鑽井現場硫化氫實時監測裝置的製作方法

2023-06-03 07:47:57

本實用新型涉及一種開採技術領域，尤其是涉及鑽井現場硫化氫實時監測裝置。

背景技術：

硫化氫是一種無色、劇毒、強酸性氣體，其相對密度為1.19，較空氣重，溶於水，溶解度隨溫度升高而降低。硫化氫多存在於碳酸鹽與蒸發巖地層流體中，尤其在與碳酸鹽巖伴生的硫酸鹽沉積環境中更普遍。目前，我國含硫氣田在佔全國產量的60%，在對含硫氣井進行開採的過程中，硫化氫中毒事故時有發生，它嚴重威脅著現場作業人員的生命安全。為保障安全生產以及保持人與環境和諧發展，加強硫化氫的監測則顯得尤為重要。

目前，對硫化氫的檢測主要採用兩種方式，第一種為便捷式硫化氫檢測儀，它具有體積小、重量輕、成本低的特點。由於該檢測儀需隨身攜帶才能讀取數值，因而，當硫化氫突然增多甚至發生井噴時，該檢測儀的應用則會受到環境影響的制約。第二種為固定式硫化氫檢測儀，它通常安裝在現場硫化氫易洩露的地點，當探頭接觸到硫化氫氣體時，它將迅速通過連線傳送到中心控制室顯示硫化氫的濃度。但該種檢測儀需要定期進行校檢，成本較高，同時，傳感器並不能根據現場洩漏點的變化而隨意移動。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術的上述問題，提供鑽井現場硫化氫實時監測裝置，可對鑽井現場內的氣體進行高效且穩定的採集，進而，可一步實現對鑽井現場硫化氫濃度的精準檢測，具有探測點靈活、採集高效、成本低廉及運行穩定的優點。

本實用新型的目的主要通過以下技術方案實現：

鑽井現場硫化氫實時監測裝置，包括上位機、硫化氫檢測儀、報警裝置、脫氣器、真空泵及支撐架；

脫氣器連接在支撐架上且可相對支撐架上下移動，脫氣器的出氣口通過軟管與真空泵的抽氣口連通，真空泵的排氣口通過軟管與硫化氫檢測儀的進氣口連通；

上位機和報警裝置均與硫化氫檢測儀相連。

本實用新型中，所述硫化氫檢測儀可選用Membrapor H2S-S-200；所述報警裝置可選用TLNEDL型的聲光報警器。鑽井工作正常進行時，泥漿池中的泥漿會不斷地在井內上下循環運動，在該循環的過程中，泥漿則會將地下的氣體、巖屑帶出，本實用新型則是通過對該氣體的檢測來獲知硫化氫的濃度及地下資源及地質情況。

應用時，將支撐架放置在泥漿池處，通過脫氣器收集泥漿所帶出的氣體，再通過真空泵的動能作用將該氣體引流入硫化氫檢測儀內進行現場分析。當硫化氫的濃度達到一定值時，報警裝置則會發出警報以提醒現場的操作人員。硫化氫的濃度及地下資源及地質情況等數據再通過硫化氫檢測儀傳送至上位機進行存儲及查看。其中，在鑽井施工過程中，泥漿池中的泥漿高度會發生變化，因此，本實用新型將脫氣器活動設置於支撐架上，這樣，可以通過調節脫氣器的高度位置來保證脫氣器穩定地作用於泥漿進行氣體收集工作。另外，上位機可位於錄井房內。

可見，本實用新型通過脫氣器及支撐架的設置，可對鑽井現場內的氣體進行高效且穩定的採集，進而，可一步實現對鑽井現場硫化氫濃度的精準檢測，具有探測點靈活、採集高效、成本低廉及運行穩定的優點。

為便於實現脫氣器於支撐架上的高度調節，進一步地，所述支撐架包括底座，底座中部具有貫穿其上下端面的通口，底座上端連接有支撐筒、兩個位於支撐筒外圍的動力缸及兩個左右相對設置且均位於支撐筒外圍的鎖緊杆，支撐筒的兩側壁沿其軸向設置有條形開口；所述脫氣器的兩側壁上設置有分別穿過兩條形開口與鎖緊杆配合的鎖緊組件，兩動力缸的伸縮杆端分別與兩鎖緊組件的底端相連。

本實用新型中，動力缸用於提供給脫氣器上下移動的動能。支撐筒用於對脫氣器的移動提供支撐及限位，避免其在上下移動過程中發生晃動。鎖緊杆與鎖緊組件之間的鎖緊配合可用於固定脫氣器的高度位置，避免其發生意外下墜的情況。當需要調整脫氣器高度時，則先解除鎖緊組件與鎖緊杆之間的配合，再通過動力缸驅動脫氣器沿支撐筒的軸向移動；待調整好後，則再次通過鎖緊組件鎖緊在鎖緊杆上，這樣，則可對脫氣器的高度位置進行固定。其中，動力缸可選用液壓缸或者氣壓缸。

