公选-气体钻井岩屑返出系统检测
气体钻井岩屑返出系统检测系统设计
摘要
随着气体钻井工艺在井场更多的被采用，如何更加准确的检测返出岩屑的质量成了生产中面临的一个问题。文章从气体钻井过程中返出岩屑本身的物理特性出发，分析其形态特点和影响因素，并对当前气体钻井返出岩屑质量测量的几种方案进行对比，结合微波法检测煤粉质量实例，初步建立微波法测量返出岩屑系统，最后对排砂管中气固两相流体进行动力学建模分析。
关键词：气体钻井；返出岩屑；流动力学；微波法
A detection system for the returned debris of gas drilling
Abstract
With gas drilling technology in well site more be adopted, how more accurate detection of returning cuttings quality into production in the face of a difficult problem. This article from the gas drilling in the course of returning the physical characteristics of the cuttings. Analysis the morphological characteristics and the influence factors, and the gas drilling return cuttings quality measurement of several schemes were compared, combined with microwave method was used to detect the quality of coal example, preliminary build microwave measurement returned debris system, finally, the sand discharging pipe gas-solid two-phase flow of kinetic modeling analysis.
Keywords：Gas drilling；Returned Cuttings；Microwave；
目录
第1章引言 (1)
1.1 课题的研究目的及意义 (1)
1.2 国内外研究现状分析 (1)
1.2.1 欠平衡钻井的定义 (1)
1.2.2 气体钻井的定义 (1)
1.2.3 气体钻井的分类 (2)
1.2.4 国内外研究现状分析 (3)
1.3 课题研究目标和研究内容 (4)
1.3.1 研究目标 (4)
1.3.2 研究内容 (5)
第2章气体钻井返出岩屑特点及影响因素 (6)
2.1 返出岩屑的形态特点 (6)
2.2 影响返出岩屑形态的因素分析 (7)
2.3 本章小结 (8)
第3章岩屑返出系统检测系统设计 (9)
3.1 返出岩屑质量监测方法 (9)
3.1.1注气压力变化分析法 (9)
3.1.2 排砂管出口肉眼观察法 (9)
3.1.3 排砂管线震动分析法 (10)
3.1.4 排砂管线内壁冲刷力法 (11)
3.2 几种测量方法的综合比较 (12)
3.3 微波法检测返出岩屑的流量 (13)
3.3.1 测量原理 (13)
3.3.2 微波固体流量计在煤粉测量中的应用 (14)
3.3.3 微波固体流量计在返出岩屑测量中的应用 (15)
3.4 本章小结 (17)
第4章排砂管线内流体动力学模型的建立 (18)
4.1 多相流模型 (18)
4.1.1 多相流模型的分类 (18)
4.1.2 多相流模型的选择原则 (19)
4.2 流体动力学湍流模型 (19)
4.3 流体动力学控制方程 (20)
4.3.1 质量守恒方程 (20)
4.3.2 动量守恒方程 (20)
4.3.3 能量守恒方程 (20)
4.3.4 湍流输运方程 (21)
4.4 壁面函数法 (21)
4.5 本章小结 (22)
第5章结论 (23)
致谢................................................... 错误！未定义书签。参考文献.. (24)
第1章引言
1.1课题的研究目的及意义
近年来，随着气体钻井技术输送效率高，环境污染小，安全性和可靠性高等特点越来越被大众熟知和认可，其应用的规模也在不断的扩大，分析气体钻井的返出岩屑的质量不仅可以实时了解井下钻井的进展状况，也可以对井下钻进过程中的地质特点进行总结和归纳，最大程度的避免可能由于岩屑堆积超重引起的机械钻速降低，钻进的阻力增加等有损钻井质量的问题。
1.2国内外研究现状分析
1.2.1 欠平衡钻井的定义
常规的钻井属于过平衡钻井，钻井液压力大于地层流体压力，小于地层破裂压力。这样做主要是防止井喷。欠平衡钻井时，钻井液压力略小于底层流体压力，仍小于地层破裂压力。欠平衡钻井又叫负压钻井，是指在钻井时井底压力小于地层压力，地底的流体有控制地进入井筒并且循环到地面上的钻井技术。
1.2.2 气体钻井的定义
气体钻井的定义是把气体当做钻进的循环介质，进行欠平衡钻井的技术方法。其相比与常规的钻井方案，在保护储层、增加采收率、提升工作速度、减少污染等方面有着突出的优点，图1-1是空气钻井的井场实拍图。
图1-1 气体钻井（空气钻井）井场实拍图
循环介质是钻井过程中的传动链条和保护装置，在气体钻井中，气体、防腐剂和干
燥剂共同组成了循环节制，通过对气体钻井返出岩屑的研究还可以实时监测钻进情况和获知地质特点。在现代社会中，气体钻井的技术以其多方面的优点和特质已经越来越受到井场的青睐[2]。
1.2.3 气体钻井的分类
气体钻井主要分为纯气体钻井（图2-2）、雾化钻井（图2-3）、泡沫钻井（气相可以是空气、氮气、天然气）、充气钻井（图2-4，其中气相可以是空气、氮气、天然气、尾气）、其中纯气体钻井又包括空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、尾气钻井等。
图1-2 纯气体钻井工艺流程示意图
图1-3 雾化钻井工艺流程示意图
图1-4 充气钻井工艺流程示意图
气体钻井过程中，在排砂管中的返出岩屑混合在气体中，是典型的气固两相混合物，所以要完成返出岩屑的质量测量，首先要分析气固两相混合物的质量测量方法。
1.2.4国内外研究现状分析
在现代社会中，对固体质量的监测技术有着十分广泛的应用。在火电厂，检测煤粉实时的质量，将煤粉的利用率和燃烧率提高到最大化，保护环境的同时也节约能源也需要实时测量煤粉质量。而在众多的固体质量测量中，气体和固体两相的质量测量是典型而广泛应用的一种。在能源行业、冶金与化工行业，乃至国防领域也时常出现气固两相测量仪的身影[1]。
在运输的众多方式中，气力输送对于提高生产效率和控制环境污染，提升生产安全性有明显的改善作用，但是在一定的范围内，如果质量偏大偏小都会导致部分环节出错甚至是系统停止工作，这也就要求在气力的传输条件下，如何进行管道气固质量分析和监测十分重要。
在现在的工业发展下，气固两相测试以其计算特性复杂、模型建立难给专家学者带来了很大的阻力，目前，在相关的测量设备中，按照其工作方式和测量设备可以简单分为以下四类：
机械流量计：采用专用的测量探头，利用孔板、皮托管等以及多种传感器，并在伯努利方程的理论支持下，测量相关的速度差值等来推算流量；
模型流量计：有些质量计例如涡轮流量计，可以根据孔口的面积大小，进行压力演变为面积的操作，最后进一步测量流量；
电子元件流量计：典型的代表是激光流量计和超声流量计，它们将相关流量信号通
