一種適用于c1-c8油氣快速錄井的氣測儀的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于C1?C8油氣快速錄井的氣測儀，其包含：控制氣測儀各氣路的壓力和流量的進樣模塊；用于對C1?C4輕烴組分和C5?C8重烴組分進行色譜分析的分析模塊；用于對分析模塊所分離的樣品的各組分進行檢測的檢測模塊，及，置于分析模塊后的樣品泵，其采用負壓抽吸采樣，可以使整個分析氣路都處于保溫狀態，避免樣品氣在樣品泵泵送過程中的液化，影響氣測錄井的準確性；檢測鑒定器的一體化設計，將輕烴組分C1?C4和重烴組分C5?C8各自獨立的雙色譜分析系統整合為一個整體，提高了整套系統的檢測效率，簡化了分析氣路結構。本發明設計新穎，結構簡單，適用于油氣勘探氣測錄井過程中對C1?C8的快速有效檢測。
【專利說明】
一種適用于Cl -CS油氣快速錄井的氣測儀
技術領域
[0001]本發明涉及一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀氣路結構設計，尤其是指一種能夠實現氣測錄井過程中能對C6-C8等重組分烴類進行在線氣測分析的氣測儀結構設計，屬于石油鉆井現場地質錄井工程技術。
【背景技術】
[0002]在線氣測錄井技術的核心是在線氣相色譜分析技術。對上返鉆井液中C1-C5烴組分的連續在線檢測，可以為油氣勘探決策提供準確、可靠的氣測數據。但隨著油氣勘探技術的不斷發展，數據分析和挖掘方法的進步，決策者已經不滿足現有鉆井液中C1-C5烴組分的數據，往往希望獲得C1-C8等更豐富的烴組分資料，這就對現有的快速氣測儀提出了新的要求。
[0003]目前，錄井現場使用的氣測儀多為單套色譜柱結構，無法滿足對C1-C8的快速在線檢測分析的現場要求。而少數能夠用于C1-C8快速在線分析的氣測儀仍存在諸多不足:
1.受制于傳統的自動進樣氣路結構，現有快速氣測儀的樣品栗都置于色譜分析的定量管之前。由于目前通用的進樣栗本身都無法承受高溫，所以整個進樣氣路無法做到加熱保溫。樣品氣中待檢測的C1-C8中的重組分的沸點都具有較高的沸點，如正辛烷、甲苯等的沸點都大于100°C。這就導致樣品氣在未加熱保溫的氣路管線中傳輸過程中，重烴組分易凝結液化，影響氣測的準確性。此外，樣品栗的正壓栗送導致色譜進樣氣路壓力大于環境大氣壓，使重烴更易發生液化。
[0004]2.要對C1-C8進行快速色譜分離檢測，需用到2套不同的色譜分離柱(C1-C4和C5-C8各一套)，傳統的氣路設計儀器結構復雜，不利于生產和調試拆裝。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供了一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀氣路結構設計，能夠在滿足油氣勘探現場對鉆井液中氣體組分的快速、準確、在線檢測的同時，簡化氣測儀的結構，便于生產安裝，降低成本。
[0006]為了實現以上目的，本發明提供了一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，該氣測儀包含:
控制氣測儀各氣路的壓力和流量的進樣模塊；
用于對C1-C4輕烴組分和C5-C8重烴組分進行色譜分析的分析模塊；
用于對分析模塊所分離的樣品的各組分進行檢測的檢測模塊，及，
置于分析模塊后的樣品栗，其采用負壓抽吸采樣，區別于常規的正壓栗送進樣的方式。這樣可以使樣品氣在進入分析模塊進行色譜分離分析前都保持全程加熱恒溫狀態，避免樣品氣中的高沸點組分(C5-C8)冷凝析出。與常規正壓進樣相比，負壓進樣也更利于重烴組分保持氣態，提尚氣測的準確性。
[0007]所述的分析模塊包含:用于對C1-C4輕烴組分快速分離(分離時間小于30秒)的第一色譜分析組件;及，用于對C5-C8重烴組分快速分離(分離時間小于120秒)的第二色譜分析組件;所述的檢測模塊包含第一色譜鑒定器，其為一體化設計，可同時對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行鑒定采集。本發明的雙通路的一體化設計，還可以免除十通閥切換時載氣波動引起的火焰不穩。
[0008]所述的檢測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:第二預柱、第二主柱、及第二十通閥。
[0010]所述的第一預柱、第一主柱為填料柱，所述的第二預柱、第二主柱為毛細色譜柱。
