專利名稱：一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及油氣錄井中的氣體檢測(cè)過程，應(yīng)用拉曼光譜技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
錄井是勘探開發(fā)的“眼睛”。氣體檢測(cè)技術(shù)是錄井的關(guān)鍵技術(shù)，錄井氣體檢測(cè)的目的一是直接發(fā)現(xiàn)油氣層，二是做好有毒有害氣體的監(jiān)測(cè)預(yù)警，三是發(fā)現(xiàn)非烴類氣體礦藏。烴類檢測(cè)中現(xiàn)有技術(shù)中常采用氫焰色譜SK-3Q04和紅外光譜技術(shù)。而采用氫焰色譜SK-3Q04的問題是只檢測(cè)烴類氣體；附屬設(shè)備多、氣路復(fù)雜，分析影響因素較多，較易出現(xiàn)故障；組分不能連續(xù)監(jiān)測(cè)；檢測(cè)速度和檢測(cè)精度不能達(dá)到高效統(tǒng)一。而紅外光譜技術(shù)解譜難度大，組份分離度低；同機(jī)檢測(cè)多種氣體少；檢測(cè)精度比較低，范圍窄。烴類檢測(cè)中現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用熱導(dǎo)色譜SK-3R03或格林通硫化氫檢測(cè)儀。熱導(dǎo)色譜 SK-3R03 一般檢測(cè)吐和(X)2 ；精度低；硫化氫檢測(cè)需要專用的檢測(cè)儀。非烴檢測(cè)儀存在問題是一種氣體基本上對(duì)應(yīng)一種檢測(cè)儀器。錄井氣體檢測(cè)發(fā)展趨勢(shì)是由各類檢測(cè)儀器組合式檢測(cè)、組份檢測(cè)周期式分析、重點(diǎn)檢測(cè)烴類氣體向簡(jiǎn)練整合型發(fā)展、向?qū)崟r(shí)分析發(fā)展和向各種氣體全面檢測(cè)發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，研發(fā)了一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)。發(fā)明人經(jīng)過長(zhǎng)期研究，利用拉曼光譜技術(shù)。其拉曼光譜原理在透明介質(zhì)的散射光譜中，頻率與入射光頻率v0相同的成分稱為瑞利散射。頻率較小的成分νΟ-Δ ν稱為斯托克斯線。頻率較大的成分νΟ+Δν稱為反斯托克斯線。頻率對(duì)稱分布在νΟ兩側(cè)的譜線或譜帶νΟ士 Δ ν為拉曼光譜。(如圖1)本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括樣品預(yù)處理裝置，拉曼氣體分析儀，數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊，數(shù)據(jù)通信模塊，信號(hào)輸出顯示單元和主控單元。所述樣品預(yù)處理裝置和所述拉曼氣體分析儀連接，用于將所述經(jīng)過預(yù)處理的氣體輸入拉曼氣體分析儀中進(jìn)行成分分析；所述的樣品預(yù)處理裝置為用于流程中的干燥凈化過程，經(jīng)30目砂芯濾球初步過濾氣體內(nèi)粉塵，再通過內(nèi)裝變色硅膠干燥劑的干燥筒和冷凝器干燥被檢測(cè)氣體。所述拉曼氣體分析儀將分析后的結(jié)果輸入給所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊；所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊通過所述的數(shù)據(jù)通信模塊將分析結(jié)果輸出給所述的信號(hào)輸出顯示單元；所述主控單元用于控制樣氣輸入。在具體的應(yīng)用中，所述拉曼氣體分析儀包括進(jìn)氣管線，排氣管線，樣品氣分析腔， 氦-氖激光等離子單元，光學(xué)儀器組和光傳感器。
3[0013]所述進(jìn)氣管線和樣品氣分析腔進(jìn)口端相連，在所述樣品氣分析腔內(nèi)設(shè)置有一組光傳感器，每個(gè)光傳感器分別對(duì)應(yīng)其檢測(cè)分析的氣體；所述氦-氖激光等離子單元產(chǎn)生激光束，并通過光學(xué)儀器組共同作用對(duì)樣品氣進(jìn)行檢測(cè)；所述檢測(cè)后的氣體通過所述排氣管線排出。所述拉曼氣體分析儀中進(jìn)氣管線上包含一個(gè)微粒過濾器，是指能過濾直徑 < 0. 2 μ m顆粒的過濾器，在所述的排氣管線上設(shè)置有壓力傳感器，流量傳感器和泵，對(duì)排出的氣體進(jìn)行檢測(cè)和控制。所述光學(xué)儀器組包括反射鏡，棱鏡和偏振鏡，反射鏡共兩片，位于激光檢測(cè)裝置的兩端，偏振鏡、棱鏡各一片，位于樣品氣分析腔外兩端。反射鏡、棱鏡和偏光器的作用就是改變激光方向，放大激光能量的作用。本實(shí)用新型所實(shí)現(xiàn)的實(shí)用新型效果1、指紋性振動(dòng)譜準(zhǔn)確識(shí)別氣體種類；2、所需樣品量少，不需要預(yù)處理；3、多組分樣品同時(shí)無損檢測(cè)；4、分析快速，高空間分辨率； 5、基本無輔助設(shè)備，故障率低。6、能檢測(cè)除惰性氣體外的各類氣體。可以實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)單、無損傷的定量與定性分析。在連續(xù)性、可靠性、準(zhǔn)確性、靈敏性等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)。7、用于煉鋼、煉油、化工、熱處理過程氣體在線分析與監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

