检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统及工艺的制作方法

1.本发明涉及一种检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统及工艺，属于油气勘探和安全生产技术领域。


背景技术：

2.在油田勘探开发过程中，需要获取地下第一手资料，钻取岩心便是其中重要的手段。但是岩心深埋于地下，饱含各种有毒有害气体，在保存过程中有毒有害气体逐渐逸散，会对周围环境、设备和人员造成潜在的危害。比如硫化氢，由于其气味异常，已经引起重视，不少高含硫化氢天然气都进行了脱硫处理。但是氡和汞还未引起关注。氡是放射性气体，是世界卫生组织公布的19种主要致癌物质之一，氡的生物学效应主要集中在呼吸道肿瘤、肺纤维化、肺气肿方面，是引起人类肺癌的第二大元凶；汞是有毒有害气体，一方面对人体具有伤害作用，吸入高浓度的汞，会导致精神
‑
神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状慢性病，另一方面，汞在运输过程中会对管道产生严重的腐蚀作用，已经造成多期重大安全事故的发生。
3.因此，有必要发明一种一体化系统及工艺对油田钻取岩心中的有害气体进行快速检测以及无害化处理。


技术实现要素：

4.为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统。
5.本发明的另一个目的还在于提供一种检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化工艺。
6.为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统，其中，所述系统包括：油田钻取岩心中有毒气体采集装置、两个油田钻取岩心中有毒气体检测装置及油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置；
7.所述油田钻取岩心中有毒气体采集装置包括真空容器、真空集气罐，所述真空容器用于盛装蜡封后的油田钻取岩心，所述真空集气罐与真空容器通过管路连通，用以收集岩心中逸出的气体；
8.所述油田钻取岩心中有毒气体检测装置包括：电源、显示屏、电信号放大器、第一电信号处理器、第二电信号处理器、第三电信号处理器及依次连通设置的氡检测室、硫化氢检测室和汞检测室；
9.所述氡检测室设置有α探测器，所述α探测器与所述第一电信号处理器的输入端电连接，所述第一电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；所述氡检测室的气体入口设置有可拆卸的滤层，所述滤层用于过滤去除油田钻取岩心中气体所含的氡子体；
10.所述硫化氢检测室设置有加热板及感应板，所述感应板的表面设置有金属氧化物
半导体，且所述感应板与所述第二电信号处理器的输入端电连接，所述第二电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；
11.所述汞检测室盛装有高锰酸盐溶液且设置有两块导电板，两块所述导电板部分浸入高锰酸盐溶液中，且未浸入高锰酸盐溶液中的导电板与所述第三电信号处理器的输入端电连接，所述第三电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；
12.所述电源用于分别对所述氡检测室及汞检测室施加电压；
13.所述真空集气罐的出气口通过管路与第一油田钻取岩心中有毒气体检测装置的氡检测室的气体入口相连，第一油田钻取岩心中有毒气体检测装置的汞检测室的气体出口通过管路分别与所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置的入口及输气管道相连；所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置的出口通过管路与第二油田钻取岩心中有毒气体检测装置的氡检测室的气体入口相连，第二油田钻取岩心中有毒气体检测装置的汞检测室的气体出口通过管路分别与所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置的入口及输气管道相连。
14.其中，本发明对油田钻取岩心进行蜡封的目的是为了确保岩心中的表层气体不与空气交换，蜡封后在暴露环境下，岩心空隙中压力接近大气压，一般不会漏气；但在真空容器中，岩心空隙中气体压力相对很大，蜡封无法阻挡岩心中气体逸出。