[0011]所述的第一十通閥、第二十通閥選擇十通轉閥或氣動隔膜十通閥，用于氣路切換。
[0012]所述的進樣模塊包含氣測儀各氣路的壓力控制單元及相應的氣阻，用來控制氣路壓力流量。
[0013]所述的壓力控制單元選擇機械穩壓閥或電子壓力控制器;所述的氣阻選擇毛細管氣阻或紅寶石微孔氣阻。
[0014]所述的氣測儀還包含樣品氣進樣管線，該樣品氣進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發生液化，影響分析的準確性。
[0015]本發明與現有技術相比，具有以下優點:
1、采用樣品栗負壓抽吸進樣的設計，排除了樣品栗前置于色譜分析氣路前對氣路加熱保溫的不利影響，可以使整個色譜分析進樣氣路處于加熱保溫狀態，確保樣品氣中的重組分不凝結液化。樣品栗后置負壓抽吸的設計，可以使色譜進樣壓力略小于環境壓力，保證從鉆井液中脫出的氣體組分不會因壓力變化發生液化，影響測試的準確性。
[0016]2、一體化設計的鑒定器，可以同時對2套色譜分離系統分離所得的C1-C8組分進行檢查，簡化了儀器結構，同時，雙色譜柱同時檢測的設計免除了單個色譜十通閥切換時載氣波動所導致的鑒定器火焰不穩。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀氣路結構設計示意圖；
圖2為本發明一體化設計的鑒定器對C1-C8的實測色譜分析曲線。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。
[0019]如圖1所示，本發明提供了一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀氣路結構，該氣測儀包含:
控制氣測儀各氣路的壓力和流量的進樣模塊I;
用于對C1-C4輕烴組分和C5-C8重烴組分進行色譜分析的分析模塊2;
用于對分析模塊2所分離的樣品的各組分進行檢測的檢測模塊3，及，
置于分析模塊2后的樣品栗4，其采用負壓抽吸采樣。通過樣品氣采樣氣路的負壓抽吸設計，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，從時間順序上也是先經過定量管，再負壓抽吸入樣品栗)，即將樣品栗4置于分析模塊2之后，替代常規樣品氣從栗到定量管的正壓栗送方法。
[0020]所述的進樣模塊I通過氣測儀各氣路的壓力控制單元(圖中未示，如，機械穩壓閥或電子壓力控制器)及相應的氣阻(圖中未示，如，毛細管氣阻或紅寶石微孔氣阻)，控制氣路壓力流量。在本實施例中，進樣模塊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C1-C4輕烴組分快速分離(分離時間小于30秒)的第一色譜分析組件;及，用于對C5-C8重烴組分快速分離(分離時間小于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:第二預柱221、第二主柱222、及第二十通閥223。
[0022]本發明的分析模塊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)，采用十通轉閥或氣動隔膜十通閥進行氣路切換。在本實施例中采用體積更小的氣動隔膜十通閥作為色譜氣路的切換閥，便于生產安裝。2套色譜分析組件中的I套為填充柱，用來實現輕烴組分(C1-C4)的快速分離(小于30秒)；I套為毛細色譜柱，用來對重烴組分(C5-C8)進行快速分離(分離時間小于120秒)。在分析過程中，載氣(如氫氣)帶著樣品氣依次經過第一色譜分析組件及第二色譜分析組件的定量管、預柱、主柱和鑒定器，經預柱和主柱色譜分離后被鑒定器檢測。放空管線是配合載氣作色譜柱反吹，保持在線分析時色譜柱潔凈度的。如圖1所示，從樣品氣進樣并經過2個十通閥，整個分析模塊2均為金屬氣路管線設計，可以全程恒溫加熱，保證樣品氣中的重組分不會在傳輸進樣過程中發生液化，影響分析的準確性。
[0023]所述的檢測模塊3包含第一色譜鑒定器31，其為一體化設計，可同時對分析模塊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，還需要一路助燃氫氣，以避免在十通閥切換時載氣壓力波動而導致的火焰不穩或滅火現象。本發明的雙通路設計就是用一路分析氣體(第二色譜分析組件)代替助燃氫氣，利用兩路色譜分離分析的時間差異實現雙通路檢測，同時保證十通閥切換時的火焰穩定。