圖1是拉曼光譜技術(shù)原理示意圖圖2是本實(shí)用新型核心部分儀器拉曼分析儀檢測(cè)裝置圖；其中1為進(jìn)氣管線，2為排氣管線，3為樣品氣分析腔，4為光傳感器，5為氦-氖激光等離子單元，6為反射鏡，7為偏光器，8為激光束，9為樣氣管路，10為微粒過濾器圖3是拉曼氣體分析儀工作流程圖圖4本實(shí)用新型與3Q04油氣顯示第1_2層對(duì)比圖圖5本實(shí)用新型與3Q04油氣顯示第3層對(duì)比圖圖6本實(shí)用新型與3Q04實(shí)用性對(duì)比圖將結(jié)合實(shí)用新型內(nèi)容和具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明
具體實(shí)施方式
一種拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括樣品預(yù)處理裝置，拉曼氣體分析儀，數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊，數(shù)據(jù)通信模塊，信號(hào)輸出顯示單元和主控單元。所述樣品預(yù)處理裝置和所述拉曼氣體分析儀連接，用于將所述經(jīng)過預(yù)處理的氣體輸入拉曼氣體分析儀中進(jìn)行成分分析；所述的樣品預(yù)處理裝置為用于流程中的干燥凈化過程，經(jīng)30目砂芯濾球初步過濾氣體內(nèi)粉塵，再通過內(nèi)裝變色硅膠干燥劑的干燥筒和冷凝器干燥被檢測(cè)氣體。所述拉曼氣體分析儀將分析后的結(jié)果輸入給所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊；所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊通過所述的數(shù)據(jù)通信模塊將分析結(jié)果輸出給所述的信號(hào)輸出顯示單元；所述主控單元用于控制樣氣輸入。在具體的應(yīng)用中，所述拉曼氣體分析儀包括進(jìn)氣管線1，排氣管線2，樣品氣分析腔3，氦-氖激光等離子單元5，光學(xué)儀器組和光傳感器。所述進(jìn)氣管線1和樣品氣分析腔3進(jìn)口端相連，在所述樣品氣分析腔3內(nèi)設(shè)置有一組光傳感器4，每個(gè)光傳感器4分別對(duì)應(yīng)其檢測(cè)分析的氣體；所述氦-氖激光等離子單元 5產(chǎn)生激光束，并通過光學(xué)儀器組共同作用對(duì)樣品氣進(jìn)行檢測(cè)；所述檢測(cè)后的氣體通過所述排氣管線排出。所述拉曼氣體分析儀中進(jìn)氣管線上包含一個(gè)微粒過濾器10，是指能過濾直徑 < 0. 2 μ m顆粒的過濾器，在所述的排氣管線上設(shè)置有壓力傳感器，流量傳感器和泵，對(duì)排出的氣體進(jìn)行檢測(cè)和控制。所述光學(xué)儀器組包括反射鏡6，棱鏡和偏振鏡7，反射鏡6共兩片，位于激光檢測(cè)裝置的兩端，偏振鏡、棱鏡各一片，位于樣品氣分析腔外兩端。反射鏡、棱鏡和偏光器的作用就是改變激光方向，放大激光能量的作用。1、實(shí)驗(yàn)對(duì)比為了更直觀了解拉曼激光氣體分析儀的性能，將本發(fā)明與上海神開 3Q04色譜進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與對(duì)比，見表1。2、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn)試驗(yàn)方式同時(shí)本發(fā)明和3Q04色譜儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)錄井作業(yè)，全程進(jìn)行油氣監(jiān)控。試驗(yàn)井基本數(shù)據(jù)新沙X井，井型水平井，試驗(yàn)井段0-3168. 00m，試驗(yàn)時(shí)間61天，拉曼氣體分析共解釋22層油氣顯示，油氣顯示井段、解釋層數(shù)與3Q04色譜一致。見圖3、4、5。3、實(shí)用性對(duì)比①拉曼分析儀附屬設(shè)備少，故障率低，穩(wěn)定性好。在61天的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，從未發(fā)生故障；3Q04色譜需要?dú)錃獍l(fā)生器、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備，故障率相對(duì)較高；因此拉曼分析儀較 3Q04色譜更能確保油氣顯示的發(fā)現(xiàn)。見圖6。②3Q04色譜組分是周期性分析，組分相對(duì)全烴滯后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)油氣水的識(shí)別有影響，拉曼光譜全烴和組分是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，真正做到實(shí)時(shí)、連續(xù)檢測(cè)與分析。表1拉曼氣體分析儀與3Q04色譜性能室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)比表