15.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括降温降压装置及气体干燥装置，所述真空集气罐的出气口通过管路依次经由降温降压装置、气体干燥装置与第一油田钻取岩心中有毒气体检测装置的氡检测室的气体入口相连。
16.在本发明所述的检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统中，于氡检测室的气体入口设置可拆卸的滤层是为了过滤除去有毒气体未进入氡检测室前，其中所含的氡气衰变形成的氡子体，以保证氡检测室所检测的为进入氡检测室后的有毒气体中氡气衰变所形成的氡子体，进而避免先前已存在的氡子体对氡气检测产生的干扰。
17.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述滤层为玻璃纤维材质的滤层。
18.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置包括氡处理室；所述氡处理室设置有若干网状隔板，所述网状隔板表面设置有生物活性吸附剂。
19.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置还包括硫化氢淋洗清除室和/或汞处理室；当所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置包括氡处理室和硫化氢淋洗清除室，或者氡处理室和汞处理室时，所述氡处理室和硫化氢淋洗清除室依次连通设置，氡处理室和汞处理室依次连通设置；
20.所述硫化氢淋洗清除室的顶部设置有淋洒装置，所述淋洒装置用于自上到下向硫化氢淋洗清除室内喷淋硫化氢清除剂；
21.所述汞处理室设置有若干有害气体处理网，所述有害气体处理网内装填有三聚氰胺改性的膨润土。
22.在本发明所提供的以上系统中，本领域技术人员可以根据检测所获得的油田钻取岩心中有毒气体的不达标情况合理选择设置所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置需要设置的处理室的类型；具体而言，当所述有毒气体中仅氡气浓度不达标时，油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置仅需要设置氡处理室即可；由于在本发明的条件下，汞和
硫化氢会发生反应，二者不会高浓度地共存，即汞和硫化氢不会同时不达标，因此当仅汞或者硫化氢浓度不达标时，油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置仅需要设置汞处理室或者硫化氢淋洗清除室即可；当氡气和汞浓度同时不达标时，油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置需要设置依次连通的氡处理室及汞处理室；当氡气和硫化氢浓度同时不达标时，油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置需要设置依次连通的氡处理室及硫化氢淋洗清除室。
23.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述高锰酸盐溶液的体积占所述汞检测室体积的1/2
‑
2/3。
24.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，两块所述导电板浸入高锰酸盐溶液的深度为1/2
‑
3/4。
25.在本发明一具体实施方式中，所述高锰酸盐溶液中，高锰酸根(mno4‑
)的浓度为0.5mmol/l。
26.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，两块所述导电板可采用一体设置的u型导电板。
27.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述α探测器为金
‑
硅面垒型半导体探测器。
28.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述金
‑
硅面垒型半导体探测器表面镀金层的厚度为0.1
‑
0.12mm。
29.在本发明所述的检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统中，于氡检测室的气体入口设置可拆卸的滤层是为了过滤除去有毒气体未进入氡检测室前，其中所含的氡气衰变形成的氡子体，以保证氡检测室所检测的为进入氡检测室后的有毒气体中氡气衰变所形成的氡子体，进而避免先前已存在的氡子体对氡气检测产生的干扰。
30.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述滤层为玻璃纤维材质的滤层。
