測(cè)模塊(3)包含第一色譜鑒定器(31)，其同時(shí)對(duì)分析模塊(2)中的第一色譜分析組件及第二色譜分析組件分離的樣品進(jìn)行鑒定采集。3.如權(quán)利要求2所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的檢測(cè)模塊(3)還包含第二色譜鑒定器(32)，用于鑒定樣品栗(4)栗送的樣品氣總烴。4.如權(quán)利要求2所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的第一色譜分析組件包含:第一預(yù)柱(211)、第一主柱(212)、及第一十通閥(213);所述的第二色譜分析組件包含:第二預(yù)柱(221)、第二主柱(222)、及第二十通閥(223)。5.如權(quán)利要求4所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的第一預(yù)柱(211)、第一主柱(212)為填料柱，所述的第二預(yù)柱(221)、第二主柱(222)為毛細(xì)色譜柱。6.如權(quán)利要求4所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的第一十通閥(213)、第二十通閥(223)選擇十通轉(zhuǎn)閥或氣動(dòng)隔膜十通閥。7.如權(quán)利要求1所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的進(jìn)樣模塊(I)包含氣測(cè)儀各氣路的壓力控制單元及相應(yīng)的氣阻，用來控制氣路壓力流量。8.如權(quán)利要求7所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的壓力控制單元選擇機(jī)械穩(wěn)壓閥或電子壓力控制器;所述的氣阻選擇毛細(xì)管氣阻或紅寶石微孔氣阻。9.如權(quán)利要求1所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于，所述的氣測(cè)儀還包含樣品氣進(jìn)樣管線，該樣品氣進(jìn)樣管線與分析模塊(2)的管線均通過恒溫加熱，以保證樣品氣中的重組分在傳輸過程中不會(huì)發(fā)生液化，影響分析的準(zhǔn)確性。10.如權(quán)利要求9所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測(cè)儀，其特征在于， 所述的樣品氣進(jìn)樣管線與分析模塊(2)的管線均采用金屬管線。
【文檔編號(hào)】G01N30/02GK105954365SQ201511003751
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日
【發(fā)明人】陸永鋼, 鄭周俊
【申請(qǐng)人】上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油設(shè)備有限公司, 上海神開石油科技有限公司