權(quán)利要求1.一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括樣品預(yù)處理裝置，拉曼氣體分析儀，數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊，數(shù)據(jù)通信模塊，信號(hào)輸出顯示單元和主控單元；所述樣品預(yù)處理裝置和所述拉曼氣體分析儀連接，用于將所述經(jīng)過預(yù)處理的氣體輸入拉曼氣體分析儀中進(jìn)行成分分析；所述拉曼氣體分析儀將分析后的結(jié)果輸入給所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊；所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊通過所述的數(shù)據(jù)通信模塊將分析結(jié)果輸出給所述的信號(hào)輸出顯示單元；所述主控單元用于控制樣氣輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述拉曼氣體分析儀包括進(jìn)氣管線，排氣管線，樣品氣分析腔，氦-氖激光等離子單元，光學(xué)儀器組和光傳感器；樣品氣分析腔，氦-氖激光等離子單元，光學(xué)儀器組和光傳感器這四部分屬于激光檢測(cè)裝置，是拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)的核心裝置；所述進(jìn)氣管線和樣品氣分析腔進(jìn)口端相連，在所述樣品氣分析腔內(nèi)設(shè)置有一組光傳感器，每個(gè)光傳感器分別對(duì)應(yīng)其檢測(cè)分析的氣體；所述氦-氖激光等離子單元產(chǎn)生激光束，并通過光學(xué)儀器組共同作用對(duì)樣品氣進(jìn)行檢測(cè)；所述檢測(cè)后的氣體通過所述排氣管線排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述拉曼氣體分析儀中進(jìn)氣管線上包含一個(gè)微粒過濾器，其過濾直徑< 0. 2μπι顆粒的過濾器，在所述的排氣管線上設(shè)置有壓力傳感器，流量傳感器和泵，對(duì)排出的氣體進(jìn)行檢測(cè)和控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)儀器組包括反射鏡，棱鏡和偏振鏡，用于反射鏡、棱鏡和偏光器的改變激光方向，放大激光能量°
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的樣品預(yù)處理裝置用于流程中的干凈躁化過程，經(jīng)30目砂芯濾球初步過濾氣體內(nèi)粉塵，再通過內(nèi)裝變色硅膠干燥劑的干燥筒和冷凝器干燥被檢測(cè)氣體。
專利摘要本實(shí)用新型屬于石油勘探開發(fā)領(lǐng)域，尤其涉及油氣錄井中的氣體檢測(cè)過程，應(yīng)用拉曼光譜技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)和方法。一種錄井用拉曼光譜氣體檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括樣品預(yù)處理裝置，拉曼氣體分析儀，數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊，數(shù)據(jù)通信模塊，信號(hào)輸出顯示單元和主控單元；所述樣品預(yù)處理裝置和所述拉曼氣體分析儀連接，用于將所述經(jīng)過預(yù)處理的氣體輸入拉曼氣體分析儀中進(jìn)行成分分析；所述拉曼氣體分析儀將分析后的結(jié)果輸入給所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊；所述數(shù)據(jù)信號(hào)處理模塊通過所述的數(shù)據(jù)通信模塊將分析結(jié)果輸出給所述的信號(hào)輸出顯示單元；所述主控單元用于控制樣氣輸入。
文檔編號(hào)G01N21/65GK202153209SQ201120284529
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者唐慶, 唐誠, 夏杰, 徐如剛, 施強(qiáng), 權(quán)楊, 湯中榮, 王崇敬, 范海濤, 陳琪, 陳舒, 陶海 申請(qǐng)人:中國石化集團(tuán)西南石油局, 中國石油化工集團(tuán)公司