钻井液中测定硫离子的组合电极的制作方法

文档序号:6131333阅读:301来源:国知局
专利名称:钻井液中测定硫离子的组合电极的制作方法
技术领域
本发明涉及一种钻井液中测定硫离子的组合电极,属于电极技术领域。
技术背景H2S为弱酸性、易溶于水的气体,当其溶解于水中后,以HS—、 H+、 S2—等离子 形态存在,并且随水溶液的PH值不同,而表现为不同的浓度比;因此可以通过 测定溶液中H+、 S2—的浓度,预测H2S气体溢出的可能性,为钻井安全提供保证, 与H2S气体含量测定相比,该方法可以更早发现H2S异常,并具有预测H2S气体 生成的能力。溶液中H+、 S"浓度的测定方法分别是H+测定最常用、最简单的方法是采用PH电极直接测定溶液的PH值,从而计 算H+浓度,该方法的线性测定范围广,在PH 0 14间可直接测定,样品溶液不 需预处理。S2—浓度的测定方法较多,如碘量法(溶液滴定)、光度法、电位滴定法、 电极直接测定法等多种,而能用于在线检测的以直接电位法较为简单。目前市场上用于钻井液中测定硫离子的产品,由测定硫离子的复合电极、测 定PH的复合电极和温度传感器三者组成,还要三套信号处理电路。复合电极由测量电极和参比电极组成,当复合电极受到钻井液污染时,必须 整体更换,而实际情况只是部分损坏。另外钻井现场可用于安装仪表的空间有限,加装三个仪表将使得原本有限的 空间更加紧张。 发明内容本发明的目的是提供一种占地空间小,可局部更换的钻井液中测定硫离子的 组合电极。为实现以上目的,本发明的技术方案是提供一种钻井液中测定硫离子的组合 电极,其特征在于,由固态参比电极、信号处理电路、S2—测量电极,PH—测量电极和温度探头组成,信号处理电路分别与固态参比电极、S2—测量电极、PH—测量 电极和温度探头连接。所述的信号处理电路由阻抗缓冲级、放大电路、AD转换器、单片机和DA电 路组成,阻抗缓冲级通过放大电路与AD转换器连接,AD转换器通过单片机和DA 电路连接。由于离子测量电极内阻高达数百兆欧,本发明将其输出信号先经阻抗缓冲级 隔离,然后经放大、AD采样,并经计算,通过DA输出电流信号来代表相应的离 子浓度。本发明的优点是:1、 固态参比电极更加适合用于钻井液中,s2—测量电极、ra—测量电极共用固态参比电极,S2—测量电极、PH—测量电极、固态参比电极可以独立更换, 性价比提高;2、 由三个仪表变成一个仪表,结构紧凑,特别适合钻井液在线检测硫离子。


图1为钻井液中测定硫离子的组合电极结构示意图; 图2为信号处理电路方块图;图3电化学多参数计算和报警程序流程图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对发明作进一步说明。 实施例如图l所示,为钻井液中测定硫离子的组合电极结构示意图,所述的一种钻井液中测定硫离子的组合电极由固态参比电极1、信号处理电路2、 S2—测量电极 3, PH—测量电极4和温度探头5组成,信号处理电路2分别与固态参比电极1、 S2—测量电极3, PH—测量电极4和温度探头5连接。如图2所示,为信号处理电路方块图,所述的信号处理电路2由阻抗缓冲级 6、放大电路7、 AD转换器8、单片机9和DA电路IO组成,阻抗缓冲级6通过 放大电路7与AD转换器8连接,AD转换器8通过单片机9和DA电路10连接。U7为阻抗缓冲级,U7输入阻抗甚高于电极输出阻抗,因此能在电极与放大电路U8之间起到隔离缓冲作用。
根据硫离子电极对溶液浓度的响应,放大电路U8应能将电极输出信号放大 并满足AD采样对幅度的要求。其次硫离子电极在最小检测限时输出不为零,如 经放大电路的输出能为零,则可选择单极性AD器件。
如图3所示,为电化学多参数计算和报警程序流程图,用C语言编制,运行 在单片机上,
AD转换器件对放大电路7的U8输出进行采样,通过单片机根据硫离子电极 对溶液浓度的响应电势,计算出溶液浓度,进而根据溶液浓度与输出信号4一 20Ma的关系去控制单片机9和DA电路10输出代表溶液浓度的电流信号。
权利要求
1.一种钻井液中测定硫离子的组合电极,其特征在于,由固态参比电极(1)、信号处理电路(2)、S2-测量电极(3),PH-测量电极(4)和温度探头(5)组成,信号处理电路(2)分别与固态参比电极(1)、S2-测量电极(3),PH-测量电极(4)和温度探头(5)连接。
2. 根据权利要求1所述的一种钻井液中测定硫离子的组合电极,其特征在于, 所述的信号处理电路(2)由阻抗缓冲级(6)、放大电路(7)、 AD转换器(8)、 单片机(9)和DA电路(10)组成,阻抗缓冲级(6)通过放大电路(7)与 AD转换器(8)连接,AD转换器(8)通过单片机(9)和DA电路(10)连接。
全文摘要
本发明涉及一种钻井液中测定硫离子的组合电极,其特征在于,由固态参比电极、信号处理电路、S<sup>2-</sup>测量电极,PH<sup>-</sup>测量电极和温度探头组成,信号处理电路分别与固态参比电极、S<sup>2-</sup>测量电极,PH<sup>-</sup>测量电极和温度探头连接。本发明的优点是固态参比电极更加适合用于钻井液中,S<sup>2-</sup>测量电极、PH<sup>-</sup>测量电极共用固态参比电极,S<sup>2-</sup>测量电极、PH<sup>-</sup>测量电极、固态参比电极可以独立更换,性价比提高;同时由三个仪表变成一个仪表,结构紧凑,特别适合钻井液在线检测硫离子。
文档编号G01N27/30GK101216446SQ20071017337
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者毕东杰, 沈亚光 申请人:上海神开石油化工装备股份有限公司;上海神开石油科技有限公司
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