31.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述加热板为铂发热板。
32.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述金属氧化物半导体包括pr6o
11
和/或sno2。
33.在本发明一较为优选的实施方式中，所述金属氧化物半导体包裹覆盖在所述感应板上。
34.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述生物活性吸附剂为生物活性炭。
35.在本发明一较为优选的实施方式中，所述生物活性炭可为富含嗜汞与氡气细菌的活性炭，该富含嗜汞与氡气细菌的活性炭为常规物质，其可以通过商购获得。
36.其中，本发明对生物活性吸附剂于网状隔板表面的设置方式不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场实际需要将所述生物活性吸附剂设置于网状隔板表面，并保证可以实现本发明的目的即可。
37.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，若干所述网状隔板以与所述氡处理室的进气口所进气体方向垂直的形式设置于所述氡处理室，且若干所述网状隔板于所述氡处理室内形成s型气体通道。
38.例如在本发明一具体实施方式中，氡处理室的进气口开设于氡处理室的侧壁，则
若干所述网状隔板以垂直于所述氡处理室的底面和顶面的形式设置于所述氡处理室，此时也可以保证若干所述网状隔板与通过设置于侧壁的进入口进入氡处理室的气体方向垂直。
39.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述硫化氢淋洗清除室的内侧壁设置有循环管道，所述循环管道经由循环泵与所述淋洒装置相连，以将硫化氢清除剂回流至淋洒装置。
40.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述有害气体处理网以与所述汞处理室的进气口所进气体方向垂直的形式设置于所述汞处理室。
41.例如在本发明一具体实施方式中，汞处理室的进气口开设于汞处理室的侧壁，则所述有害气体处理网以垂直于所述汞处理室的底面和顶面的形式设置于所述汞处理室，此时也可以保证所述有害气体处理网与通过设置于侧壁的进气口进入汞处理室的气体方向垂直。
42.作为本发明上述系统的一具体实施方式，其中，所述有害气体处理网为不锈钢金属网。
43.另一方面，本发明还提供了一种检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化工艺，其中，所述工艺是利用以上所述的检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统实现的，其包括：
44.将自井筒中取出的岩心进行蜡封，再将蜡封后的岩心放置于真空容器中并通过真空集气罐收集岩心中逸出的气体；
45.对岩心中逸出的气体依次进行氡、硫化氢及汞检测；若检测后发现气体中汞、氡及硫化氢浓度均达标，则将气体送至输气管道；若检测后发现气体中氡以及硫化氢或汞浓度不达标，对气体中不达标的氡以及硫化氢或汞进行无害化处理；
46.再对无害化处理后的气体依次进行汞、氡及硫化氢检测，若气体中汞、氡及硫化氢浓度均达标，则将无害化处理后的气体送至输气管道；若气体中氡以及硫化氢或汞浓度不达标，则继续对气体中不达标的氡以及硫化氢或汞进行无害化处理，直至浓度达标；
47.其中，对气体依次进行汞、氡及硫化氢检测，包括：
48.使气体经滤层过滤后依次进入氡检测室，硫化氢检测室和汞检测室；
49.对氡检测室施加电压使α探测器收集氡子体并将氡子体进行α衰变时放射的α粒子能量转换成电脉冲信号，所述电脉冲信号再由第一电信号处理器转换为电子信号，所述电子信号经电信号放大器整形放大并转换成电压脉冲信号后再由显示屏将所述电压脉冲信号转换为氡浓度数值并显示在显示屏上；
50.通过硫化氢检测室内的加热板使感应板温度升高，当感应板表面设置的金属氧化物半导体探测到硫化氢时，硫化氢与金属氧化物半导体中的氧离子反应，使得金属氧化物半导体的阻值降低，第二电信号处理器将获取得到的电阻变化信号转换为电子信号，所述电子信号经电信号放大器整形放大并转换成电压脉冲信号后再由显示屏将所述电压脉冲信号转换为硫化氢浓度数值并显示在显示屏上；
51.气体进入汞检测室后，其中所含的汞与高锰酸盐发生反应生成电子，生成的电子由电源正极、负极收集并经导电板传导至第三电信号处理器并由第三电信号处理器转换为电子信号，所述电子信号经电信号放大器整形放大并转换成电压脉冲信号后再由显示屏将所述电压脉冲信号转换为汞浓度数值并显示在显示屏上。
