[发明专利]一种光谱原理的气体浓度快速分析仪及其运行方法

说明书

本发明公开了一种光谱原理的气体浓度快速分析仪及运行方法，包括两位三通电磁阀1和电磁阀2，电磁阀2的两个进气口分别与零点气源和标气源相通，电磁阀1的另一个进气口与脱气装置的排气口相通，电磁阀1的出气口与抽气泵的进气口相通，由恒温控制系统对气室温度进行恒温控制，宽带光源经两个不同波长的滤光片进行滤光，得到λ₁和λ₂两个波长的入射光，两个入射光穿过气室内的被测气体分别射入探测器1和探测器2。本发明所公开的分析仪，无分析周期限制，可对地层样气进行实时分析，通过更换部分光路器件，即可实现对不同种类气体的浓度检测，可以满足不同场合的多种气体检测需要。

技术领域

本发明属于石油勘探领域，特别涉及该领域中的一种在石油工程勘探录井现场使用的气体浓度快速分析仪及其运行方法。

背景技术

石油勘探过程中由井底返出的气体富含丰富信息，对烷烃类气体、以及非烃类气体快速发现对地层油气显示，识别水淹层，识别岩性，剖面恢复，以及地层压力预测等具有重要意义。

现有的录井现场气体分析方法多是依靠色谱方法，例如中国发明专利申请CN110887900A公开了一种录井色谱仪多组份双流程分析装置及分析方法，而色谱方法主要存在以下问题：

(1)分析周期长，无法实时检测气体。

(2)分析仪配套设备太多，需要空气发生器和氢气发生器，体积较大，稳定性差、成本较高。

(3)随着移动互联网、大数据分析、云计算技术的不断发展，为了突破勘探开发过程的空间与时间限制，远程勘探以及无人值守技术越来越被重视。而色谱方法不具备自动校准条件，需人工定期校准，已经不能适应远程勘探、无人值守的技术发展要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种光谱原理的气体浓度快速分析仪及其运行方法。

本发明采用如下技术方案：

一种光谱原理的气体浓度快速分析仪，其改进之处在于：包括两位三通电磁阀1和电磁阀2，电磁阀2的两个进气口分别与零点气源和标气源相通，电磁阀2的出气口与电磁阀1的一个进气口相通，电磁阀1的另一个进气口与脱气装置的排气口相通，电磁阀1的出气口与抽气泵的进气口相通，抽气泵的出气口与流量阀的进气口相通，流量阀的出气口与气室的进气口相通，由恒温控制系统对气室温度进行恒温控制，宽带光源经两个不同波长的滤光片进行滤光，得到λ₁和λ₂两个波长的入射光，两个入射光穿过气室内的被测气体分别射入探测器1和探测器2，探测器1和探测器2均与信号调理电路电连接，信号调理电路与处理器电连接，处理器与上述的电磁阀1和电磁阀2电连接。

进一步的，脱气装置安装在石油钻井现场泥浆出口槽之上，包括由交流电机驱动搅拌钻井液的叶片。

进一步的，波长λ₁的入射光在被测气体的吸收峰上，为检测信号；波长λ₂的入射光为参考信号，被测气体在波长λ₂的入射光光谱上吸收很弱或不吸收。

进一步的，恒温控制系统采用PID算法，控温精度±0.1℃。

进一步的，信号调理电路包括滤波电路、放大电路和模数转换电路。

进一步的，处理器为ARM处理器，还包括与处理器电连接的通信电路、信号转换电路、存储电路和显示电路。

一种运行方法，适用于上述的分析仪，其改进之处在于：处理器控制电磁阀1和电磁阀2的气路选择与切换，使脱气装置的地层样气、零点气源的零点气和标气源的标气中，仅有一种气体经抽气泵和流量阀进入气室，宽带光源经两个不同波长的滤光片照射气室内的被测气体后，探测器1和探测器2输出的电信号分别为：