过一定的元器件处理，变成所需电信号后分类，除噪。再利用各种数学和物理公式进行理论计算，进一步得出流量；
其它质量计：带式流量测量系统、声学流量计等也在不断地越来越向气固两相测量技术靠拢，虽说这些质量计或多或少都有一些缺点，但是在一定的工况下，却各有各的优点。最大的问题就是不能稳定的完成测量任务。
本文重点提及的微波法测量固体流量质量的方法是将微波作为介质，对反射波进行处理，进而实现实时监测的目的。经实验和相关学者文献证明，微波法有着成本经济，操作简单，反应快等特点，其应用优势明显，发展前景好。
在国内外利用微波测固体质量的各种方法中，基础原理多是采用了1975年由Abdul Hamid提出的速度-质量法，即利用单位体积的固体质量计算出固体的流量质量；在1970 年，D.A.Ellerbrush同样在他的著作中提及了他对微波测质量的看法，但是一直没有想出可以真正投入使用的措施；五年后，Abdul Hamid再次完善了微波质量计的理论，并就是否现实可行提供了丰富的论证方案，在理论上证实了想法的可行性。
经过技术的演变和电子元件的更新换代，更换传感器、升级硬件配置、增加设备精确度和抗干扰力，2004年的曼彻斯特大学，M.Isa教授在实验过程中绘制出微波的回波与固体的总质量的近似线性关系。
在国内市场上由于信号处理方法技术落后等使微波固体流量计的误差较大，所以导致一直以来也没有办法取得突破。在国内，对微波固体流量计的深入研寥寥无几而且基本上都是侧重于系统或硬件。纵观微波法测固体质量的发展历史，很少有学者可以从理论研究或信号处理的角度完整地对微波固体流量计进行概括和解析，再加上传统的信号处理方法在提取速度和质量参数时精度不高，容易造成结果误差较大。
1.3课题研究目标和研究内容
1.3.1研究目标
查阅相关资料充分了解气体钻井的相关含义和气体钻井的工作过程，并进一步了解熟悉气体钻井过程中的岩屑返出系统各个步骤，分析返出岩屑的形态特点及其不同特点的影响因素，并对当前气体钻井返出岩屑质量测量的几种方案进行对比，结合微波法检测煤粉质量实例，初步建立微波法测量返出岩屑系统，最后对排砂管中气固两相流体进行动力学建模分析。
1.3.2研究内容
(1)准备内容：
a、气体钻井含义及分类：气体钻井技术就是采用以气体为主要循环流体的欠平衡钻井技术，相对于常规钻井，其优势主要表现在保护和发现储层、提高油气产量和采收率、提高钻井速度、减少或避免井漏等方面的优势。分类上主要分为纯气体钻井，雾化钻井、泡沫钻井和充气钻井。
b、岩屑检测方法：分别对注气压力变化分析法、排砂管出口人工观察法、排砂管线震动分析法、排砂管线内壁冲刷力法等方法的原理介绍，分析其在现场生产应用时的优缺点。
c、微波固体质量检测方法：先分析在煤粉测量中使用的微波固体流量计的原理、结构、工作流程等，再结合气体钻井返出岩屑的特点，分析将微波固体流量计直接用于气体钻井有何难度，需要解决哪些问题。
(2)论文工作
a、返出岩屑部分：形态特点上，筛分法相关显示，岩屑体积粒径主要分布在0.26mm 到9.27mm之间；岩屑形态的影响因素上主要分为注气量、钻头破碎岩石的形式、气体速度、气体粘度、钻杆转速、钻杆偏心度等，并分析其如何影响岩屑形态。
b、排砂管线中流体动力学模型的建立：利用CFD技术对偏心钻柱、钻杆旋转情况下气固两相混合流动规律进行数据模拟，形象直观的观测相关现象。
c、气固两相混合物质量测量方案列举和比较：
d、微波固体质量法的系统设计：选择合适的元器件，并绘制系统示意图
(3)绘图要求：检测系统示意图
第2章气体钻井返出岩屑特点及影响因素
2.1返出岩屑的形态特点
岩屑的形态特点主要考虑其粒径和形状。
在检测岩屑的粒径时，筛分法作为最行之有效的测试方法，通过对不同的尺寸筛孔进行粒度测试，可以较为真实的对样品进行粒度反馈。
有学者参照我国GB2007.7-1987测量标准，对气体钻井中的岩屑进行了筛分法测量。其分别采集了取自我国普光103-4井以及大邑3井排筛管中的岩屑进行实验测量，其中普光103-4井的井深是6 065 m，钻进位移是1 352.8m，在其499.9到4 200 m的井段是空气钻井技术，试验用的岩屑取自千佛崖组层，深为3 124 m。另一个测试井大邑3井的设计井深是5 430 m，钻井位移不大于120m，在3 377到3 978.2 m的井段是空气钻井技术，试验用的岩屑来自于须家河组须五段，深为3 650 m。筛分法数据显示，大邑3井的岩屑体积粒度的平均水平是0.26 mm（如图2-6），普光103-4井的岩屑体积粒度的平均值为1.05 mm（如图2-5）[3]。
图2-1 普光103-4井岩屑最大粒径及岩屑形状图
图2-2 大邑3井岩屑最大粒径及岩屑形状图
岩屑形状是选择合理钻井注气量的重要依据。另一篇文献对辽河油田的7口井深0到3 500ｍ的钻井进行了岩屑取样分析。结果表明，钻井下面的地层岩性、钻井的破岩
工具和钻井工艺都影响着岩屑颗粒的粒径，粒径分布随井深的增加规律不同。
(1)0到2 000ｍ井段：此时用牙轮钻头破岩时，返出的岩屑粒径近似呈幂函数，粒径主要是以大尺寸为主，平均概率直径在8.50和9.27ｍｍ之间。
(2)2 000到2 800ｍ井段：此时用牙轮钻头破岩，返出的岩屑近似于平方的形式进行，粒径主要是以中等尺寸为主，平均概率直径在3.04和4.67ｍｍ之间。
(3)2 800ｍ以上井段：用PDC钻头钻井破岩，返出的岩屑屑粒径呈瑞利分布，平均概率直径在0.91和0.94ｍｍ之间[4]。
把钻井岩屑颗粒进行分段分级处理后，片状特征是十分明显的，在计算和假设中，可以把岩屑颗粒近似成片状颗粒。
2.2 影响返出岩屑形态的因素分析
对返出岩屑进行影响因素归纳，对之后模拟排砂管中的流动情况，进而建立流体运动模型进一步分析相关数据提供基础支持。
在气体钻井中，排砂管中的返出岩屑的粒径大小与注气量、钻进速度、气体速度、气体粘度、钻杆偏心度以及地质特点等都有关系，是一个十分粗略的数据。下面列举部分比较明显的影响因素：
（1）注气量。当气体钻井的注气量不足时，岩屑滞留内壁促使摩阻加大，有可能会出现卡钻的现象，而当注气量过高时，钻井整套设备都会因为无端的压力而损耗加大，使之使用寿命减少。
（2）钻头破碎岩石的形式。当具有尖角的岩屑以一定的速度向钻杆冲击时，由于与钻杆接触的面积很小，岩屑会第二次，第三次乃至更多次的磨损，使岩屑形态处于变化过程中。
（3）气体速度。气体粘度0.00001 Pa2s和钻杆转速60r/min时，所测得的岩屑直径为1mm左右，而在钻杆偏心度是0.1度的时候，对气体速度在12m/s的岩屑运移情况进行分析计算，结果表明：在最开始气体速度对岩屑颗粒的体积分数影响不大，但是随着实验的进行，岩屑颗粒体积分数开始跟着气体速度的增加而降低，当气体速度达到11m/s时，开始出现一个逐渐平稳的过程。
（4）气体粘度。气体粘度0.00001到0.00003Pa2s时，运算结果表明在增大气体粘度的情况下，岩屑的颗粒体枳分数是逐渐变小的，而减小的幅度也是随着实验的进展而越来越大，最后在0.000025Pa2s逐渐平稳。
（5）钻杆转速。钻杆转速对气体钻井中岩屑形态的影响较小，而岩屑的粒径在钻杆的转速为150r/m以下时，转速越大时粒径就会有较为小幅的增加，而在钻杆的转速大于150r/min，岩屑的粒径则会小幅的减少[5]。
（6）改变钻杆偏心度。钻杆偏心度对于气体钻机中岩屑的形状有着重大的影响，其中岩屑的颗粒体积分数随着偏心度增加而明显的增加。
2.3 本章小结