52.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，所述工艺还包括对真空集气罐所收集的岩心中逸出的气体进行降温降压后干燥。
53.其中，本发明对岩心中逸出的气体降至的温度及压力不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场实际作业需要合理设置该温度及压力，只要保证可以实现本发明的目的即可；如在本发明一具体实施方式中，将所述气体通入降温降压装置以使其温度降至45℃，压力降至3mpa后，再于气体干燥装置中对气体进行干燥。
54.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，所述岩心的长度为10
‑
30cm。
55.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，当气体中汞浓度≤0.01μg/m3，氡浓度≤4pci/l，硫化氢浓度≤6mg/m3时，确定气体中汞浓度、氡浓度及硫化氢浓度达标。其中汞浓度、氡浓度以及硫化氢浓度均是以有毒气体的总体积为基准计算得到的。
56.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，对气体分别进行一段时间的汞、氡及硫化氢浓度检测，并将一段时间内连续获得的汞、氡及硫化氢浓度分别取平均值后作为油田钻取岩心中汞浓度、氡浓度及硫化氢浓度。
57.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，所述高锰酸盐包括高锰酸钾。
58.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，对氡检测室所施加的电压为1500
‑
3000v。
59.其中，检测硫化氢过程中，通过硫化氢检测室内的加热板使感应板温度升高，本发明对感应板温度的升高幅度不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理控制感应板温度的升高幅度，只要保证可以实现促进硫化氢与金属氧化物半导体中的氧离子反应速率，提高响应时间的目的即可。
60.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，对气体中不达标的氡以及硫化氢或汞进行无害化处理，包括：
61.当气体中的氡不达标时，将气体通入氡处理室，气体流经网状隔板时，网状隔板表面设置的生物活性吸附剂对气体中的氡进行吸附处理；
62.当气体中的硫化氢或汞不达标时，将气体通入硫化氢淋洗清除室，淋洒装置自上到下向硫化氢淋洗清除室内喷淋硫化氢清除剂，以使硫化氢清除剂与气体中的硫化氢发生反应而除去硫化氢；或者将气体通入汞处理室并流经有害气体处理网时，有害气体处理网内装填的三聚氰胺改性的膨润土对气体中的汞进行脱除处理；
63.当气体中的氡和硫化氢不达标时，将气体通入氡处理室，气体流经网状隔板时，网状隔板表面设置的生物活性吸附剂对气体中的氡进行吸附处理；
64.于氡处理室处理后的气体进入硫化氢淋洗清除室，淋洒装置自上到下向硫化氢淋洗清除室内喷淋硫化氢清除剂，以使硫化氢清除剂与气体中的硫化氢发生反应而除去硫化氢；
65.当气体中的氡和汞不达标时，将气体通入氡处理室，气体流经网状隔板时，网状隔板表面设置的生物活性吸附剂对气体中的氡和部分汞进行吸附处理；
66.于氡处理室处理后的气体进入汞处理室并流经有害气体处理网时，有害气体处理网内装填的三聚氰胺改性的膨润土完成对气体中剩余部分汞的脱除处理。
67.氡气作为惰性气体，难以与其它物质产生化学反应，因此本申请采用生物活性吸附剂，如生物活性炭对氡气进行吸附，吸附效率在98％以上，又因其为放射性气体，半衰期
仅为3.8天，一周后自行衰变消亡，而生物活性炭可长久保持活性，因此采用该方法经济高效。
68.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，所述工艺还包括：在对气体中的硫化氢进行处理时将硫化氢淋洗清除室底部的硫化氢清除剂回流至淋洒装置，并由淋洒装置将其自上到下喷淋到硫化氢淋洗清除室内。
69.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，所述硫化氢清除剂的原料组成包括：
70.甲基二乙醇胺水溶液、络合铁溶液、乙醇醛以及含氮化合物。
71.作为本发明上述工艺的一具体实施方式，其中，所述含氮化合物包括胺、三嗪和亚胺中的一种或几种的组合；