為實現鎖緊杆與鎖緊組件的配合，進一步地，所述鎖緊杆的內側面上設置有第一鎖緊齒；所述鎖緊組件包括支撐座，支撐座一端與所述脫氣器的外側壁相連，支撐座的中部設置有安裝槽，安裝槽內設置有電磁推桿，電磁推桿的推桿端連接有鎖緊塊，鎖緊塊的外側面設置有與第一鎖緊齒相嚙合的第二鎖緊齒。

本實用新型零位狀態時，電磁推桿作用於鎖緊塊與鎖緊杆相嚙合，這樣，則可固定脫氣器的高度位置。當需要移動脫氣器時，則通過電磁推桿向遠離鎖緊杆的方向收縮鎖緊塊，使得第二鎖緊齒脫離與第一鎖緊齒的接觸，這樣，則可通過動力缸驅動脫氣器上下移動。待高度位置調整好後，則再次通過電磁推桿復位鎖緊塊，使其重新與鎖緊杆鎖緊配合。

進一步地，所述安裝槽遠離所述電磁推桿那一端的槽壁面與所述鎖緊杆的外側面滑動配合。

進一步地，所述脫氣器包括上端封閉且下端開口的殼體，殼體的下端開口與所述通口連通，殼體上端設置有驅動電機，驅動電機的輸出軸連接有豎直設置的攪拌杆，所述出氣口設置於殼體的上端。

本實用新型中，攪拌杆可選用旋漿式攪拌杆。應用時，通過對泥漿的攪動則可加速氣體的散逸，這樣，則便於對氣體進行收集。

為避免泥漿被抽出出氣口，進一步地，所述殼體內還橫向設置有過濾網。

進一步地，還包括製冷過濾器，所述出氣口與製冷過濾器的進氣口連通，製冷過濾器的出氣口通過軟管與所述真空泵的抽氣口連通。泥漿池出口的溫度通常較高，因為，從出氣口處排出的氣體則會帶有水蒸氣，而水蒸氣不僅會影響對氣體的測定，而且還會對檢測儀帶來破壞。為此，本實用新型設計有製冷過濾器，通過對氣體的冷凍處理去除水蒸氣。

本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型通過脫氣器及支撐架的設置，可對鑽井現場內的氣體進行高效且穩定的採集，進而，可一步實現對鑽井現場硫化氫濃度的精準檢測，具有探測點靈活、採集高效、成本低廉及運行穩定的優點。

2、本實用新型中，鎖緊杆與鎖緊組件之間的配合，既可用於快速固定脫氣器的高度位置，避免脫氣器發生意外下墜的情況，又可便於解除對脫氣器的鎖定以實現對脫氣器上下移動的驅動。

3、泥漿池出口的溫度通常較高，因為，從出氣口處排出的氣體則會帶有水蒸氣，而水蒸氣不僅會影響對氣體的測定，而且還會對檢測儀帶來破壞。為此，本實用新型設計有製冷過濾器，通過對氣體的冷凍處理去除水蒸氣。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型的實施例，下面將對描述本實用新型實施例中所需要用到的附圖作簡單的說明。顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型中記載的一些實施例，對於本領域的技術人員而言，在不付出創造性勞動的情況下，還可以根據下面的附圖，得到其它附圖。

圖1為本實用新型所述的鑽井現場硫化氫實時監測裝置一個具體實施例的結構示意圖；

圖2為本實用新型所述的鑽井現場硫化氫實時監測裝置中支撐架和脫氣器一個具體實施例的結構示意圖；

圖3為本實用新型所述的鑽井現場硫化氫實時監測裝置中鎖緊組件一個具體實施例的結構示意圖。

其中，附圖標記對應的零部件名稱如下：1、上位機，2、硫化氫檢測儀，3、報警裝置，4、脫氣器，5、支撐架，6、真空泵，7、製冷過濾器，8、過濾網，9、底座，10、支撐筒，11、鎖緊杆，12、條形開口，13、動力缸，14、鎖緊組件，15、支撐座，16、安裝槽，17、電磁推桿，18、鎖緊塊，19、殼體，20、驅動電機，21、攪拌杆，22、出氣口，23、通口，24、泥漿池。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本實用新型，下面將結合本實用新型實施例中的附圖對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。顯而易見的，下面所述的實施例僅僅是本實用新型實施例中的一部分，而不是全部。基於本實用新型記載的實施例，本領域技術人員在不付出創造性勞動的情況下得到的其它所有實施例，均在本實用新型保護的範圍內。

實施例1

如圖1至圖3所示，鑽井現場硫化氫實時監測裝置，包括上位機1、硫化氫檢測儀2、報警裝置3、脫氣器4、真空泵6及支撐架5；

脫氣器4連接在支撐架5上且可相對支撐架5上下移動，脫氣器4的出氣口22通過軟管與真空泵6的抽氣口連通，真空泵6的排氣口通過軟管與硫化氫檢測儀2的進氣口連通；

上位機1和報警裝置3均與硫化氫檢測儀2相連。

本實施例中，所述硫化氫檢測儀2可選用Membrapor H2S-S-200；所述報警裝置3可選用TLNEDL型的聲光報警器。鑽井工作正常進行時，泥漿池中的泥漿會不斷地在井內上下循環運動，在該循環的過程中，泥漿則會將地下的氣體、巖屑帶出，本實施例則是通過對該氣體的檢測來獲知硫化氫的濃度及地下資源及地質情況。