气体钻井是把气体当做钻进的循环介质，进行欠平衡钻井的技术方法。气体钻井主要分为纯气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井等，在用筛分法对岩屑粒径和外形进行分析时，发现气体钻井中岩屑的粒径主要分布在0.26mm到9.27mm之间，并且钻井下面的地层岩性、钻井的破岩工具和钻井工艺都影响着岩屑颗粒的粒径，粒径分布随井深的增加而规律不同。
排砂管中的返出岩屑的粒径和形状受注气量、钻进速度、气体速度、气体粘度、钻杆偏心度以及地质特点等的影响，是相对比较粗略的数据。
第3章岩屑返出系统检测系统设计
3.1 返出岩屑质量监测方法
由于气体钻井中返出岩屑的流动形式和规律十分复杂，单纯利用理论方案和数学计算无法完美解决混合其质量测量问题。从国外到国内，从实验模拟到数值模拟，从理论分析到实际操作，专家学者提出了一系列的方案进行测量，比如注气压力变化分析法、排砂管出口人工观察法、排砂管线震动分析法、排砂管线内壁冲刷力法等，当然，每种方案都有其适用性和局限。
3.1.1注气压力变化分析法
方案原理：当气固两相混合流经过文丘里管节流元件时，其会产生一个压力错差，利用压力差计算气固两相的质量和质量。在两相流中，流经节流元件的压差比即两相流体的质量与质量成正比例关系，如3-1,3-2所示。
（3-1）
浓度：（3-2）
如上式，k为比例常数，其由试验现场的器材、环境因素来决定；为气固混合流在流经节流元件时的压力差；为纯气体（多数为空气）在流经节流元件的时候的压力差；为固体的质量；W为气体质量。
3.1.2排砂管出口肉眼观察法
方案原理：观察法是指项目研究者通过相关的研究方法、提纲以及观察表格，用自己肉体感官和相关辅助工具直接的、无障碍的观察被研究对象，取样后进行直接观察分析，获得调查资料的方法，图3-1是排砂管实拍图。
图3-1 排砂管线实拍图
在对返出岩屑进行质量测量时，调查员来到井场的排砂管附近，选择合适距离进行
肉眼观察、记录，过程中可以使用各种计量工具，例如天平、尺子等进行取样和物理性质分析。
人工观察法的主要优点是能通过观察直接获得最真实资料，不需其他中间环节，并且可以及时捕捉正在发生、可能难以用文字表达的现场。
人工观察法的缺点是受时间和场地状况限制比较大，并且自身感官的生理限制会使结果受主观意识的影响，也不适合长时间、大面积的进行测量。
3.1.3排砂管线震动分析法
（1）方案原理：排砂管线震动分析法主要依靠一个正在旋转的圆筒，在圆筒的表面，有两个成180°直线对称分布的捞砂篮，圆筒的作用是收集从振动筛上掉落的岩屑，与此同时捞砂篮进行捞岩屑动作，最后每个捞砂篮可捞到10L左右岩屑，具体容积视圆筒容积而定。两个负荷装置和圆筒结构相连，在装置工作前，预先设定一个预定值限制圆筒总重量，当到达此值时，圆筒开始执行旋转操作，将岩屑倒空，反方向重复捞砂倒砂操作，此过程可设定为重复进行。在装置执行过程中，电脑会记录并计算每次倒砂捞砂的平均值。最后在通过传输线路把现场数据进行及时采集和回收，集中对返出岩屑进行系统分析。在此过程中，为提升测量的成功率，在启动装置前确定真实的岩屑与钻井液重量比，便于实时对岩屑质量进行校准和修正[6]，图3-2是排砂管线震动分析法流程图。
图3-2 排砂管线震动分析法流程图
（2）测量装置组成：
捞砂篮：捞砂篮圆筒直径为150~200 mm时,每个捞砂篮可填装10~12 L岩屑；
电动机：具有防爆性能的标准电动机；
程序逻辑控制器PLC：用于实时检测和监控,PLC的输出值有两种处理方式:一种方式是将这些信号传输给现场监测系统;另一种方式是使用一种备用存储模块,此模块内容可随时由计算机读出；
负荷装置：两个负荷装置连续测量圆筒轴部的重量,同时将信号传输给PLC,PLC再给测量装置上的电动机传送信号；
定位传感器：测量放大器放大器可以实现对负荷装置内部存储电路的低信号的转换放大,将几千伏信号转换为0~20 mA的读数,并以此作为PLC的输入信号；
外部屏蔽保护装置：必须采用屏蔽保护装置将内部存储电路与高压电路分隔开；
配电箱：所有的电子部件,包括PLC、电动机开关、紧急停机开关等都必须安装在一个金属箱内,并且要安放在井场易爆区以外的地方,通过使用外部屏蔽保护装置确保安全；
电缆：使用两种不同型号的电缆,一种用于系统内部存储电路,另一种用于电动机的供电电路。
3.1.4 排砂管线内壁冲刷力法
（1）方案原理：排砂管线内壁冲刷力法主要是利用专用传感器进行精确测量。[7]冲刷力传感器可以将受力情况以电信号的形式进行转换。当传感器的受力方向发生变化时，电荷的性质和极性也会随之变化而改变。在压电的材料受到来自外界的冲击时，材料内部会发生物理变化，产生极化现象，与此同时，相反的两个表面会同时产生极性相反的两种电荷，当外力去掉后，自我恢复到不带电的转态。当晶体受外力作用时，所产生的电荷与外力大小成线性关系，这样就可以较为方便的测量其他物理量，如图3-3，
图3-3 排砂管线内壁冲刷力法原理图
冲刷力传感器所传输的电信号，经过公式3-3转换后，可得出冲刷力的值。
（3-3）
其中：F为元件所测得的力，为电荷放大器输出电压，为放大器放大倍数：为传感器感应灵敏度。
图3-4 排砂管线内壁冲刷力法流程示意图
如图3-4，在进行质量测试时，当返出岩屑打到设定的取样板时，取样板与装置机架之间的力传感器实时可以捕获管道内壁所受冲刷力的径向Fr和轴向Fn。反复几次同时进行合力测试，若岩屑返出的越多，颗粒随着越大，冲刷力也越大。
3.2几种测量方法的综合比较
以上有关返出岩屑质量测量的几种方法，分别分析它们各自的优点，缺点和使用条件，可比较如下：
(1)注气压力变化分析法，此种方法无法适用流体有加速度的情况下。
(2)排砂管出口肉眼观察法，这是一种使用范围很广，使用频率很高的方法，它不需要操作员有太多的知识水平和操作能力，缺点是受时间和场地状况限制比较大，不适合长时间、大面积的进行测量；人工观察法适用于对精度要求不高，可简单、节省、迅速的完成小批量或者单件的质量检测。
(3)排砂管线内壁冲刷力法，它是利用电子元件冲刷力传感器独特的元件特性，结合科学的测量方式进行的质量测试。
此方法可行而且流程简单，操作十分方便，经济性高等特点，可及时准确的进行信息反馈和显示。但是这种冲刷的方法由于安装在管壁，且测量元件与岩屑相接触，稳定性稍差且安全性低，对安装的精度比较高且电子元件的灵敏度可能失真，如图3-5。
图3-5 长期使用的排砂管内部细节图
(4)排砂管线震动分析法，它是巧妙利用正在旋转的圆筒，加上PLC元件的应用，使得测试集成化程度高，但是圆筒的运行和运行过程中岩屑的情况是无法准确保证的，尤其是捞砂篮在倾倒岩屑的过程中，可能会因为岩屑存在水分和泥浆，粘附在捞沙篮内壁，使得不能准确得出每次倾倒的质量，在所以此种方案精度略低[7]，图3-6为排砂管线震动分析法装置示意图。
图3-6 排砂管线震动分析法装置示意图
在以上所述的4种方法中，其中1，2是传统的测量方案，它们均可直接利用跟返出岩屑流体自身相关的参数或者气固两相混合物自身流动的参数，进行测量，简单有效但是在连续测量和实时测量上表现不尽如人意。
而第3、4中测量方案，虽然可以解决在可持续性和实时测量性的要求，但是由于测量装置体积比较大，导致其测量准确度略有下降，且相对成本高。
3.3微波法检测返出岩屑的流量
3.3.1测量原理
微波固体流量计发射电磁波，在金属管道形成的特殊微波耦合，产生一个测量场。在管道中耦合的微波被固体颗粒反射回来并被传感器接收，计算出被接收信号的频率和振幅。传感器工作原理类似于颗粒计数器，记录单位时间内流动的物料颗粒的数量。应用多普勒原理，仅流动的颗粒能被测量，得出岩屑的密度，连续计数也就得出质量[8]。
图3-7所示为微波固体流量计测量横向剖面图，图3-8为微波固体流量计测量原理图。
