Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа

Хроматографы в составе газокаротажных станций появились в конце 50-х — начале 60-х годов, причем за рубежом комплекта­ция газокаротажных станций хроматографами началась лишь со второй половины 60-х годов.

Первыми отечественными хроматографами, которыми комплек­товались газокаротажные станции, был лабораторный хрома — термограф ГСТЛ [54] (рис. 9.84, А), показания которого оператор записывал либо вручную, либо сигнал передавался на электронный

© °° ©

© © ©

о о

X

О

 

0 © і^гі ®

 

а

 

с

 

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа

о о о о

 

Б

 

А

 

Рис. 9.84. А — общий вид хроматермографа ГСТЛ, Б — хроматограмма смеси углеводородов

 

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа

Рис. 9.85. Общий вид Рис. 9.86. Схема функциональная

прибора ХТ-2М прибора ХТ-2М

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажапотенциометр ЭПП-09 (рис. 9.84, Б). Пробы ГВС отбирались в стек­лянные пробоотборники и подавались на ГСТЛ вручную.

В первой отечественной газокаротажной станцидЛГКС-55/59, выпуск которой начался в 60-х годах, устанавливался первый про­мышленный отечественный хроматермограф ХТ-2М (рис. 9.85) с программированием температурного режима колонки. На рис. 9.86 приведена функциональная схема хроматермографа ХТ-2М. Ана­лизируемая газовоздушная смесь подается в дозатор 2, давление ГВС в емкости дозатора регулируется маностатом 1. По команде управляющего устройства 5 определенная доза ГВС отбирается и подается в поток газа-носителя (воздуха), который переносит его на вход колонки 3. Двигаясь через слой адсорбента, которым за­полнена колонка, проба разделяется на индивидуальные компо­ненты, которые поступают в рабочую камеру газового детектора 6 в последовательности, определяемой их физико-химическими свой­ствами и свойствами адсорбента.

По ходу анализа управляющее устройство 5 воздействует на терморегулятор 4, который соответствующим образом изменяет температуру колонки 3. При поступлении индивидуальных ком­понентов в детектор 6 электрическое напряжение в детекторе изменяется пропорционально концентрации данного вещества в потоке газоносителя. Это напряжение регистрируется автомата-
ческим потенциометром 7, на ленте которого записывается хро­матограмма.

В хроматермографе ХТ-2М разделительная колонка представ­ляет собой трубку из нержавеющей стали внутреннего диаметра 4 мм и длиной 3 мм. В качестве адсорбента используется окись алюминия с добавкой 3% ГЧаОН. Через трубку пропускается элек­трический ток от понижающего трансформатора, что позволяет за 2—3 минуты поднять температуру трубки от комнатной до 200°С. Трубка охлаждается вентилятором, который может понизить тем­пературу за 1,5—2 мин от 200°С до комнатной. Ток нагрева вклю­чается автоматически командным аппаратом КЭП-124. Темпера­тура трубки измеряется термопарой. В приборе применены кла­панный дозатор с пневматическим управлением и термохимиче­ский детектор с платиновыми нитями, нагреваемыми до 600°С, включенными в листовую схему (как и в приборе ГСТЛ).

Недостатками ХТ-2М являлись: относительно низкая чувст­вительность, нестабильность нулевой линии, малое время рабо­ты термохимического детектора (плечевые элементы спирали).

Следующим шагом в развитии хроматографии применительно к задачам газового каротажа было создание хроматермографа ХГ-1Г с пламенноионизационным детектором, что позволило поднять чувствительность от 10’2 до 10’4% (на два порядка) при анализе пре­дельных углеводородов С,—С6 за время 120 с. Хроматермограф ХГ — 1Г с конца 70-х годов устанавливался в автоматические газокаро­тажные станции АГКС-4АЦ и в станции ГТИ (СГТ). К настояще­му времени выпуск хроматермографов ХГ-1Г прекращен, однако они еще используются на эксплуатируемых станциях СГТ.

Хроматермограф ХГ-1Г планировалось заменить полевым хрома­тографом «Геохром-275», работающим гми; ух__режимах:.в режиме і он проводит компонентный анализ шести предельных углеводоро­дов от метана до гексана включительно за время 45 с при пороге чувствительности порядка 1 • 10_5%; в режиме 2 анализируется 12 ком­понентов: шесть предельных углеводородов от метана до гексанаГ три непредельных (этилен, пропилен и бутален) и три изосоедине­ния (изобуган, изобутилен, изопентан), время анализа 240 с [28].

По ряду причин промышленный выпуск прибора «Геохром — 275» освоен не был.

В Андижанском СПКБ ВПО «Союзнефтеавтоматика» для при­менения в составе лаборатории анализа параметров промывоч­ной жидкости, пластового флюида, керна и шлама для системы сбора и обработки технологической и геологической информа­ции в процессе бурения скважин разработан блок хроматографи-

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа

ив ЭВМ

Рис. 9.87. Структурная схема блока газоанализаторов

ческих газоанализаторов БГ-1, предназначенный для хромато­графического измерения состава углеводородных и неуглеводо­родных компонентов газа, выделенного из промывочной жидко­сти в процессе бурения нефтяных и газовых скважин [5].

Блок газоанализаторов (рис. 9.87) выдает следующую инфор­мацию: общее газосодержание углеводородов; компонентный со­став — метан, этан, пропан, пропилен, бутан, изобутан, сумма бутштенов, пентан, изопентан, гексан, изогексан; компонентный неуглеводородный состав — гелий, водород, углекислый газ, се­роводород, азот (избыточный по отношению к воздуху).