72.所述络合铁溶液包括乙二胺四乙酸铁钠盐和/或乙二胺铁盐溶液。
73.其中，由甲基二乙醇胺水溶液、络合铁溶液、乙醇醛以及含氮化合物等原料组分获取得到所述硫化氢清除剂的反应为常规反应，本领域技术人员可以根据现场实际情况合理调整反应过程中的温度、时间等工艺参数以及各原料组分的用量，只要保证可以制备得到所述硫化氢清除剂即可。
74.本发明所提供的检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统及工艺可以快速、精确定量确定油田钻取岩心中氡气、汞、硫化氢等有毒有害气体的含量，根据所确定的有毒有害气体含量结果相关作业人员可提前制定预防措施，确保油气安全勘探开发和生产以及相关工作人员的生命健康。
附图说明
75.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
76.图1为本发明实施例1所提供的油田钻取岩心中有毒气体检测装置的结构示意图。
77.图2为本发明实施例2所提供的油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置的结构示意图。
78.图3为本发明实施例3所提供的油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置的结构示意图。
79.图4为本发明实施例4所提供的检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统的结构示意图。
80.图1中：
[0081]1‑
1、氡检测室；1
‑
2、硫化氢检测室；1
‑
3、汞检测室；1
‑
4、α探测器；1
‑
5、加热板；1
‑
6、感应板；1
‑
7、u型导电板；1
‑
8、第一电信号处理器；1
‑
9、第二电信号处理器；1
‑
10、第三电信号处理器；1
‑
11、电信号放大器；1
‑
12、显示屏；1
‑
13、第一外加电源；1
‑
14、滤层；1
‑
15、第二外加电源；
[0082]
图2及图3中：
[0083]2‑
1、氡处理室；2
‑
2、硫化氢淋洗清除室；2
‑
3、汞处理室；2
‑
4、网状隔板；2
‑
5、淋洒
装置；2
‑
6、有害气体处理网；2
‑
7、循环管道；2
‑
8、循环泵；2
‑
9、生物活性吸附剂；2
‑
10、硫化氢清除剂；2
‑
11、进气口；2
‑
12、出气口；
[0084]
图4中：
[0085]
11、第一油田钻取岩心中有毒气体检测装置；12、第二油田钻取岩心中有毒气体检测装置；2、油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置；3、真空容器；4、真空集气罐；5、回注管道；6、四通阀门；7、三通阀门；8、输气管道。
具体实施方式
[0086]
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
[0087]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、工艺、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、工艺、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0088]
在本发明中，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0089]
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
[0090]
此外，术语“设置”、“连接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0091]
实施例1
[0092]
本实施例提供了一种油田钻取岩心中有毒气体检测装置，其结构示意图如图1所示，从图1中可以看出，所述装置包括：
[0093]
显示屏1
‑
12、电信号放大器1
‑
11、第一电信号处理器1
‑
8、第二电信号处理器1
‑
9、第三电信号处理器1
‑
10及依次连通设置的氡检测室1
‑
1、硫化氢检测室1
‑
2和汞检测室1
‑
3；
[0094]
所述氡检测室1
‑
1设置有α探测器1
‑
4，所述α探测器1
‑
4与所述第一电信号处理器1
‑
8的输入端电连接，所述第一电信号处理器1
‑
8的输出端经由电信号放大器1
‑
11与所述显示屏1
‑
12电连接；所述氡检测室1
‑
1的气体入口设置有可拆卸的滤层1
‑
14，所述滤层1
‑
14用于过滤去除有毒气体中的氡子体；所述氡检测室1