图3-7 微波固体流量计测量横向剖面图
图3-8 微波固体流量计测量原理图
3.3.2微波固体流量计在煤粉测量中的应用
在工业生产中，当煤粉输送管道的质量和质量分配不均匀时，很可能会出现煤粉的局部质量偏高、偏低的故障情况，可以设计微波固体流量计在线实时显示煤粉管内的流速和质量，并回馈于生产实践，调整二次进风量，力求实现燃烧最佳状态。
将煤粉可以近似看成颗粒均匀、性质相同稳定的粒子，在工业中已经投入使用的SolidFlow-PF微波固体质量仪，仪器通过固体反射的能量进行测量密度，在形式上类似于微波计数器[10]。如图3-9所示，可以连续不间断记录单位时间里，流过特定管道的物料颗粒数，推算出物料质量。在选择的频率上，可以通过多次实验进行标定，选用特定频率可以准确测量微粒数目，设计出的整套仪器可以通过简单按键操作完成控制过程。
图3-9 SolidFlow-PF微波固体质量仪安装实例
（1）系统组成：在煤粉质量的检测中，完整的微波固体质量测量系统包括：传感器及底座：FME（中央处理单元）[11]：接线盒(连接传感器与中央处理单元)。专用传感器与FME之间可以采用RS-485 Modbus连接，当接线距离过长可借用C-Box接线盒，如图3-10。
图3-10系统结构示意图
（2）传感器的选择与安装：雷达传感器是传感器部分的核心元件，其功能是发射信号与采集反馈数据。从工业生产的常用频率看，主要有 5.8GHz、10GHz和24.125GHz，SolidFlow-PF微波固体质量仪采用的则是24.125GHz 雷达传感器。若工作时的频率越高，传感器部分的分辨率也就越高，但是传感器的体积反而更小。
在传感器的安装上，可以根据煤粉输送管道的具体区域状况，选择较为合理的位置。当管道管径大于200mm时，可在每根管道上安装2到3个传感器，而两个传感器之间的距离应大于150 mm，分布呈90°或120°。
（3）信号处理部分：此部分是整个微波固体流量计系统的重要核心部分。它接收到传感器的采集数据，利用其硬件模块和软件模块，分析和处理之后反馈到控制部分，完成检测反馈。其中，硬件模块多由一个或几个DSP 组成。软件模块则是依据一定的信号处理方案进行的编程代码[12]。
（4）测量精度：意义要求的固体颗粒直径从1nm到1 cm皆可，测量的准确度则优于±2%(进行标定操作后) [13]。
3.3.3微波固体流量计在返出岩屑测量中的应用
(1)相比煤粉需要解决的难题：
被测物体形态上：岩屑形状复杂多变，两者粒径相似。形状：电厂大型燃煤机组一般都采用直吹式制粉系统,即每台磨煤机出口有4～8根一次风煤粉管道直接与锅炉燃烧器相连,煤粉经过输粉管输送到燃烧器进行燃烧。由于各煤粉管道的长度和弯头数量不同,使得每根管道的压损不同,由此形成各煤粉管道之间煤粉分配不均,煤粉相对形态有较小
的差异，但是其他性质差异不明显；
在气体钻井中，排砂管中的返出岩屑粒径大小和形状与注气量、钻进速度、气体粘度、钻杆偏心角以及地质特点等都有关系，受环境影响极大，颗粒相对之间有较大差异，是一个十分粗略的数据。粒径：微波固体流量计的测量精度要求是所测固体颗粒直径从1nm到1 cm皆可，测量的准确度则优于±2%(进行标定操作后)。通过资料查询，电厂大型燃煤机组所用燃煤在经过输送后粒径约为0.5-1.7mm，而筛分法数据显示，大邑3井的岩屑体积粒度的平均水平是0.26 mm，普光103-4井的岩屑体积粒度的平均值为1.05 mm，粒径基本处于同一水平。
工况环境上：岩屑返出过程中，工况复杂远超煤粉。气体钻井的工作环境受地质特点、天气、管道长度大小等的影响较大，具有不可预测性。而电厂大型燃煤机组一般位于环境较为平和的地域，稳定性大，可控制性强，易于检测。
标定方式不同：煤粉测量很成熟，岩屑微波刚刚起步。返出岩屑测量技术测量的准确性需要靠实测数据来调整，需要在输送工况下先用输送载气进行标定，而后通过多次重复进行岩屑翻出过程对煤粉进行标定。而部分测量煤粉的设备可以根据水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心等出具的行业标准，不需单独对载气进行标定，而是在输送工况下进行标定。
（2）测量系统示意图：气体钻井的返出岩屑随着气体进入排砂管网中，管道为金属管；传感器安装在管道上，并保证传感器与管道成一定夹角，需要在管道上打孔，以便传感器能顺利地发送和接收测量信号；信号经过电缆线路经信号放大器进行数据处理单元，进行处理，最后记录入电脑中，经特定标定方案后，确定岩屑的质量，如图3-11。
图3-11 测量系统示意图
图3-12所示，传感器发射单频连续波，同时接收运动的岩屑颗粒散射的回波信号。
可燃气体和有毒气体检测报警器管理规定
附件2: 可燃气体和有毒气体检测报警器管理规定 第一章总则 第一条为了加强公司可燃和有毒气体检测报警器（以下简称报警器）管理，确保生产装置实现安全运行，根据《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 （GB50493-2009）、中国石油化工集团公司《仪表设备管理规定》（中国石化生〔2011〕62号），结合公司实际，制定本规定。 第二条本规定所称可燃和有毒气体检测报警器，是指固定式可燃和有毒气体检测报警器。 第三条应用报警器监视生产装置、罐区、液化气站等可燃气体和有毒气体泄露和积聚状况，是预防爆炸和中毒事故的重要手段，必须加强对报警器的管理工作。 第二章分工与职责 第四条公司设备管理部是报警器的主管部门，主要履行以下职责： （一）负责公司新增报警器的实施及投用前的验收检查； （二）负责公司报警器更新、大修计划的审核； （三）负责公司新增、更新、技措项目中报警器的选型审定； （四）负责公司报警器的定期检查考评。 第五条公司安全环保部参与新增报警器的审查和投用前
的验收工作，主要履行以下职责： （一）负责对现有报警器拆除、停用制度执行情况进行监督； （二）参与对报警器设计、安装、投用、管理、维修工作的监督； （三）参与新建装置、新增报警器设置的审查。 第六条直属单位设备管理部门是本单位报警器的主管部门，主要履行以下职责： （一）负责报警器年（季）度检修、技措计划的审核和实施； （二）负责组织新增、更新报警器的施工及投用前的验收检查； （三）负责报警器运行状况和维护、检修质量的检查； （四）负责报警器运行指标（安装率、使用率、完好率）的考核； （五）负责正常业务范围内的其他工作。 第七条直属单位安全部门参与本单位新增报警器的审查和投用前的验收工作，主要履行以下职责： （一）负责对现有报警器拆除、停用、临时停用的审查和备案； （二）负责对报警器设计、安装、投用、管理、维修工作的监督； （三）负责本单位新建装置、新增报警器设置的审查。
有毒有害 可燃气体泄漏检测报警系统管理制度
有毒有害、可燃气体泄漏检测报警管理制度 1、目的 为了加强对可燃气体泄漏检测报警系统的管理，及时发现有毒有害、可燃气体泄漏，防止人员中毒、火灾爆炸事故的发生。 2、适用范围 公司涉及有毒有害、可燃气体的车间及相关管理部门。 3、职责 有毒有害、可燃气体报警系统所在生产车间是仪器日常使用管理的责任单位。负责管理仪器及被监测系统（控制点）的正常运行，保管和看护好安全设施；对日常泄漏点及时检查，对报警后泄漏点处理负责，对轴流风机保养、维护、备用更换负责。 生产技术部是组织协调并监督处理的责任单位。接到报告后要及时通知有关人员到现场检查处理，监督检查并负责具体落实。 生产技术部及电仪车间是仪器技术业务管理的责任单位。对仪器的准确性、可靠性负责，对仪器、线路及附属设备防爆有监管检查责任。定期和不定期校验，建立校验检查档案，确保仪器可靠准确，每周对仪器巡检不少于一次，并在仪器室填写巡检记录，负责定期对岗位人员、维修人员进行技术培训。 安全环保部是仪器使用和被检测点（系统）的检查监管责任单位。每天检查一次，并对仪器是否正常使用和正常维检，被检测点是否处于
