[实用新型]一种天然气含砂检测装置

说明书

本实用新型公开了属于气固二相流检测设备范围的一种天然气含砂检测装置。该检测装置的检测管段通过接管法兰与被测管道连接，点Y射线源固定在管道内的旋转体上，旋转体可以在管道旋转，当需要对流体进行检测时，管道内旋转体旋转使射线源旋转至管道中央位置。闪烁探头及放大器位置固定于检测管道外侧，同时选择一定厚度的屏蔽铅板使环形屏蔽罩外的Y射线在安全范围内。点Y射线源与探测器将环形流道分割为18个测量空间，Y射线经过每一个测量空间衰减后被相对的闪烁探头接收，然后根据衰弱强度取全部测量空间内天然气中砂砾体积浓度的算术平均值。本实用新型的测量装置占用现场空间明显减小，检测装置的制造成本降低，对管道的流体干扰降低，同时对Y射线的防护要求明显降低。

技术领域

本实用新型属于天然气采集输送检测领域，特别涉及一种对天然气中含砂浓度的实时检测装置。

背景技术

天然气对一个国家的发展和工业科技的进步，有着十分关键的作用。由于天然气环保、优质的特点，使其成为二十一世纪的主要能源。天然气在世界能源结构中排第三位，仅次于煤炭与石油。近年来，随着天然气资源的增长和产量的提高，其在燃料组成中的比例也越来越大，天然气工业的发展受到了人们的髙度关注。

由于天然气和产气层的温度、压力等因素，使得在采集天然气时会出现很多问题，严重影响了气井设备的运作和操作者的安全。同时，为了适应高速发展的经济和能源供求的不平衡，气田的开发力度不断增强，开采手段粗放化，岩层的可承受限度受到了极大的威胁，出砂问题日趋严峻。

自然界的油气资源主要位于疏松砂岩的地层中，生产时受到流体拖拽和压力减小的影响，同时其岩石胶结弱、埋藏浅的特点使得出砂现象极易发生。天然气生产的安全性一直受到出砂问题的困扰，人们对其的重视程度也越来也高。天然气出砂的主要危害首先是气井气田产量降低，然后会破坏井下套管，同时也会破坏地面设备，并且影响集输系统和环境资源。

将适度出砂技术应用于实际生产，就必然要构造一套能够实时监测出砂及管道携砂的系统。因此，采用合理的砂粒监测技术，实时分析和监测集气管道携砂，为控制气井出砂量和预测出砂状况提供了依据，具有十分重要的意义。声测法、ER法为目前应用最广的携砂监测方法。

声测法原理为声波法将压电传感器作为检测原件，利用其接受到的振动撞击信号及后续的处理，建立关系式，达到测试含砂量的目的。其缺点是伸入到管道中的检测探头不仅会对流体的运行产生影响，还会使得其自身由于吸附了砂粒、原油等而被腐蚀，减低了使用寿命、灵敏性及测量结果的准确度；为适应传感器的安装，管道中流体的运移线路将会发生变化，并且要求传感器的体积不能太大，否则会影响实际的生产运行。因此现在基本不选择植入式作为出砂监测的手段。

电阻法是将探针作为检测元件，通过其受管道中砂粒磨蚀的鞋度来判断含砂量。检测探针的材料为特定的金属，具有较强的耐磨性和灵敏的变阻抗性。检测的过捏是把该探针插入管道内部，由于受砂粒撞击而产生的金属损失，使得其电粗率发牛．变化，进而接通电流时其两端的电压值也随之改变，敏感元件金属损失量与携砂浓度之间存在函数关系。由于探针两端的电压值与其电阻的改变值成比例，即探头的响应也是携砂浓度的函数。故可巧一定式子将电压值与砂浓度联系起来，由此实现将砂浓度用金属探针的缺失值来表巧。然而，检测指标的单一性、检测结果的延迟性，及检测元件的易废性等也成为了电阻法不可忽视的缺点。同时，还可能要将管道的结构采取一定的变化措施，来适应探针的插入安装方式。针对这些问题，本实用新型采用的射线检测装置，通过设置法兰连接流道式监测装置从而解决了这些问题。

发明内容

本实用新型的目的解决现有天然气出砂检测的问题，同时针对现有辐射检测装置占用安装空间大、对流体易造成干扰的局限性，提供一种天然气含砂检测装置。