‑
1还设置有第二电源1
‑
15，用于对所述氡检测室1
‑
1施加电压，以将氡子体引导到所述α探测器1
‑
4上；
[0095]
所述硫化氢检测室1
‑
2设置有加热板1
‑
5及感应板1
‑
6，所述感应板1
‑
6的表面包覆有金属氧化物半导体，且所述感应板1
‑
6与所述第二电信号处理器1
‑
9的输入端电连接，所述第二电信号处理器1
‑
9的输出端经由电信号放大器1
‑
11与所述显示屏1
‑
12电连接；
[0096]
所述汞检测室1
‑
3盛装有高锰酸盐溶液且设置有u型导电板1
‑
7，u型导电板1
‑
7的
两块导电板部分浸入高锰酸盐溶液中，且未浸入高锰酸盐溶液中的导电板与所述第三电信号处理器1
‑
10的输入端电连接，所述第三电信号处理器1
‑
10的输出端经由电信号放大器1
‑
11与所述显示屏1
‑
12电连接；
[0097]
所述汞检测室1
‑
3还设置有第一电源1
‑
13，用于对所述汞检测室1
‑
3施加电压，以使所述汞检测室1
‑
3中的u型导电板1
‑
7出现电压差，利于汞检测室1
‑
3中所形成的电子的移动。
[0098]
在本实施例所提供的装置中，所述高锰酸盐溶液的体积占所述汞检测室1
‑
3体积的2/3。
[0099]
在本实施例所提供的装置中，u型导电板1
‑
7浸入高锰酸盐溶液的深度为1/2
‑
3/4。
[0100]
在本实施例所提供的装置中，所述高锰酸盐溶液可为高锰酸钾溶液，其中高锰酸根(mno4‑
)的浓度为0.5mmol/l。
[0101]
在本实施例所提供的装置中，所述α探测器1
‑
4为金
‑
硅面垒型半导体探测器。
[0102]
在本实施例所提供的装置中，所述金
‑
硅面垒型半导体探测器表面镀金层的厚度为0.1
‑
0.12mm。
[0103]
在本实施例所提供的装置中，所述加热板为铂发热板，其厚度为1cm左右。
[0104]
在本实施例所提供的装置中，所述金属氧化物半导体包括pr6o
11
和/或sno2。
[0105]
在本实施例所提供的装置中，所述滤层1
‑
14为玻璃纤维材质的滤层。
[0106]
实施例2
[0107]
本实施例提供了一种油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置，其结构示意图如图2所示，从图2中可以看出，所述装置包括依次连通设置的氡处理室2
‑
1和硫化氢淋洗清除室2
‑
2；
[0108]
所述氡处理室2
‑
1设置有若干网状隔板2
‑
4，所述网状隔板2
‑
4表面设置有生物活性吸附剂2
‑
9；
[0109]
所述硫化氢淋洗清除室2
‑
2的顶部设置有淋洒装置2
‑
5，所述淋洒装置2
‑
5用于自上到下向硫化氢淋洗清除室2
‑
1内喷淋硫化氢清除剂2
‑
10。
[0110]
在本实施例所提供的装置中，所述隔板为耐腐蚀的石英质薄板。
[0111]
在本实施例所提供的装置中，所述生物活性吸附剂为生物活性炭。
[0112]
在本实施例所提供的装置中，所述氡处理室2
‑
1的侧壁开设有气体入口，若干所述网状隔板2
‑
4以与所述氡处理室2
‑
1的底面和顶面垂直的方式设置于所述氡处理室2
‑
1，且若干所述网状隔板2
‑
4于所述氡处理室2
‑
1内形成s型气体通道。
[0113]
在本实施例所提供的装置中，所述硫化氢淋洗清除室2
‑
2的内侧壁设置有循环管道2
‑
7，所述循环管道2
‑
7经由循环泵2
‑
8与所述淋洒装置2
‑
5相连，以将硫化氢清除剂回流至淋洒装置2
‑
5。
[0114]
实施例3
[0115]
本实施例提供了一种油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置，其结构示意图如图3所示，从图3中可以看出，所述装置包括依次连通设置的氡处理室2
‑
1和汞处理室2
‑
3；
[0116]
所述氡处理室2
‑
1设置有若干网状隔板2
‑
4，所述网状隔板2
‑
4表面设置有生物活性吸附剂2
‑
9；
[0117]
所述汞处理室2
‑
3设置有若干有害气体处理网2
‑
6，所述有害气体处理网2
‑
6内装
填有三聚氰胺改性的膨润土。
[0118]
在本实施例所提供的装置中，所述隔板为耐腐蚀的石英质薄板。
[0119]
在本实施例所提供的装置中，所述生物活性吸附剂为生物活性炭。
[0120]
在本实施例所提供的装置中，所述氡处理室2
‑
1的侧壁开设有气体入口，若干所述网状隔板2
‑
4以与所述氡处理室2
‑
1的底面和顶面垂直的方式设置于所述氡处理室2
‑
1，且若干所述网状隔板2
‑
4于所述氡处理室2
‑
1内形成s型气体通道。
[0121]
在本实施例所提供的装置中，所述汞处理室2