可控状态行使监管权和考核权。有毒有害、可燃气体报警仪暂时停止运行，拆除维修必须报安环部审批后方可进行。． 相关岗位现场操作人员必须懂得固定式探测器和便携式报警器的 性能、会操作使用，并及时记录、反馈和处理各种报警事件。4、内容有毒有害、可燃气体泄漏检测报警系统设置要求100%。（1）在线的报警器完好率应达到）报警器设置的地点、数量、方式，执行《可燃气体和有毒（2 气体检测报警器设计规范》有关规定。选择报警器应满足以下要求）功能、结构、性能和质量符合国家法定要求。（1 ）取得国家法定计量单位颁发的计量器具生产许可证。（2）取得国家指定的防爆检验部门发放的防爆合格证，并达到3（安装现场所要求的防爆等级。4）受其它气体的干扰小，受温度、湿度影响小。（5）符合国家或行业标准规范要求。（报警器安装现场所应注意事项）被测气体的密度不同，室内探头的安装位置也应不同。被1（外，方向向30cm测气体密度小于空气密度时，探头应安装在距屋顶 30cm处，方向向上。下；反之，探头应安装在距地面）露天探头的安装可根据被测气体的密度而选择安装高度2（特别注意的，一点式探头应安装在下风侧。 （3）周围环境（雨水、清扫水）及有毒有害、可燃气体对检测元件的影响。． （4）报警器的周围不能有对仪表工作有影响的强电磁场(如大功率电机、变压器) （5）报警器声、光报警控制系统，应安装在工作人员易看到和易听
常见的气体检测方法_无眼界
常见的气体检测方法 在工业、农业、包括我们的日常生活工作中会接触到很多种气体。 在日常生活中并不是任何气体对身体都没有害处的，氧气缺少了，二氧化碳多了都可能会给人类带来很大的危害，这就是为什么煤矿长时间不进去就会有氧气不足的原因，此时为了避免事故的发生就需要做好气体检测，一般来说工厂和专业机构都会使用气体检测仪来检测，但是对于一般人来说并没有气体检测仪，那么我们应该怎样才能够完成气体检测呢，下面我们为您详细介绍： 氢气气体检测方法纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混合空气点燃有爆鸣声，生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声;可点燃的气体不一定是氢气 氧气气体检测方法可使带火星的木条复燃 氯气气体检测方法黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝（注意：O3.NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝） 氯化氢无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蓝试纸变红;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。 二氧化硫无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色，加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。 硫化氢无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb（NO3）2或CuSO4溶液产生黑色沉淀，或使湿润的醋酸铅试纸变黑。 氨气气体检测方法无色有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。
二氧化氮红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体，水溶液显酸性。 一氧化氮无色气体，在空气中立即变成红棕色 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊，N2等气体也能使燃着的木条熄灭。 一氧化碳可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成CO2;能使灼热的CuO由黑色变成红色。 甲烷无色气体，可燃，淡蓝色火焰，生成水和CO2;不能使高锰酸钾、溴水褪色。 乙烯无色气体、可燃，燃烧时有明亮的火焰和黑烟，生成水和CO2。
可燃气体检测报警器检定规程
MV-RR-GNG-0166 可燃气体检测报警器检定规程 可燃气体检测报警器检定规程说明 编号：JJG693-1990 名称：(中文）可燃气体检测报警器检定规程 （英文）Verifiction Regulation for The Detector of Combustible Gases 归口单位：国家标准物质研究中心 起草单位：国家标准物质研究中心 批准日期：1990年6月28日 实施时间：1990年11月1日 替代规程号： 适用范围：本规程适用于新制造、使用中和修理后的固定式、可移动式、携式可燃气体检测报警器（以下简称仪器）的检定。 主要技术要求:1、外观及通电检查 2、基本误差 3、响应时间 4.、精密度 5、报警误差 6、零点漂移 7、跨度漂移 8、电源电压影响 是否分级：否 检定周期（年）：1 附录数目：5 出版单位：中国计量出版社 检定和标准物质： 相关技术文件： 备注： 可燃气体检测报警器检定规程摘要 一概述 该仪器用于非矿井罪业环境空气中可燃气体爆炸下线（以下简称LEL）以内浓度的测定和报警。 二技术要求 1 外观及通电检查 1.1 外观良好、结构完整；仪器名称、型号、制造厂名称、出厂时间、编号、防爆标志等应齐全、清晰。 1.2附件齐全，并附有制造厂的使用说明书。 1.3仪器联接可靠，各旋钮应能正常调节。 1.4仪器通电检查时，外露的可动部件应能正常动作，显示部分应有相应显示。 1.5对一机多路的检测报警器，必须具有识别各路工作、报警故障状态的显示功能。 1.6仪器应符合GB3836.1-83 ,“爆炸性环境用防爆电气设备通用要求”及各防爆型仪器的专用标准和其他有关标准的规定（参考GB3836.1~4） 精度为5％的仪器：士5％（F·S）*
可燃性气体检测报警器安全管理规定实用版
YF-ED-J7029 可按资料类型定义编号 可燃性气体检测报警器安全管理规定实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
可燃性气体检测报警器安全管理 规定实用版 提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 第一条应用可燃性气体检测报警器(以下 简称报警器)监视生产现场可燃性气体泄漏和积 聚状况，是预防爆炸事故的重要手段，必须纳 入制度管理。 第二条必须加强报警器的使用和管理， 报警器的安装率、使用率、完好率达到 100 ％。 第三条选择报警器应具备条件 1、功能、结构、性能和质量应符合国家 法令的要求。
2、取得国家法定计量单位颁发和计量器具生产许可证。 3、取得国家指定的防爆检验部门发放的防爆合格证，并达到安装现场所要求的防爆等级。 4、技术先进、质量稳定、反应灵敏、便于维修、保证备品备件的供应。 5、受其它气体的干扰小，受温度、湿度影响小。 6、在国家标准颁布后，严格执行国家标准。 第四条 凡新建、扩建、改建的生产装置及贮运系统等有可燃性气体意外泄漏可能的，必须按着同时设计、同时施工、同时验收的“三同时”
有毒气体检测报警仪技术条件及检验方法.
