一种石油天然气在线分析仪的制作方法

本申请涉及石油化工设备技术领域，尤其涉及一种石油天然气在线分析仪。

背景技术：

气体在线分析，是指通过气体采样管道采集待分析的气体，并通过气体分析装置测量气体样本中的物质组成成分，例如，测定气体中硫化物(SOx)、氮化物(NOx)、碳化物(COx)、卤化物(HCL)等气体的含量。监测的气体含量不仅可以用于作为分析排放气体污染物含量的表征参数，还可以通过对气体中的组成成分判断某一地区中石油天然气的储量，以便确定开采规模。

现有技术中的在线分析仪一般包括预处理装置和气体分析装置，预处理装置连接样本气体的采集管路，将采集到的待分析气体样本经过过滤，加压等处理工艺，去除其中的固体颗粒杂质以及调节至合适的分析气压。当进行了样本的预处理后，将气体样本通入气体分析装置中，气体分析装置，例如，近红外分析装置或拉曼激光气体分析装置，对气体中各成分进行测定，通过多次重复测试过程即可确定气体样本中组成成分和各成分的含量。

但在实际使用中，尤其气体样本是石油天然气时，由于采样环境的气压条件不确定，在采集管路收集到的气体压力经常发生变化，从而导致经过预处理装置进入气体分析装置中的气体样本压力也不稳定。并且在预处理装置中的泵体或阀门在开启或关闭的瞬间也同样会造成通入气体分析装置中的气体压力出现波动，直接影响到气体分析装置的标定精度，以及多次测量结果的稳定性。

技术实现要素：

本申请提供了一种石油天然气在线分析仪，以解决传统在线分析仪在测量时容易出现气压波动的问题。

本申请一种石油天然气在线分析仪，其特征在于，包括预处理装置、气体分析装置以及设置在所述预处理装置与所述气体分析装置之间的稳压管路，所述稳压管路上设有稳压装置；所述预处理装置连接气体采样管路；

所述稳压装置包括缓冲腔和气压维持活塞，所述缓冲腔的顶部设置有滑道，所述气压维持活塞设置在所述滑道内，所述气压维持活塞与所述滑道的内壁紧密接触，并可在所述滑道中滑动；所述缓冲腔中位于所述气压维持活塞下方的腔体通过连接管路分别连通所述预处理装置与所述气体分析装置。

可选的，所述预处理装置包括连接所述气体采样管路的预处理管路，所述预处理管路上依次设有气水分离器、固体颗粒过滤器和抽气泵。

可选的，所述预处理管路的管道外壁上包覆有保温层，所述保温层内部设有电加热器。

可选的，电加热器为缠绕在所述预处理管路上的电热丝。

可选的，所述稳压装置与所述预处理装置之间设有单向阀以及压力表；所述单向阀在从所述预处理装置到所述稳压装置的方向为开通，在从所述稳压装置到所述预处理装置的方向为关闭。

可选的，所述压力表设置在所述单向阀与所述稳压装置之间。

可选的，所述稳压装置与所述预处理装置之间还设有精密过滤器和流量调节阀。

可选的，所述气体分析装置为近红外气体分析仪或拉曼激光气体分析仪。

由以上技术方案可知，本申请提供一种石油天然气在线分析仪，包括预处理装置、气体分析装置以及稳压管路，稳压管路上设有稳压装置。其中，所述稳压装置包括缓冲腔和气压维持活塞，缓冲腔的顶部设置有滑道，气压维持活塞设置在滑道内，并可在滑道中滑动。实际在线分析过程中，所述预处理装置连接气体采样管路，采集样本气体。样本气体先通过预处理装置进行分析前的预处理，分离其中能够影响气体分析结果的物质，再经过稳压装置中缓冲腔和气压维持活塞的作用下进行调节，使通入气体分析装置中的气体压力保持稳定，减少气体压力出现的波动，避免相应的气压波动影响到气体分析装置的标定精度，以及保证多次测量结果的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种石油天然气在线分析仪结构示意图；

图2为本申请实施例中稳压装置的结构示意图；

图示说明：

其中，1-预处理装置；11-预处理管路；12-气水分离器；13-固体颗粒过滤器；14-抽气泵；15-保温层；16-电加热器；2-气体分析装置；3-稳压管路；4-稳压装置；41-缓冲腔；42-气压维持活塞；43-滑道；5-气体采样管路；6-单向阀；7-压力表；8-精密过滤器；9-流量调节阀。

具体实施方式

参见图1，为一种石油天然气在线分析仪的结构示意图。

本申请提供的一种石油天然气在线分析仪，包括预处理装置1、气体分析装置2以及设置在所述预处理装置1与所述气体分析装置2之间的稳压管路3。其中，预处理装置1连接气体采样管路5，用于从气体采样管路5中获取一定量的待检测气体，即作为样本气体，并将气体样本进行过滤、气水分离等预先处理，以便气体分析装置2能够获得合适的样本气体。气体分析装置2可以对通入其中的样本气体成分进行分析，测量出样本气体中的目标物的浓度，如硫化物(SOx)、氮化物(NOx)、碳化物(COx)、卤化物(HCL)等。根据不同的精度要求，气体分析装置2可以选择不同的规格，如近红外气体分析仪或拉曼激光气体分析仪。

由于在实际工作环境中，石油天然气存在于地下较深的油井中，需要在钻井后，通过油气采集管道收集，因此，在气体采样管路5可以是设置在天然气采集管道上的一个支路。相应的，气体采样管路5和天然气的采集管道之间可以是可拆卸的连接方式，在需要进行气体分析时，将气体采样管路5和天然气的采集管道连通，从而进行气体采样。另外，在预处理装置1与气体采样管路5之间还可以设置阀门，来控制相应采样气体的流量。

