一种气测录井气路自动控制装置的制作方法

本实用新型涉及气测录井气路控制领域，尤其涉及一种气测录井气路自动控制装置。

背景技术：

气测录井是直接测定钻井液中脱出气体的一种录井方法，主要分析甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、二氧化碳和硫化氢气体。气测录井是在钻井过程中进行的，对油气勘探中及时发现油气层、解释评价油气层、及时发现油气水侵等异常情况起着重要作用。保证气路畅通且保证气体干燥纯净，是气测录井的基本要求。然而在传统的气测录井气体分析系统的气路中，特别是气体分配系统中，各种气体的压力都是采用机械指针式压力表测量和显示，机械指针表指示值不能精确显示压力、流量、负压等参数变化，且不能检测管路中气体湿度的变化，不便于观察和及时发现故障。

需要录井人员时刻注意各种气体的压力变化，同时还要定期反吹气管线。稍有不慎就容易造成样品泵抽吸钻井液进入管线，造成憋堵，甚至进入分析仪器造成仪器损坏的情况。为了解决上述问题，我们发明了一种气测录井气路自动控制系统。

技术实现要素：

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种气测录井气路自动控制装置，其可数字化显示气体压力、湿度，自动进行反吹、排水、管路清洗、检测样品泵工作状态、数字化设定样气流量，并提供报警功能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括电子冷凝器、三通电磁阀二、样品泵、针型流量阀、硫化氢传感器、稳压阀、气体质量流量控制器、输入输出控制模块、计算机。

所述电子冷凝器与三通电磁阀二相连，三通电磁阀二与样品泵相连、经样品泵分为两路：一路与针型流量阀相连，一路经稳压阀与气体质量流量控制器相连。

所述三通电磁阀二与反吹泵相连。

所述针型流量阀与硫化传感器相连，稳压阀与压力传感器相连，三通电磁阀二与样品泵相连的管路上设置有温度传感器及负压传感器。

所述输入输出控制模块分别与反吹泵控制端、湿度传感器、负压传感器、样品泵控制端、硫化氢传感器、压力传感器及计算机相连。

该计算机还与气体质量流量控制器相连。

作为本实用新型的一种优选方案，所述电子冷凝器通过三通电磁阀一相连，该三通电磁阀一包括样品气输入端、空气输入端、输出端；三通电磁阀一的样品气输入端处于常开状态，空气输入端处于常闭状态，输出端与电子冷凝器相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述电子冷凝器与两位两通电磁阀的输入端相连，该两位两通电磁阀的输出端作为排水端；该两位两通电磁阀的控制端与输入输出控制模块相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述气体质量流量控制器与分析仪相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述输入输出模块还与报警器相连。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述分析仪采用气相色谱仪或光谱仪；气体质量流量控制器选用北京七星华创流量计有限公司的CS200A数字型气体质量流量控制器,输入输出控制模块采用远程I/O控制器。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述气相色谱仪采用安捷伦科技有限公司的GC7890B，光谱仪采用德国Bruker科技有限公司的ALPHA型光谱仪。

作为本实用新型的另一种优选方案，三通电磁阀一的样品气输入端用于样品气的输入，空气输入端用于空气输入；两位两通电磁阀用于排水。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

本实用新型能够根据气路中的负压、湿度的采集值自动启动相应的反吹管路和排水等动作，有效避免气路抽吸钻井液及损坏分析仪等事故。

本实用新型可适用于所有气测录井样品气气路的监测和控制，融合传感器技术、信号采集处理技术、闭环控制技术，可以在显示屏上数字化显示各监测参数并设置报警门限，自动监测气路中的压力及流量并发出报警信号，大幅降低录井人员的工作强度，为将来实现无人值守的气测录井奠定技术基础，对石油勘探具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括电子冷凝器、三通电磁阀二、样品泵、针型流量阀、硫化氢传感器、稳压阀、气体质量流量控制器、输入输出控制模块、计算机。

所述电子冷凝器与三通电磁阀二相连，三通电磁阀二与样品泵相连、经样品泵分为两路：一路与针型流量阀相连，一路经稳压阀与气体质量流量控制器相连；所述三通电磁阀二与反吹泵相连。

所述针型流量阀与硫化传感器相连，稳压阀与压力传感器相连，三通电磁阀二与样品泵相连的管路上设置有温度传感器及负压传感器。

所述输入输出控制模块分别与反吹泵控制端、湿度传感器、负压传感器、样品泵控制端、硫化氢传感器、压力传感器及计算机相连；该计算机还与气体质量流量控制器相连。

具体地，三通电磁阀二的样品输入端处于常开状态，反吹泵输入端处于常闭状态。湿度传感器用于检测样品气中的水蒸气含量；负压传感器用于检测气路管线中因抽吸产生的负压，针型流量阀用于调节放空流量，流量越大则样品气在管线中的流速越快，产生的负压也越大，硫化氢传感器用于检测样品气中的硫化氢含量，压力传感器用于检测稳压阀设定的作用于气体质量流量控制器前端的样品气压力。