c．其它有关材料。 6．2 试验条件 6．2．1 环境温度：15℃-35℃ 6．2．2 环境湿度：≤85%RH 6．2．3 供电电源 a．直流电源：额定值±10% b．交流电源：220V+10% 220V-15% 6．2．4 周围环境应无干扰检测的因素 6．3 仪器外观、结构和功能检查 a．仪器外表涂层应色泽均匀，不得有明显的擦伤、露底、裂纹及起泡现象； b．紧固件、开关、旋钮等部件装配应可靠，使用方便，性能良好； c．仪器的结构应符合5.1要求； d．仪器的零点、量程、报警点三个电位器应调节方便，设置可靠； e．仪器通电检查其功能应符合5.2要求。 6．4 试验前的准备 6．4．1 试验前仪器稳定时间 按仪器生产厂家规定的稳定时间。 6．4．2 试验前调零 经过6.4.1条规定的稳定时间后，在零气条件下调节仪器的零点使指示值为零。 6．4．3 试验前仪器标定 经6.4.2条调零后，在通入标定气条件下调节仪器，使其指示值与标定气浓度值相对应。 6．5 试验要求 6．5．1 试验前按6.4条做好试验准备。 6．5．2 标准气选用该仪器检测气体与空气（或氮气）的混合气，按GB5274、GB5275配制，其浓度的不确定度在±3%以内。 6．5．3 试验时通气方法要严格模拟该仪器的使用情况 a．泵吸式仪器，标准气流量要恒定在额定值，不应因入口压力变化而使标准气流量波动。 b．扩散式仪器，标准气接触检测器的压力要求恒定在常压（大气压）或一个微小的压力（其值不得超过100Pa），通气流量要恒定。 6．6 试验项目及方法 6．6．1 示值误差试验 a．示值误差 指示值与标准气浓度值之差，用相对量表示，按下式计算： b．试验方法
可燃气体检测报警器校验规程
可燃气体检测报警器校验规程 1范围 本规程适用于非矿业作业环境中使用的可燃气体检测报警器（包括可燃气体检测仪，以下简称“仪器”）的首次校验、后续校验和使用中检查。 2概述 仪器的检测原理主要有催化燃烧型、红外线吸收型、热导型等。采样方式有扩散式和吸入式。仪器主要由检测元件、放大电路、报警系统、显示器等组成，用于监测环境中可燃气体的浓度。3计量性能要求 计量性能要求见表1。 表1 计量性能要求 4 通用技术要求 4.1 外观及结构 4.1.1 仪器不应有影响其正常工作的外观损伤。新制造的仪器的表面应光洁平整，漆色镀层均匀，无剥落锈蚀现象。 4.1.2 仪器连接可靠，各旋钮或按键应能正常操作和控制。 4.2 标志和标识 仪器名称、型号、制造厂名称、出厂时间、编号、防爆标志及编号和国产仪器的制造计量器具许可证标志及编号等应齐全、清楚。 4.3 通电检查 仪器通电后，仪器应能正常工作，显示部分应清晰、完整。
4.4报警功能及报警动作值检查 仪器的声光报警应正常。 4.5 绝缘电阻 对使用交流电源的仪器，绝缘电阻应不小于20 MΩ。 5 计量器具控制 仪器的控制包括首次检定、后续检定和使用中检查。 5.1 检定条件 5.1.1 检定环境条件 环境温度：0～40℃； 相对湿度：<85%； 通风良好，无干扰被测气体。 5.1.2 检定用设备 5.1.2.1 气体标准物质 采用与仪器所测气体种类相同的气体标准物质，如氢、乙炔、甲烷、异丁烷、丙烷、苯、甲醇、乙醇等。若仪器未注明所测气体种类，可以采用异丁烷或者丙烷气体标准物质。标准气体的浓度约为满量程的10%，40%，60%及大于报警设定点浓度的气体标准物质。气体标准物质的扩展不确定度不大于2％(k＝2)。也可采用标准气体稀释装置稀释高浓度的气体标准物质，稀释装置的流量示值误差应不大于±1%，重复性应不大于0.5%。气体标准物质的浓度单位在使用时应换算成与被检仪器的表示单位一致。 5.1.2.2 流量控制器 流量控制器由检定用流量计和旁通流量计组成，如图1所示，流量范围应不小于500 mL/min，流量计的准确度级别不低于4级。 图1流量控制器
行业资料煤气层井气体钻井技术及钻井中煤储层的保护措施
煤气层井气体钻井技术及钻井中煤储层的保护措施 科目：钻井新技术 班级：油工61102 学号：201160970 姓名：吴侃 序号：28 2014年6 月
煤层气井气体钻井技术及钻井中煤储层的保护措施 摘要：煤层气储层的特殊性对煤层气钻井时的储层保护提出了更高的要求。用气体钻井方式开采煤层气是一种有效的保 护储层的手段，被国外油田广泛采用。气体钻井方式的选择必须考虑地层的适用性、应用模式、后期完井方式以及经济性。通 过对国外煤层气开发中气体钻井的应用情况、煤层特点、气体钻井应用于煤层气的技术模式进行分析，结合我国煤层气特点及 气体钻井技术现状，探讨了在我国煤层气开发中开展气体钻井的可行性。关键词：煤层气；气体钻井；储层保护 煤层气作为非常规天然气，在国内外掀起了新的勘探开发热潮。在国外，美国已经在第三代煤层气区域进行了勘探开发(1)，2009 年美国煤层气年产量已超过600 亿m3，加拿大、澳大利亚等国家在2000 年后也加强了煤层气开发技术的研究，进行了商业化开采，形成了快速发展的新兴能源产业。国内中石油等企业先后在沁水盆地、鄂尔多斯东部、阜新等地区大规模采用了以地面钻井开采煤层气为主的开采模式，形成了年产能25 亿m3煤层气的能力。据国家有关部门规划，2020 年我国煤层气的年生产能力要达到300 亿m3，发展前景极其广阔。 煤层具有特殊的岩石性质，使得煤层气开发与其他常规油气田有很大的区别。首先含有煤层气的煤岩具有非常强的毛细管效应（亦称水锁效应）、高压力敏感性和渗透滞后现象，更易受到污染；同时煤层气吸附在煤层中，煤层既是产气层也是储气层，只有临界解吸压力小于地层压力时，以吸附状态赋存在煤岩中的煤层气才能解吸，因此，对煤层气钻体钻井是一种保护储层的有效钻井手段，已经在国外的煤层气钻井中得到较为广泛的应用，并形成了针对不同煤层地质特点的气体钻井模式。 用气体作为循环介质钻水平井不是常规作业方式,但是用气体钻有井自身的一些优势。气体钻井中常用的钻井介质为空气。自1986年以来国外许多水平
可燃气体检测报警器检定规程
可燃气体检测报警器检定规程 本规程经国家质量监督检验检疫总局于2011年6月14日批准，并自2011年12月14日起施行。 归口单位：全国环境化学计量技术委员会 主要起草单位：中国计量科学研究院 济南市计量检定所 山东省计量科学研究院 济南市长清计算机应用公司 参加起草单位：西安计量技术研究院 河南省计量科学研究院 安阳市质量技术监督检验测试中心 本规程委托全国环境化学计量技术委员会负责解释 本规程主要起草入： 谌永华(中国计量科学研究院) 王利民(济南市计量检定所) 郭波(山东省计量科学研究院) 岳宗龙(济南市长清计算机应用公司) 参加起草入： 刘卓(西安计量技术研究院)
孔小平(河南省计量科学研究院) 李拥军(安阳市质量技术监督检验测试中心) 目录 引言 (Ⅱ) 1 范围 (1) 2 概述 (1) 3通用技术要求 (1) 3.1 外观及结构 (1) 3.2 标志和标识 (1) 3.3 通电检查 (1) 3.4 报警功能及报警动作值检查 (1) 3.5 绝缘电阻 (2) 4 计量器具控制 (2) 4.1 检定条件 (2) 4.2 检定项目 (3) 4.3 检定方法 (3) 4.4 检定结果的处理 (5) 4.5 检定周期 (5) 引言 JJG693-2011《可燃气体检测报警器》是依据JJF1002《国家计量检定规程编写规则》、JJFl001《通用计量术语及定义》、JJF105 9《测量不确定度评定与表示》的规定，对JJG693-2004《可燃气体
检测报警器》和JJG940-1998《催化燃烧氢气检测仪》两规程进行修订的。修订后的规程代替JJG693-2004《可燃气体检测报警器》和JJG940-1998《催化燃烧氢气检测仪》两规程。与JJG693-2004和JJG940-1998相比，除编辑性修改外主要技术变化如下： ——扩大了被检的量程范围。包括的量程范围有：100%LEL(可燃气体的爆炸下限浓度)、低浓度(/(μmol/mol)和高浓度(100%体积分数)；——删除了原规程中“其他结构或用途的仪器可参照本规程进行校准”的内容；——修订了量程漂移指标，从原量程的±5%FS，调整为±3%FS(见表1)； ——将原规程中外观及通电检查一项，修改为外观及结构、标志和标识、通电检查等三项(见4.1，4.2，4.3)； ——增加了报警动作值检查项目，删除了原规程报警误差检定项目(见4.4)； ——具体明确了气体标准物质的种类。气体标准物质的包含因子，由原来的k=3修改为k＝2(见4.1.2.1)； ——去掉了原规程附录B中的“标准物质溯源要求”。将标准气体稀释装置列入正文(见 4.1.2.1)； ——示值误差检定方法中增加了对流量控制的要求，删除了原规程中附录A“流量要求”(见4.1.2.2)； ——修改了检定结果和检定结果通知书内页格式。修改后的内页格式使用户很清楚的知道被检仪器不同点的具体指标。
