[实用新型]天然气水合物分解气体气相色谱分析在线自动采样系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种为对天然气水合物分解气体在线进行气相色谱分析的自动采样系统，属于石油勘探、开采、集输、加工等领域进行气体在线分析的气体采样技术。

背景技术

天然气水合物，俗称可燃冰，主要成分为甲烷，是地球上储量最大的油气资源。实现天然气水合物的工业开采，让其服务于人类，是当前的全球性技术奋斗目标。其实，天然气水合物中的气体并不全部是甲烷，其还有氮气、二氧化碳、硫化氢等非烃类气体，以及乙烷、丙烷、丁烷等其它轻烃气体。因此，天然气水合物分解气体的组成是评价天然气水合物矿床资源条件的关键参数；另一方面，天然气水合物分解气体组成在开采过程中的变化也是反映天然气水合物开采状态的重要、直接性判识指标。鉴于天然气水合物开采的工程条件远比常规天然气复杂，无论是为了设备与工程安全，产能安全，还是环境安全与人身安全，在开采过程中都需要对天然气水合物分解气体进行实时监测。当然，最好的实时监测方式是在线监测。

目前，与在线气体成分检测有关的设备有便携式气相色谱仪、便携式气相色谱-质谱仪、炼厂气气相色谱仪、井场轻烃气相色谱系统(参见公开号为CN201130174Y的中国实用新型专利文献)、便携式田间气体自动采样装置(参见公开号为CN205280444U的中国实用新型专利文献)、气体采样装置(参见公开号为CN205449587U的中国实用新型专利文献)、全自动化气体采样装置(参见公开号为CN105571908A的中国发明专利申请公开文献)等。但是，这些设备对于当前开采技术还不成熟，开采过程中产气速率不稳定，并且产出气水分含量高，富含氮气、二氧化碳、硫化氢等非烃类气体的天然气水合物开采现场的产出气体在线监测而言，还存在气源压力适应范围过窄，缺乏非烃类气体成分分析能力，无法克服水蒸气和硫化氢对于色谱分析的干扰以及对于色谱柱的毒害等严重技术问题，另外还存在无远程样品采集能力，采集余气不能回送，安全与健康风险性高等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对天然气水合物分解气体进行气相色谱分析的在线自动采样系统，其可与任何常规气相色谱仪连接，实现对开采现场管路中的天然气水合物分解气体进行在线自动样品采集来用于成分分析，其对待测气源气体进行在线连续输送与在线采集，对所采集气体样品进行自动脱水与净化处理，将气体样品自动注入气相色谱仪，并自动启动气相色谱分析，具有远程采样、余样回送、全封闭操作、全自动控制等优点，可广泛适用于油气领域的油气勘探、开采、集输、加工中的气体在线分析，以及环保等领域的气体监测。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种天然气水合物分解气体气相色谱分析在线自动采样系统，其特征在于：它包括第一、第二多路阀；进气口经由第一输气泵与第一多路阀连接，出气口与第一多路阀连接；第一多路阀与第二多路阀之间连接有三个输入气路和一个输出气路，第一输入气路为第一多路阀直接与第二多路阀连接，第二输入气路为第一多路阀经由冷阱、第二气路开关与第二多路阀连接，冷阱下方设有冷凝水收集池，第三输入气路为第一多路阀经由净化管、第二气路开关与第二多路阀连接，净化管内放置有脱硫剂或干燥剂，输出气路为第二多路阀经由第二输气泵与第一多路阀连接；载样环的两端连接在第二多路阀上；气相色谱仪、载气气源与第二多路阀连接，气相色谱仪的启动受气相色谱分析启动触发器控制；其中：

待测气源气体进入进气口，依次经由第一输气泵、第一多路阀、第一多路阀与第二多路阀之间的三个输入气路、第二多路阀、载样环、第二多路阀、第二输气泵、第一多路阀后从出气口返回待测气源，以保持气体的在线输送；

在线输送中的气体被封闭在第二输气泵、第一多路阀、第二多路阀、载样环之间形成的环路中，以实现气体样品的采集，其中，第一多路阀与第二多路阀之间经由三个输入气路及输出气路连通；

采集的气体样品依次经由载样环、第二多路阀、第二输气泵、第一多路阀、冷阱、净化管、第一多路阀、第二多路阀后返回载样环，在封闭环路中反复循环来完成脱水与净化；

载样环内脱水与净化后的气体样品经由第二多路阀送入气相色谱仪，完成气体样品的进样，同时气相色谱分析启动触发器启动气相色谱仪来进行色谱分析与数据采集。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型在线自动采样系统结构设计合理，体积小，造价低，操作便捷，运行可靠性高，成本低，环保、安全。