‑
3的侧壁开设有气体入口，所述有害气体处理网2
‑
6以与所述汞处理室2
‑
3的底面和顶面相垂直的形式设置于所述汞处理室2
‑
3。
[0122]
在本实施例所提供的装置中，所述有害气体处理网2
‑
6为不锈钢金属网。
[0123]
实施例4
[0124]
本实施例提供了一种检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统，其结构示意图如图4所示，从图4中可以看出，所述系统包括：
[0125]
油田钻取岩心中有毒气体采集装置、降温降压装置(图中未显示)、气体干燥装置(图中未显示)、两个实施例1所提供的油田钻取岩心中有毒气体检测装置及实施例2或实施例3所提供的油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置；
[0126]
所述油田钻取岩心中有毒气体采集装置包括真空容器3、真空集气罐4，所述真空容器3用于盛装蜡封后的油田钻取岩心，所述真空集气罐4与真空容器3通过管路连通，用以收集岩心中逸出的气体；
[0127]
所述真空集气罐4的出气口通过管路依次经由所述降温降压装置、气体干燥装置与第一油田钻取岩心中有毒气体检测装置11的氡检测室的气体入口相连，第一油田钻取岩心中有毒气体检测装置11的汞检测室的气体出口通过管路经由四通阀门6分别与所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置2的入口及输气管道8相连；所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置2的出口通过管路与第二油田钻取岩心中有毒气体检测装置12的氡检测室的气体入口相连，第二油田钻取岩心中有毒气体检测装置12的汞检测室的气体出口通过管路经由三通阀门7与输气管道8相连，所述第二油田钻取岩心中有毒气体检测装置12的汞检测室的气体出口还通过管路经由三通阀门7与回注管道5的一端相连，回注管道5的另一端经由四通阀门6与所述油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置2的入口相连。
[0128]
实施例5
[0129]
本实施例提供了一种检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化工艺，其是利用实施例4所提供的检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统实现的，所述工艺包括以下步骤：
[0130]
将自井筒中取出的岩心进行蜡封，再将蜡封后的岩心放置于真空容器中并通过真空集气罐收集岩心中逸出的气体；将所述气体通入降温降压装置以使其温度降至45℃，压力降至3mpa后，再于气体干燥装置中对气体进行干燥；
[0131]
以1000ml/min的稳定流量将干燥后的气体通入油田钻取岩心中有毒气体检测装置中，对岩心中逸出的气体依次进行氡、硫化氢及汞检测；若检测后发现气体中汞、氡及硫化氢浓度均达标，则将气体送至输气管道；若检测后发现气体中氡以及硫化氢或汞浓度不达标，对气体中不达标的氡以及硫化氢或汞进行无害化处理；
[0132]
再对无害化处理后的气体依次进行汞、氡及硫化氢检测，若气体中汞、氡及硫化氢浓度均达标，则将无害化处理后的气体送至输气管道；若气体中氡以及硫化氢或汞浓度不达标，则继续对气体中不达标的氡以及硫化氢或汞进行无害化处理，直至浓度达标；
[0133]
其中，对气体依次进行汞、氡及硫化氢检测，包括：
[0134]
使气体经滤层过滤后依次进入氡检测室，硫化氢检测室和汞检测室；
[0135]
利用第二电源对氡检测室施加3000v电压使α探测器收集氡子体并将氡子体进行α衰变时放射的α粒子能量转换成电脉冲信号，所述电脉冲信号再由第一电信号处理器转换为电子信号，所述电子信号经电信号放大器整形放大并转换成电压脉冲信号后再由显示屏将所述电压脉冲信号转换为氡浓度数值并显示在显示屏上；
[0136]
通过硫化氢检测室内的加热板使感应板温度升高，当感应板表面设置的金属氧化物半导体探测到硫化氢时，硫化氢与金属氧化物半导体中的氧离子反应，使得金属氧化物半导体的阻值降低，第二电信号处理器将获取得到的电阻变化信号转换为电子信号，所述电子信号经电信号放大器整形放大并转换成电压脉冲信号后再由显示屏将所述电压脉冲信号转换为硫化氢浓度数值并显示在显示屏上；
[0137]
气体进入汞检测室后，其中所含的汞与高锰酸盐发生反应生成电子，生成的电子由电源正极、负极收集并经导电板传导至第三电信号处理器并由第三电信号处理器转换为电子信号，所述电子信号经电信号放大器整形放大并转换成电压脉冲信号后再由显示屏将所述电压脉冲信号转换为汞浓度数值并显示在显示屏上。