显然，由于待分析的气体在从地下油井中输送到地上的过程中，会受到各种环境因素的影响，例如，地下油井压力，油井深度等，因此在实际分析过程中，采集到的待分析气体的压力也是不断变化的，而由于气体的体积难以维持不变，因此当气压发生变化时，气体的分析过程极容易受到气压变化的影响。并且，在进行气体分析的过程中，需要经常调试气体输送管路中的各个控制阀等装置，这些装置在开启和关闭的瞬间都会造成整个传输管路中气压的突然变化，即存在着气压波动，影响气体分析过程。基于上述问题，本申请提供的技术方案中，还设置了稳压管路3，并在所述稳压管路3上设有稳压装置4，以维持气压稳定。

具体地，如图2所示，所述稳压装置4包括缓冲腔41和气压维持活塞42，所述缓冲腔41的顶部设置有滑道43，所述气压维持活塞42设置在所述滑道43内，所述气压维持活塞42与所述滑道43的内壁紧密接触，并可在所述滑道43中滑动。所述缓冲腔41中位于所述气压维持活塞42下方的腔体通过连接管路分别连通所述预处理装置1与所述气体分析装置2。

在实际应用中，经过预处理后的样本气体经过稳压管路3进入稳压装置4的缓冲腔41内，由于样本气体压力的作用，可以将气压维持活塞42向上顶起，直至气体压力作用与气压维持活塞42的重力作用保持在平衡状态下，即气压维持活塞42在滑道43中的位置处于一个稳定的状态。当管路中的气压变大时，缓冲腔41内的气体具有膨胀的趋势，推动气压维持活塞42向上运动，通过增大缓冲腔41的容积，来减小气压，直至气压作用再次与气压维持活塞42的重力作用恢复到平衡状态。

当管路中的气压变小时，缓冲腔41中的气体对所述气压维持活塞42的压力作用减小，气压维持活塞42靠重力的作用从滑道43中向下运动，在所述气压维持活塞42向下运动的过程中，缓冲腔41的空间被压缩，使缓冲腔41中的气压上升，直到施加在气压维持活塞42的气压作用再次与气压维持活塞4的重力作用保持平衡。本实施例中，利用缓冲腔41和气压维持活塞42的共同作用，可以在管路中气压出现变化时，通过调节缓冲腔41的空间大小，维持通入气体分析装置2中的气压稳定。

需要说明的是，本申请提供的技术方案中气压维持活塞42的重量要根据实际管路中的气压情况进行设定，例如，当气压较高时，需要气压维持活塞42的重量足够与管路中的气压维持平衡，即需要气压维持活塞42具有较大的重量。但由于气压维持活塞42受到的重力始终是向下的，因此需要滑道43保持竖直的状态，这极大地限制了本实用新型的应用范围。因此，在本申请的部分实施例中，可以在滑道43中设置一端固定，另一端连接所述气压维持活塞42的弹性部件，如弹簧等，即通过弹性部件的弹力作用，保持所述气压维持活塞42受到的力平衡。

进一步地，所述预处理装置1包括连接所述气体采样管路5的预处理管路11，所述预处理管路11上依次设有气水分离器12、固体颗粒过滤器13和抽气泵14。其中，气水分离器12可以去除样本气体中的水分，避免水分对气体分析过程的影响；固体颗粒过滤器13可以将样本气体中存在的粉尘微粒进行过滤，避免其影响气体分析过程，以及减少粉尘颗粒在气体分析装置2中检测探头上的堆积，降低检测结果的准确性。

在本申请的部分实施例中，所述预处理管路11的管道外壁上包覆有保温层15，所述保温层15内部设有电加热器16。进一步地，电加热器16为缠绕在所述预处理管路11上的电热丝。本实施例中，由于气体的温度变化时，气体的体积会发生较大的变化，容易改变气体在管路中的气压，因此为了维持通过预处理管路11的管道外壁上包覆的保温层15，可以在样本气体采集后，使样本气体的温度以及气体的体积保持在一个较恒定的水平，避免温度变化对管路中气体压力的影响。

在本申请的部分实施例中，所述稳压装置4与所述预处理装置1之间设有单向阀6以及压力表7；所述单向阀6在从所述预处理装置1到所述稳压装置4的方向为开通，在从所述稳压装置4到所述预处理装置1的方向为关闭。进一步地，所述压力表7设置在所述单向阀6与所述稳压装置4之间。实际使用中，单向阀6可以避免缓冲腔41中的气体在所述气压维持活塞的作用下，向预处理管路11回流，便于维持缓冲腔41中气压的稳定。压力表7可以实时观察缓冲腔41中的气压，以便根据不同的气体分析装置2调节管路中的样本气体压力，使气体分析测量的结果更加准确。为了进一步调节通入气体分析装置2中的样本气体质量和流量，所述稳压装置4与所述预处理装置1之间还设有精密过滤器8和流量调节阀9。

由以上技术方案可知，本申请提供一种石油天然气在线分析仪，包括预处理装置1、气体分析装置2以及稳压管路3，稳压管路3上设有稳压装置4。其中，所述稳压装置4包括缓冲腔41和气压维持活塞42，缓冲腔41的顶部设置有滑道43，气压维持活塞42设置在滑道43内，并可在滑道43中滑动。

实际在线分析过程中，所述预处理装置1连接气体采样管路5，采集样本气体。样本气体先通过预处理装置1进行分析前的预处理，分离其中能够影响气体分析结果的物质，再经过稳压装置4中缓冲腔41和气压维持活塞42的作用下进行压力调节，使通入气体分析装置2中的气体压力保持稳定，减少气体压力出现波动，避免相应的气压波动影响到气体分析装置2的标定精度，以及保证多次测量结果的稳定性。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。