可燃性气体检测报警器安全管理规定(正式)
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 可燃性气体检测报警器安全管理规定(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-4301-40 可燃性气体检测报警器安全管理规 定(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 第一条应用可燃性气体检测报警器(以下简称报警器)监视生产现场可燃性气体泄漏和积聚状况，是预防爆炸事故的重要手段，必须纳入制度管理。 第二条必须加强报警器的使用和管理，报警器的安装率、使用率、完好率达到100 ％。 第三条选择报警器应具备条件 1、功能、结构、性能和质量应符合国家法令的要求。 2、取得国家法定计量单位颁发和计量器具生产许可证。 3、取得国家指定的防爆检验部门发放的防爆合格证，并达到安装现场所要求的防爆等级。 4、技术先进、质量稳定、反应灵敏、便于维修、
保证备品备件的供应。 5、受其它气体的干扰小，受温度、湿度影响小。 6、在国家标准颁布后，严格执行国家标准。 第四条 凡新建、扩建、改建的生产装置及贮运系统等有可燃性气体意外泄漏可能的，必须按着同时设计、同时施工、同时验收的“三同时”原则配备报警器。引进项目和国内配套项目也要按照这一原则配备报警器。 第五条报警器设置的地点、数量、方式应参照国内外同类装置，设备的配备情况，依据生产经验和装置实际情况执行。 第六条报警器安装场所应注意的几个问题： 1、可能泄漏的可燃性气体的密度。 2、室外安装应考虑主导风向等环境因素。 3、雨水及有毒气体对检测原件的影响。 第七条报警器校验用标准气体，校验仪器、校验方法及校验人员应征得所在地市级计量部门的书面许可。
气体检测技术文献综述
气体传感器-----文献综述 气体传感器文献综述 指导老师:胡赤鹰 ndang/'word文档 控制科学与工程学系自动化0701班林增辉 3061101271 一、背景介绍 目前,随着人们环保意识的提高,环境问题日益受到政府和社会的关注。环境问题已经成了重大的民生问题,成为影响人民生活幸福感的重要因素。在一些地方,环境问题已经严重威胁到群众健康。 环境监测是解决环境问题的基础性工作,其目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。 气体检测是环境检测的重要部分,国内各大城市都相继建立了空气质量检测机构,通过电视、互联网等媒体及时向社会发布当地空气质量状况。而一些特殊的工作场所,如化工厂、煤矿、垃圾处理场,对气体的检测有着更高的要求。由于气体的不可见性(大部分气体为无色)和扩散性,气体传感器是气体检测最基础的部分。气体传感器的研究成果,直接影响到气体检测技术的发展。 国内外研究现状 2.1 气体检测仪表气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、
显示单元以及控制单元组成,其中传感器是最关键最基础的部分。气体检测仪表的工作原理是根据混合气体中待测气体组分的某一化学或物理性质比其他组分的有较大差别;或待测组分在特定环境中表现出来的物理、化学性质的不同来检测待测组分的含量。因此,气体成分的分析方法基本上都是基于物理式、化学式和物理化学式等原理。 2.2 气体传感器气体传感器是传感技术中的重要组成部分,能将气体特定成分检测出来,并将其转成适当信号,若与微机结合进行在线监控,会大大提高分析速度和准确度。 自1962年日本研制出第一种可燃性气体传感器之后,气体传感器从理论到应用均得到迅速发展,已广泛应用在各个领域。历次国际性传感器会议中与气体有关的传感器均为重要内容之一。我国有关传感器技术方面的会议召开过多次气体传感器方面报告均占30%以上,多着达40%,气敏元件和气体传感器已成为传感技术中的独立分支。 2.3 气体传感器分类 目前常用的气体传感器可分为:半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧式气体传感器、热导式气体传感器、光学气体传感器等。 2.3.1 半导体气体传感器 半导体气体传感器的检测原理是,当传感器的表面氧化物吸附某些气体时,电导率将发生改变,利用改变的电导率来检测气体及其浓度。 从材料的应用范围、普及程度以及实用性来看,半导体气体传感器应用最为广泛,成本低廉,在气体传感器中约占60%。它的缺点是稳定性较差,受环境影响较大;尤其,每一种传感器的选择性都不是唯一的,输出参数也不能确定。因此,
可燃气体和有毒气体检测报警器安全管理规定标准范本
管理制度编号：LX-FS-A49741 可燃气体和有毒气体检测报警器安全管理规定标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
可燃气体和有毒气体检测报警器安全管理规定标准范本 使用说明：本管理制度资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 第一条应用可燃气体和有毒气体检测报警器（以下简称报警器）监视生产现场可燃气体和有毒气体泄漏和积聚状况，是预防爆炸和中毒事故的重要手段，为了加强对报警器的管理工作，特制定本规定。 第二条报警器的安装率、使用率、完好率应达到100％。 第三条选择报警器应满足以下条件： 1.功能、结构、性能和质量符合国家法定要求； 2.取得国家法定计量单位颁发的计量器具生产许可证；
可燃气体检测仪的工作原理介绍
可燃气体检测仪的工作原理介绍 可燃气体检测仪是工业与民用建筑中安装使用的是对单一或多种可燃气体浓度发出响应的探测器。 日常使用多的可燃性气体检测仪是催化型可燃性气体检测仪和半导体型可燃性气体检测仪两种类型。 饭店、宾馆、家庭制作间等使用煤气、天然气、液化气的场所主要使用半导体型可燃性气体检测仪，散发可燃气体、可燃蒸汽的工业场所主要使用催化型可燃性气体检测仪。 半导体型可燃气体检测仪是利用半导体表面电阻变化来测定可燃气体浓度。 半导体可燃性气体检测仪用灵敏度较高的气敏半导体元件，它在工作状态时，遇到可燃气体，半导体电阻下降，下降值与可燃气体浓度有对应关系。 可燃气体检测仪由检测和探测两部分组成，具有检测及探测功能。 可燃性气体检测仪检测部分的原理是仪器的传感器采用检测元件与固定电阻和调零电位器构成检测桥路。 桥路以铂丝为载体催化元件，通电后铂丝温度上升至工作温度，空气以自然扩散方式或其它方式到达元件表面。 当空气中无可燃性气体时，桥路输出为零，当空气中含有可燃性气体并扩散到检测元件上时，由于催化作用产生无焰燃烧，使检测元件温度升高，铂丝电阻增大，使桥路失去平衡；
从而有一电压信号输出，这个电压的大小与可燃性气体浓度成正比，信号经放大，模数转换，通过液体显示器显示出可燃性气体的浓度。 探测部分的原理是当被测可燃性气体浓度超过限定值时，经过放大的桥路输出电压与电路探测设定电压； 通过电压比较器，方波发生器输出一组方波信号，控制声，光探测电路，蜂鸣器发生连续声音，发光二极管闪亮，发出探测信号。 从可燃性气体检测仪原理可以看出如果出现电磁干扰会影响探测的信号，出现数据偏差; 如果出现碰撞、震动从而造成设备断路会现探测失灵;如果环境过分潮湿或设备进水，也有可能会引起可燃性气体检测仪出现短路,或线路电阻值发生变化，出现探测故障。 标签: 可燃气体检测仪
可燃气体检测系统