[0138]
本实施例中，所述岩心的长度为10
‑
30cm。
[0139]
本实施例中，当气体中汞浓度≤0.01μg/m3，氡浓度≤4pci/l，硫化氢浓度≤6mg/m3时，确定气体中汞浓度、氡浓度及硫化氢浓度达标。
[0140]
本实施例中，对气体分别进行一段时间(如10min)的汞、氡及硫化氢浓度检测，并将一段时间内连续获得的汞、氡及硫化氢浓度分别取平均值后作为油田钻取岩心中汞浓度、氡浓度及硫化氢浓度。
[0141]
本实施例中，所述高锰酸盐为高锰酸钾。
[0142]
本实施例中，对气体中不达标的氡以及硫化氢或汞进行无害化处理，包括：
[0143]
当气体中的氡不达标时，将气体通入氡处理室，气体流经网状隔板时，网状隔板表面设置的生物活性吸附剂(如生物活性炭)对气体中的氡进行吸附处理；
[0144]
当气体中的硫化氢或汞不达标时，将气体通入硫化氢淋洗清除室，淋洒装置自上到下向硫化氢淋洗清除室内喷淋硫化氢清除剂，以使硫化氢清除剂与气体中的硫化氢发生反应而除去硫化氢；或者将气体通入汞处理室并流经有害气体处理网时，有害气体处理网内装填的三聚氰胺改性的膨润土对气体中的汞进行脱除处理；
[0145]
当气体中的氡和硫化氢不达标时，将气体通入氡处理室，气体流经网状隔板时，网状隔板表面设置的生物活性吸附剂对气体中的氡进行吸附处理；
[0146]
于氡处理室处理后的气体进入硫化氢淋洗清除室，淋洒装置自上到下向硫化氢淋洗清除室内喷淋硫化氢清除剂，以使硫化氢清除剂与气体中的硫化氢发生反应而除去硫化氢；
[0147]
当气体中的氡和汞不达标时，将气体通入氡处理室，气体流经网状隔板时，网状隔板表面设置的生物活性吸附剂对气体中的氡和部分(40％左右)汞进行吸附处理；
[0148]
于氡处理室处理后的气体进入汞处理室并流经有害气体处理网时，有害气体处理网内装填的三聚氰胺改性的膨润土完成对气体中剩余部分汞的脱除处理。
[0149]
本实施例中，所述工艺还包括：在对气体中的硫化氢进行处理时将硫化氢淋洗清除室底部的硫化氢清除剂回流至淋洒装置，并由淋洒装置将其自上到下喷淋到硫化氢淋洗清除室内。
[0150]
本实施例中，所用的硫化氢清除剂的原料组成包括：2.5mol/l甲基二乙醇胺(mdea)水溶液20l、2.0mol/l络合铁溶液(乙二胺四乙酸铁钠盐和/或乙二胺铁盐溶液)25l、乙醇醛以及含氮化合物(例如胺、三嗪或亚胺)0.5l，各原料组分的反应时间为0.5
‑
1min，反应温度为20
‑
40℃；
[0151]
本实施例利用硫化氢与硫化氢清除剂发生中和反应，以达到去除硫化氢的目的；本实施例中还可以向所述硫化氢清除剂中添加液体状态的碱性低分子聚合物(常规物质)，以利用其络合作用进一步去除硫化氢残余的气味。
[0152]
本实施例以两种不同的油田钻取岩心为例，采用实施例4所提供的系统并按照以上具体工艺分别检测与处理了这两种油田钻取岩心中的有毒气体，对于油田钻取岩心1，第一次检测后发现其中汞浓度和氡浓度不达标，而硫化氢浓度达标，因此可采用实施例3所提供的油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置对氡和汞进行无害化处理，无害化处理后再检测油田钻取岩心1中的有毒气体，发现其中氡浓度达标，而汞浓度仍不达标，此时仍可以采用实施例3所提供的油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置再对汞进行处理，直至检测后发现汞浓度达标；对于油田钻取岩心2，第一次检测后发现其中硫化氢浓度和氡浓度不达标，而汞浓度达标，因此可采用实施例2所提供的油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置对氡和硫化氢进行无害化处理，无害化处理后再检测油田钻取岩心2中的有毒气体，发现其中氡浓度达标，而硫化氢浓度仍不达标，此时仍可以采用实施例2所提供的油田钻取岩心中有毒气体无害化处理装置再对硫化氢进行处理，直至检测后发现硫化氢浓度达标；实验参数以及所得实验结果如下表1所示。
[0153]
表1
[0154][0155][0156]
从以上表1中可以看出，本发明实施例所提供的检测与处理油田钻取岩心中有毒气体的一体化系统及工艺可以快速、精确定量确定油田钻取岩心中氡气、汞、硫化氢等有毒有害气体的含量，根据所确定的有毒有害气体含量结果相关作业人员可提前制定预防措施，确保油气安全勘探开发和生产以及相关工作人员的生命健康。
[0157]
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。