Газоанализаторы сероводорода
По принятым стандартам при бурении поисково-разведочных скважин на нефть и газ, а в ряде районов — и при бурении эксплуатационных скважин, на буровой установке должны быть и газоанализаторы сероводорода, так как всего лишь мимолетное пребывание в концентрации этого газа 1000 частей на миллион (1000 ррм) способно вызвать смертельное повреждение головного мозга или смерть. Как правило, на буровой контролируются 5—6 зон на содержание сероводорода, но, безусловно, основными зонами контроля является устье скважины, там где происходит контакт поднявшейся промывочной жидкости с атмосферой и вибросито.
В качестве детекторов сероводорода используются электрохимические ячейки или полупроводниковые датчики на оксиде металла.
Электрохимическая ячейка (ЕСС) состоит из двух электродов, погруженных в обычную электролитическую среду. Это может быть гелеобразная жидкость или импергированное твердопористое вещество. Электролит изолируется от среды, подвергаемой мониторингу, посредством газопроницаемой мембраны, диффузионной среды или капилляра.
В рабочем режиме поляризующее напряжение подается между электродами. При проникновении газа через перегородку в ячейку в результате химической реакции генерируется электрический ток, величина которого пропорциональна концентрации газа.
На рис. 9.80 показан двухкорпусный датчик сероводорода модели 911 фирмы «Сигер» [130], сертифицированный для использования на опасных участках. Содержит вставные сменные электрохимические ячейки и электронные блоки длительного срока службы, работающие на двухпроводную токовую петлю 4—20 мА.
Конструкция ячеек фирмы «Сигер» имеет повышенную чувствительность, обеспечивает быстрый отклик (несколько секунд),
Рис. 9.81. Датчик сероводорода
фирмы «Дженерал Моппторз»
(модель 5Т-210)
срок службы 2—3 года. Диапазон измерения концентраций сероводорода датчиком модели 911 составляет 0—50 ррм.
На рис. 9.81 показан автокалибровочный датчик сероводорода модели БТ 210 фирмы «Дженерал Монигорз» [129] на основе полупроводникового детектора на оксиде металла. Аналогично датчику горючих газов модели БС 110 датчик БТ 210 помещен в компактном взрывозащищенном полиэфирном корпусе, армированном стеклом размерами 150x190x95 мм и состоит из самого датчика и герметизированного электронного узла, замкнутого на двухпроводную токовую петлю 0—22 мА с питанием 24 В. Масса датчика — 2,5 кг. Датчик БТ 210 предназначен для эксплуатации при температурах -40 +66°С и влажности до 99%.
Выбор калибруемого диапазона (0—20, 0—50 или 0—100 ррм) осуществляется нажатием кнопки на корпусе датчика. 0 мА соответствует неисправности датчика, 1,5 мА — соответствует режиму калибровки прибора, 4—20 мА — динамический диапазон измерения датчика (0—20; 0—50 или 0—100 ррм), 22 мА — превышение диапазона измерения. Гарантийный срок работы прибора — 2 года. Датчик может быть вынесен от системы сбора на расстояние до 3000 м. Подача тревожных сигналов задается по необходимым уровням концентрации при калибровке.
Вышеописанные датчики (модель 911 фирмы «Сигер» и модель БТ 210 фирмы «Дженерал Мониторз») наилучшим образом отвечают требованиям их применения в составе ИИС ГТИ. В табл. 9.23 дается классификация газоанализаторов горючих газов и сероводорода.
Признак классификации |
Характеристика газоанализаторов |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1. Тип |
1 термоката |
2 по тепло |
3 инфракрас |
4 фотоиони- |
5 полупровод |
6 электрохи |
детектора |
литический (ТКД) |
проводности (ДТП) |
ный (ИКД) |
зационный (ФИД) |
никовый (ППД) |
мические (ЭХД) |
2. Режим работы |
1) Непрерывный |
2) Дискретный (с модуляцией) |
||||
3. Температурный режим |
1) __4о-ь+66°С |
2) — Ю-^+40’’С |
||||
4. Диапазон измерения |
1) ррм 2 |
100% НПВ |
3) 100% ВПВ |
40-100% |
||
5, Погреш |
||||||
ность измерения |
1) 1-2% |
2) 2-5% |
3) 5-10% |
|||
6. Напряжение питания |
1) <12 В |
2) 24-42 В |
3) 110-220 В |
|||
7. Выходной сигнал |
I) Изменение сопротивления |
2) 4—20 мА |
3) 0-10 В |
|||
8. Время реакции на 50% |
||||||
диапазона измерения |
1) <5 с |
2) 5-10 с |
3) >10 с |
Признак классификации |
Характеристика газоанализаторов |
|||
1 |
2 |
3 |
4 | 5 | 6 |
7 |
9. Удален |
||||
ность от сис |
||||
темы сбора |
1) <10 м |
2) До 100 м 3) До 1000 м |
||
10. Гарантий |
||||
ное время |
||||
работы |
1) До 1 года |
2) До 2 лет 3) До 5 лет |
||
11. Наличие |
||||
атокалиб- |
||||
ровки |
1) Есть |
2) Нет |
||
12. Возмож |
||||
ность работы |
||||
в коррозион |
||||
ной среде |
1) Есть |
2) Нет |
||
13. Взрывоза- |
||||
щищенность |
1) Есть |
2) Нет |
Примеры обозначения:
Выносной детектор сероводорода — 1.6/2.1/3.1/4.1/5.1/6.2/7.2/8.2/9-3/10.2/11.1/12.1./13.1. Выносной, детектор горючих газов — 1.1/2.1/3.2/4.2/5.3/6.1/7.1/8.2/9.2/10.1/12.2/13.2.
Рис. 9.82. Установка ГЕОЛОГГЕР фирмы «Datalog» |