應用時，將支撐架5放置在泥漿池處，通過脫氣器4收集泥漿所帶出的氣體，再通過真空泵6的動能作用將該氣體引流入硫化氫檢測儀2內進行現場分析。當硫化氫的濃度達到一定值時，報警裝置3則會發出警報以提醒現場的操作人員。硫化氫的濃度及地下資源及地質情況等數據再通過硫化氫檢測儀2傳送至上位機進行存儲及查看。其中，在鑽井施工過程中，泥漿池中的泥漿高度會發生變化，因此，本實施例將脫氣器4活動設置於支撐架5上，這樣，可以通過調節脫氣器4的高度位置來保證脫氣器4穩定地作用於泥漿進行氣體收集工作。另外，上位機1可位於錄井房內。

可見，本實施例通過脫氣器4及支撐架5的設置，可對鑽井現場內的氣體進行高效且穩定的採集，進而，可一步實現對鑽井現場硫化氫濃度的精準檢測，具有探測點靈活、採集高效、成本低廉及運行穩定的優點。

為便於實現脫氣器4於支撐架5上的高度調節，優選地，所述支撐架5包括底座9，底座9中部具有貫穿其上下端面的通口23，底座9上端連接有支撐筒10、兩個位於支撐筒10外圍的動力缸13及兩個左右相對設置且均位於支撐筒10外圍的鎖緊杆11，支撐筒10的兩側壁沿其軸向設置有條形開口12；所述脫氣器4的兩側壁上設置有分別穿過兩條形開口12與鎖緊杆11配合的鎖緊組件14，兩動力缸13的伸縮杆端分別與兩鎖緊組件的底端相連。

本實施例中，動力缸13用於提供給脫氣器4上下移動的動能。支撐筒10用於對脫氣器4的移動提供支撐及限位，避免其在上下移動過程中發生晃動。鎖緊杆11與鎖緊組件之間的鎖緊配合可用於固定脫氣器4的高度位置，避免其發生意外下墜的情況。當需要調整脫氣器4高度時，則先解除鎖緊組件與鎖緊杆11之間的配合，再通過動力缸13驅動脫氣器4沿支撐筒10的軸向移動；待調整好後，則再次通過鎖緊組件鎖緊在鎖緊杆11上，這樣，則可對脫氣器4的高度位置進行固定。其中，動力缸可13選用液壓缸或者氣壓缸。

為實現鎖緊杆11與鎖緊組件的配合，優選地，所述鎖緊杆11的內側面上設置有第一鎖緊齒；所述鎖緊組件14包括支撐座15，支撐座15一端與所述脫氣器4的外側壁相連，支撐座15的中部設置有安裝槽16，安裝槽16內設置有電磁推桿17，電磁推桿17的推桿端連接有鎖緊塊18，鎖緊塊18的外側面設置有與第一鎖緊齒相嚙合的第二鎖緊齒。

本實施例零位狀態時，電磁推桿17作用於鎖緊塊18與鎖緊杆11相嚙合，這樣，則可固定脫氣器4的高度位置。當需要移動脫氣器4時，則通過電磁推桿17向遠離鎖緊杆11的方向收縮鎖緊塊18，使得第二鎖緊齒脫離與第一鎖緊齒的接觸，這樣，則可通過動力缸13驅動脫氣器4上下移動。待高度位置調整好後，則再次通過電磁推桿17復位鎖緊塊18，使其重新與鎖緊杆11鎖緊配合。

優選地，所述安裝槽16遠離所述電磁推桿17那一端的槽壁面與所述鎖緊杆11的外側面滑動配合。

優選地，所述脫氣器4包括上端封閉且下端開口的殼體19，殼體19的下端開口與所述通口23連通，殼體19上端設置有驅動電機20，驅動電機20的輸出軸連接有豎直設置的攪拌杆21，所述出氣口22設置於殼體19的上端。

本實施例中，攪拌杆21可選用旋漿式攪拌杆。應用時，通過對泥漿的攪動則可加速氣體的散逸，這樣，則便於對氣體進行收集。

為避免泥漿被抽出出氣口，優選地，所述殼體19內還橫向設置有過濾網8。

優選地，還包括製冷過濾器7，所述出氣口22與製冷過濾器7的進氣口連通，製冷過濾器7的出氣口通過軟管與所述真空泵6的抽氣口連通。泥漿池出口的溫度通常較高，因為，從出氣口22處排出的氣體則會帶有水蒸氣，而水蒸氣不僅會影響對氣體的測定，而且還會對檢測儀帶來破壞。為此，本實施例設計有製冷過濾器7，通過對氣體的冷凍處理去除水蒸氣。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的技術方案下得出的其他實施方式，均應包含在本實用新型的保護範圍內。