2.1.5. Аппаратура и оборудование для газового анализа бурового раствора, керна и шлама

Общие требования, применяемые к этой аппаратуре, сводятся к тому, что она должна обеспечивать:

• непрерывную дегазацию части бурового раствора;

• транспортировку ГВС в станцию ГТИ для дальнейшего анализа;

• непрерывное определение содержания в выделенной ГВС метана, тяжелых углеводородов (С₂ – С₆) и суммы углеводородов;

• циклическое (с периодом не более 3 мин) покомпонентное определение уг­леводородов С₁ – С₅ с изомерами;

•эпизодическое (по мере отбора проб) определение удельного (на единицу объема) газосодержания углеводородных газов в образцах шлама, керна и бурового раствора после их термовакуумной дегазации. Дополнительно мо­гут измеряться концентрации азота, кислорода, углекислого газа, водорода, сероводорода, гелия, аргона, паров воды. Обязательным является наличие следующей аппаратуры:

• дегазатор непрерывного действия;

• система транспортировки и очистки газовоздушной смеси; _

• суммарный газоанализатор для определения содержания горючих газов;

• покомпонентный газоанализатор циклического действия (хроматограф или масс-спектрометр);

•термовакуумный дегазатор эпизодического действия для полного извлече­ния газовой смеси из раствора, шлама и керна.

Дегазатор для непрерывной дегазации бурового раствора представлен на рис.23. Дегазация осуществляется путем непрерывного извлечения газовой смеси из части потока бурового раствора на выходе из скважины.

Основными требованиями к дегазатору являются: постоянство степени де­газации (коэффициента дегазации) по всем углеводородным компонентам, насыщающим буровой раствор и высокие значения (не менее 30% по отно­шению к ТВД) степени дегазации.

Тип дегазатора:

• основной - вихревой с прокачиванием части бурового раствора насосом че­рез дегазатор с обеспечением постоянства расхода (не менее 0,2 л/с). Сте­пень дегазации газа из раствора не менее 70% (по отношению к ТВД).

• дополнительный - с принудительной дегазацией за счет использования дробления потока шнековыми и лопастными устройствами центробежного типа (как вариант - стандартизированный за рубежом аэрационный дегазатор).

Рис.23. Дегазатор

Технические характеристики дегазатора:

1	Рабочее давление сжатого воздуха, не менее, МПа	2
2	Частота вращения активатора, не менее, об/мин	500
3	Выходной сигнал датчика частоты вращения вала пневмопривода, В	0…10
4	Напряжение питания электромагнитного клапана, В	12
5	Потребляемая мощность, Вт	15
6	Объём дегазационной камеры, дм3	1,5
7	Габаритные размеры блока дегазации, мм	120 х 160 х 440
8	Масса дегазатора в сборе, не более, кг	15

Пневматическая линия для транспортировки газовоздушной смеси по ГВЛ обладает следующими особенностями:

• Материал - с низкой сорбирующей способностью к тяжелым углеводород­ным компонентам (рекомендуется - фторопласт и другие несорбирующие пластмассы, нержавеющая сталь; применение полиэтилена запрещается).

• При температуре окружающей среды ниже +5 С рекомендуется применение обогреваемой пневмолинии, при этом ее температура не должна быть ниже температуры выходящего из скважины бурового раствора.

Суммарный газоанализатор измеряет содержание метана, тяжелых углеводородов (Т.У.) и суммарной концен­трации углеводородных газов в газовоздушной смеси, извлеченной путем не­прерывной дегазации из бурового раствора, он представлен на рис.24.

Единица измерения - % объемные.

Принцип измерения - инфракрасный абсорбционный метод.

Рис.24. Суммарный газоанализатор

Технические характеристики суммарного газоанализатора:

1	Диапазон измерений, % об. по метану по тяжелым углеводородам	0…50 0…20
2	Порог чувствительности по метану, % об.	0.01
3	Время установления выходного сигнала, не более, с	3
4	Выходной сигнал	RS 232 (по заказу: 0…10 В)
5	Напряжение питания, В	220 ± 10%
6	Диапазон рабочих температур, 0С	10…35
7	Габаритные размеры, мм в стоечном исполнении в настольном исполнении	450х450х180 235х200х210
8	Масса, не более, кг	6

Покомпонентный газоанализатор проводит циклическое измерение концентрации углеводородных газов с изомерами.

Диапазон измерений: 0,005% - 20% объемных;

Разрешение: 0,003 объемных %.

Погрешность - не хуже ±5% относительных.

Минимально обнаруживаемые соотношения компонентов:

• С1/С2- 100;

• С1/СЗ- 150.

Время цикла измерения (не более):

• 3 мин для измерения С1 - С5;

• 1,5 мин для измерения С1 - С3.

Принцип измерения - хроматографический.

В случае проведения геолого-технологических исследований в условиях, требующих более быстрого цикла анализа, а также определения неуглеводородных газов, рекомендуется применение масс-спектрометра с циклом анализа не более 20 - 30 с.