[0024]更優的實施例中，所述的檢測模塊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樣設計，可以有效避免單個色譜十通閥切換時由于載氣不穩引起的火焰不穩的問題。如圖2所示，則是采用一體化設計的鑒定器所測得的C1-C8的樣品色譜分析結果。通過這種設計，可以有效簡化儀器氣路結構，提高效率，降低成本。
[0026]樣品栗4置于分析模塊2后，采用負壓抽吸采樣，區別于常規的正壓栗送進樣的方式。這樣可以使樣品氣在進入分析模塊2進行色譜分離分析前都保持全程加熱恒溫狀態，避免樣品氣中的高沸點組分(C5-C8)凝結析出。與常規正壓進樣相比，負壓進樣也更利于重烴組分保持氣態，提高氣測的準確性。
[0027]綜上所述，本發明設計優化了整個氣路結構，解決了油氣勘探現場C1-C8在線檢測過程中可能發生的樣品液化而導致影響氣測準確性的問題;通過鑒定器的一體化設計，進一步優化了氣路結構，降低成本的同時便于安裝與維護。
[0028]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，該氣測儀包含: 控制氣測儀各氣路的壓力和流量的進樣模塊(I); 用于對C1-C4輕烴組分和C5-C8重烴組分進行色譜分析的分析模塊(2); 用于對分析模塊(2)所分離的樣品的各組分進行檢測的檢測模塊(3)，及， 置于分析模塊(2)后的樣品栗(4)，其采用負壓抽吸采樣。2.如權利要求1所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的分析模塊(2)包含:用于對C1-C4輕烴組分快速分離的第一色譜分析組件;及，用于對C5-C8重烴組分快速分離的第二色譜分析組件;所述的檢測模塊(3)包含第一色譜鑒定器(31)，其同時對分析模塊(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行鑒定采集。3.如權利要求2所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的檢測模塊(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.如權利要求2所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的第一色譜分析組件包含:第一預柱(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:第二預柱(221)、第二主柱(222)、及第二十通閥(223)。5.如權利要求4所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的第一預柱(211)、第一主柱(212)為填料柱，所述的第二預柱(221)、第二主柱(222)為毛細色譜柱。6.如權利要求4所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的第一十通閥(213)、第二十通閥(223)選擇十通轉閥或氣動隔膜十通閥。7.如權利要求1所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的進樣模塊(I)包含氣測儀各氣路的壓力控制單元及相應的氣阻，用來控制氣路壓力流量。8.如權利要求7所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的壓力控制單元選擇機械穩壓閥或電子壓力控制器;所述的氣阻選擇毛細管氣阻或紅寶石微孔氣阻。9.如權利要求1所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于，所述的氣測儀還包含樣品氣進樣管線，該樣品氣進樣管線與分析模塊(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發生液化，影響分析的準確性。10.如權利要求9所述的適用于C1-C8油氣快速錄井的氣測儀，其特征在于， 所述的樣品氣進樣管線與分析模塊(2)的管線均采用金屬管線。
【文檔編號】G01N30/02GK105954365SQ201511003751
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年12月29日
【發明人】陸永鋼, 鄭周俊
【申請人】上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油設備有限公司, 上海神開石油科技有限公司