Блок газоанализаторов БГ-1 разработан на базе серийно выпус­каемых отечественной промышленностью лабораторных хроматогра­фов типа ЛХМ-8МД, модель 3. В блок газоанализаторов входит два хроматографа. Один хроматограф с двумя пламенно-ионизационны­ми детекторами, другой — с детектором по теплопроводности.

БГ-1 обеспечивает определение общего газосодержания ПЖ за время не более 20 с. Порог чувствительности прибора при определении общего объемного газосодержания углеводородных газов в ГВС 1 • 10~5%.

Рис. 9.88. Хроматограмма углеводо­родных компонентов:

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа1 — метан, 2 — этан,

3 — этилен, 4 — пропан, 5 — пропилен, 6 — изо­бутан, 7 — н-бутан,

8 — сумма бутиленов,

9 — изопентан,

10 — н-псптан,

1! — изо-гексан,

12 — н-гексан

Объемный компонентный состав углеводородных газов в ГВС определяют за 180 с, порог чувствительности прибора при опре­делении этих газов 1 ■ 10 5%.

Время аналитического никла неуглеводородных газов 360 с, порог чувствительности прибора: по гелию и водороду — 1 • 10-4%; по С02 и Н2^— 1 • 10_|; по азоту, избыточному по отношению к воздуху, — 1,0.

Хроматограмма анализа углеводородных компонентов С,—С6 на трех колонках БГ-1 приведена на рис. 9.88 [5].

К сожалению, выпуск БГ-1 также освоен не был, как и всего остального, что разрабатывалось в Андижанском СПКБ для сис­темы сбора и обработки технологической и геологической ин­формации в процессе бурения скважин.

За рубежом при проведении газового каротажа и ГТИ приме­няются полевые хроматографы с циклом анализа на С,—С5 (С,— С6) от 30 с до 6 мин с использованием в качестве газа-носителя воздуха или гелия, в качестве детекторов — термокаталитиче­ские элементы, детекторы по теплопроводности (в т. ч. и полу­проводниковые), полупроводниковые детекторы на оксиде ме­таллов, пламенно-ионизационные детекторы. Применяются как набивные, так и капиллярные колонки с программированием

Признак классификации

Характеристика хроматографов

1. Метод хроматографии

1 Газо-адсорбционный

2 Газо-жидкостный

3 Теплодинамический

2. Режим работы

1 Изотермический 1 Подача пробы ГВС

2 С программированием температуры

3. Периодичность

2 Непрерывная подача ГВС

4. Газ-носитель

1 Воздух

2 Гелий

5. Характеристика

1 Деструктивный

2 Недеструктивный

детектора

6. Тип детектора

1 Термо-ката — 2 Пламенно- 3 По тепло — 4 Полупро — 5 Фотоиони-

литический ионизаци

проводности водниковыи зационныи

(ТКД) онный(ПИД) (ДТП) (ППД) (ФИД)

7. Тип колонки

1 Набивная

2 Микронасадочная

3 Капиллярная

8. Определяемые

1 Предельные углево­

2 С,—С6 с изомерами

3 С,—С6 с изомерами,

соединения

дороды С— С6

неуглеводородные газы

9. Время анализа

1 Менее 1,5 мин

2 1,5—6 мин

3 Непрерывно

10. Чувствительность

1 1 • ю-6%

2 1• 10 5%

3 1 • ю-4%

11. Наличие

автокалибровки

1 Есть

2 Нет

Нет

12. Привязка к истин­

1 Есть

ным глубинам

2 Нет

Нет

13. Наличие ПО опреде­

ления характера

насыщения

1 Есть

2 Нет

Нет

Примеры обозначения: Хроматограф ХГ-1Г: 1.1/2.2/3.1/4.1/5.1/6.2/7.1/8.1/9.2/10.2/11.2/12.1/13.2

Хроматограф фирмы Дейталог: 1.2/2.2/3.1/4.2/5.2/6.4/7.3/8.3/9.1/10.1/11.1

12.1/13.1

Хроматографы для определения компонентного состава углеводородных газов при проведении газового каротажа

Рис. 9.89. Хроматограф, работающий под управ­лением персонального компьютера:

90 сек.

Подпись: 90 сек./ — воздух, 2 — СН4, 3 ~ СО,,

5 — С3Н„

Подпись: 5 - С3Н„

б — С„Н„

Подпись: б - С„Н„4-с2н6, 7 — С. Н..

температуры. Ряд фирм («Геосервис», Франция) и др. выпускает хроматографы, выдающие результаты в функции истинных глу­бин (Хроматологгеры). Последние модели храматографов рабо­тают под управлением компьютеров (рис. 9.89), производя при этом полную обработку хроматограммы.

На сегодняшний день наилучшим по экспрессности и чувст­вительности следует считать полевой хроматограф Канадской фирмы «Дейталог», позволяющий за 30—45 с производить пол­ный анализ углеводородов С, — С6 с изомерами, а также анализ неуглеводородных газов, включая сероводород.

Стоимость зарубежных полевых хроматографов колеблется от 6 до 52 тыс. долларов США. Классификация хроматографов, при­меняемых при проведении газового каротажа, приводится в табл. 9.24.

Комментарии запрещены.