优选地，所述电子冷凝器通过三通电磁阀一相连，该三通电磁阀一包括样品气输入端、空气输入端、输出端；三通电磁阀一的样品气输入端处于常开状态，空气输入端处于常闭状态，输出端与电子冷凝器相连。

优选地，所述电子冷凝器与两位两通电磁阀的输入端相连，该两位两通电磁阀的输出端作为排水端；该两位两通电磁阀的控制端与输入输出控制模块相连。

具体地，电子冷凝器对样品气降温以冷凝气体中的水蒸气达到除湿的目的，电子冷凝器的排水端通过管路连接至两位两通电磁阀，两位两通电磁阀处于常闭状态。

优选地，所述气体质量流量控制器与分析仪相连。

气体质量流量控制器与计算机通过RS485总线连接，通过计算机设定样品气流量，并且输出样品气至分析仪。

优选地，所述输入输出模块还与报警器相连。

优选地，输入输出控制模块采用远程I/O控制器。

优选地，三通电磁阀一的样品气输入端用于样品气的输入，空气输入端用于空气输入；两位两通电磁阀用于排水。

更为具体地，本实用新型：其中三通电磁阀一、电子冷凝器、两位两通电磁阀、三通电磁阀二、反吹泵、湿度传感器、负压传感器、样品泵、硫化氢传感器、压力传感器、气体质量流量控制器、分析仪依次采用外径6mm，内径4mm的聚四氟乙烯管线连接。

三通电磁阀一、两位两通电磁阀、三通电磁阀二、报警器的控制线分别与输入输出控制模块的继电输出端连接。

反吹泵、样品泵采用220V供电，电源控制线分别通过固态继电器与输入输出控制模块的继电输出端连接。

样品泵采用抽气量不低于3L/min,工作压力不低于0.1MPa的真空泵。反吹泵采用抽气量不低于5L/min,工作压力不低于0.1MPa的真空泵。湿度传感器采用量程0-100%RH，输出4-20mA信号的传感器，负压传感器采用量程-100kPa-0kPa，输出4-20mA、精度为0.1级的高精度负压传感器，硫化氢传感器采用0-100ppm的传感器，压力传感器采用量程为0-200kPa，输出4-20mA、精度为0.1级的压力传感器，上述四个传感器的信号线连接至输入输出控制模块的模拟信号输入端的四个通道上。

输入输出控制模块采用技术成熟的远程IO控制器。计算机采用研华的工业触控一体机，电源模块为输入输出控制模块、计算机、气体质量流量控制器提供24VDC直流电源。计算机与气体质量流量控制器之间采用RS485总线连接，计算机与输入输出控制模块之间采用RS232串口线连接。输入输出控制模块把采集的4-20mA模拟信号经过A/D转换以后，把数字信号通过RS232传输给计算机，计算机采集到信号后再转换成相应的湿度、负压、硫化氢、压力的数值。在计算机软件上可以设置各参数的门限值，当湿度、负压、硫化氢参数高于设定的门限值时触发输入输出控制模块上相应的继电输出通道动作，进行反吹管路、排水、报警等操作。当压力参数低于设定门限值时，触发报警，提示录井人员检修。

工作过程如下。

湿度传感器、负压传感器、压力传感器、硫化氢传感器把采集值转换成4-20mA信号与输入输出控制模块采用电性连接。输入输出控制模块的控制信号与三通电磁阀一、两位两通电磁阀、三通电磁阀二、反吹泵、样品泵、报警器采用电性连接。

输入输出控制模块与计算机采用RS232串口线连接，计算机上把采集到的4-20mA电流信号转换成物理量，与设定的门限值进行比较，当高于门限值时，触发报警并且发送控制信号给输入输出控制模块。

当负压采集值低于设定门限值时，则切断样品泵供电，切换三通电磁阀二状态，并开启反吹泵电源，抽取室内空气对气路进行反吹。

当湿度采集值低于设定门限时，则切断样品泵供电，开启反吹泵电源，并切换三通电磁阀二和两位两通电磁阀状态，抽取室内空气反吹并排水，排水动作延时10秒后自动停止并恢复排水前的工作状态。

当停止分析，需要清洗管路时，则切换三通电磁阀一状态，通过样品泵抽吸干净空气对管路进行吹扫。

压力传感器采集值低于设定门限值时，则判断为样品气压力不足，触发报警器。当硫化氢采集值高于设定门限则触发报警器。

可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。