可燃气体检测报警系统 一、方案概述 在石油化工装置中不可避免地存在着各种易燃易爆、有毒有害的气体(或蒸汽)，这些气体一旦泄露或积聚在周围环境中，将可能引起火灾、爆炸或人身中毒等恶性事故。为了保证生产和人身安全，应设置可靠的可燃气体和有毒气体检测报警器，连续监控控制环境中可燃和有毒气体的浓度情况，及时发出报警。本检测报警系统就是为了实现对油库各控制室以及储罐附件接口等处的可燃气体进行实时浓度监测与报警实现和集中统一管理。 为了实现可靠的可燃气体检测报警系统。初步对可燃气体检测报警系统进行设计，包括检测点的设置，检测器和指示报警设备的选型，系统配置以及安装到检测系统实现的整体预设。 系统主要功能包括： （1）实时监测油库控制室及灌区附近可燃气体和有毒气体的含量，达到一定浓度时实时报警。 （2）通过上位机系统监控中心实时观看油库的现场情况。 （3）在监控中心实时记录以上各监测数据，对数据统一集中管理。 （4）并能通过声光报警、语音报警、LED屏幕显示等多种方式发出报警信息，及时告知维护管理责任人。 （5）对历史数据的自动分类整理。 （6）管理软件提供事件查询、告警配置和查询、环境参数浏览。 二、方案介绍与设计 1检测点的定位 通过对油库的细致分析，我们不难发现设置可燃气体探测器的最佳位置或必要设置点。如容器或储罐溢流口附近,物料进出口开关附近，管道与容器、阀件等之间接口处附近，以及周围工作控制室等位置。具体到某个装置时可做更具体的分析，根据上述可能泄露的部位,确定可燃体探测器布置的最佳位置或必要设置点，从而保证泄漏的可燃气体充分扩散到检测器附近，使泄漏险情及时被探知。 2检测报警系统的选择 针对油库的实际环境与自然条件的限制，选用红外线可燃气体探测器较为合适，因为红外光学型是利用红外传感器通过红外线光源的吸收原理来检测现场环境的碳氢类可燃气体，比较适用于油库的环境类型。 红外线可燃气体探测器属于无干扰智能型产品，具有良好的安全性能，操作灵活简便。这种探测器的一个主要的特点是它的自动校准功能，可以通过带背光的液晶显示屏上的提示一步步地引导操作者进行校准。传感器及信号发生器被安装在一个防爆机壳内，机壳上有玻璃罩，正好适用于油库这种特别要求的环境中。这种产品系列延续了在气体传感器设计中体现的“易于安装、易于维护”的理念。 IR-622型红外线可燃气体探测器特点： （1）独特的小型即插型现场可更换传感器 （2）无干扰、智能型探测器界面 （3）加热的光学设计避免了冷凝现象 （4）故障自诊断功能 （5）极少的维护要求，长期使用成本低廉
可燃气体检测及报警设计方案
可燃气体检测及报警设计方案 编制依据 《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92 《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002 《电气装置安装工程盘柜及二次回路结线施工及验收规范》GB50171-92 《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168-2006 《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2006 《石油化工仪表安装设计规范》SH /T3 104-2000 《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-98 《电气施工一般验收规范》SJ2866-88 《线型感温火灾探测器》GB16280-2005 3. 施工工序 3.1、施工准备工作 3.1.1、施工前要求现场管理人员必须彻底的熟悉本工程的合同、技术附件及施工图纸等文件，认真领会设计意图，并结合现场的实际情况，做好图纸会审工作。 3.1.2、施工前要求作好现场的实地踏勘，熟悉现场的施工环境，制定现场管理及施工等方面的人力资源配置计划，同时协调甲方作好开工前的“三通”工作。施工人员施工前要作好施工前的安全及技术交底工作，并根据本工程的特点对施工人员进行相关的培训工作，确保本项目施工关键作业点的受控。 3.2、施工方法及工艺要求 3.2.1、可燃气体探测 3.2.1．1、可燃气体探测器选点应选择阀门、管道接口、出气口或易泄漏处附近方圆1米的范围内，尽可能靠近，但不要影响其它设备操作，同时尽量避免高温、高湿环境。 3.2.1.2、可燃气体探测器安装方式可采用墙壁安装或抱管安装，应确保安装牢固可靠，同时应考虑便于维护、标定。 3.2.1.3、可燃气体探测器安装高度：检测液化石油气等比重大于空气的气体时，采用距地面1.5～2米左右安装。 3.2.1.4、可燃气体探测器布线应采用二芯屏蔽电缆，单根线径大于1平方毫米，接线时屏蔽层必须接地。 3.2.1.5、可燃气体探测器现场走线应穿管保护，所用管子应符合消防要求，管子应与探头连接，以达到消防要求。 3.2.1.6、可燃气体探测器安装时应传感器朝下固定。 3.2.1.7、可燃气体探测器应在断电情况下接线，确定接线正确后通电；应在确定现场无可燃气泄漏情况下，调试探头。 3.2.1.8、可燃气体探测器应至少每年标定一次，以确保检测精度。 3.3、感温电缆铺设 3.3.1、感温电缆用固定卡具直接固定在桥架内侧壁，感温电缆敷设于动力电缆的上层，感温电缆敷设时波峰距离不大于850cm。 3.3.2、避免将感温电缆上压敷重物。 3.3.3、避免感温电缆腐蚀。 3.3.4、避免使用感温电缆不规范夹具或卡具，以免损伤感温电缆。 3.3.5、感温电缆最小弯曲半径为10公分，不得硬性折弯或扭曲。 3.3.6、感温电缆的最小固定直线距离为1米，弯曲部分应增加固定点。 3.3.7、感温电缆布线时必须是连续无抽头、无分支的连续布线，，使用长度一般不超过200m。 3.3.8、考虑到动力电缆的强干扰性，感温电缆应采用屏蔽型。 3.3.9、根据环境温度的变化和报警灵敏度及现场温度情况的要求应选择线型可调式感温探测器。
火灾自动报警系统可燃气体探测报警系统(标准版)
火灾自动报警系统可燃气体探测报警系统(标准版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0557
火灾自动报警系统可燃气体探测报警系统 (标准版) 可燃气体探测报警系统由可燃气体报警控制器、可燃气体探测器组成，能够在保护区域内泄露可燃气体的浓度低于爆炸下限的条件下提前报警，从而预防由于可燃气体泄漏引发的火灾和爆炸事故的发生。 一、系统分类及适用场所 根据产品探测气体类型的不同以及使用场所的不同，对可燃气体探测报警系统进行了具体的分类。 1.可燃气体探测器分类 现有可燃气体探测器主要有7个品种，即：测量范围为0～100%LEL的点型可燃气体探测器；测量范围为0～100%LEL的独立式
可燃气体探测器；测量范围为0～100%LEL的便携式可燃气体探测器；测量人工煤气的点型可燃气体探测器；测量人工煤气的独立式可燃气体探测器；测量人工煤气的便携式可燃气体探测器；线型可燃气体探测器。 上述7种可燃气体探测器可按不同特征进行分类。 （1）按防爆要求分类： ①防爆型可燃气体探测器； ②非防爆型可燃气体探测器。 （2）按使用方式分类： ①固定式可燃气体探测器； ②便携式可燃气体探测器。 （3）按探测可燃气体的分布特点分类： ①点型可燃气体探测器； ②线型可燃气体探测器。 （4）按探测气体特征分类： ①探测爆炸气体的可燃气体探测器；
可燃性气体的安全使用和检测(通用版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 可燃性气体的安全使用和检测 (通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
可燃性气体的安全使用和检测(通用版) 可燃性气体通常具有易燃性和易爆性，可燃是指能与氧或氧化剂化合，并产生热和明火。“爆炸”可理解为不可控制的能量急剧释放，它们潜在的危险范围通常以“燃烧极限”和“爆炸极限”表示。 爆炸极限又分为上、下限，气体浓度低于下限（LEL）不能燃烧，高于上限（VEL）只能燃烧，只有在两限之间才会产生爆炸可能。当可燃性气体与氧或氧化剂混合达到极限而爆炸时，将无法扑救。因此，对于可燃性气体造成的危险，最重要的是做好预防工作。 在存在可燃性气体危险环境中工作的人员，应制定一套完整的安全操作程序或规程。并且应该遵守国家有关法规和规程。同时，经有关部门认可并在其监督下实施。 最重要的安全措施之一是在可能在可燃性气体或液体蒸汽渗漏的场所(如炼油厂、化工厂、油库、液化气站、加油站等)安装或燃气体报警器。并使之始终处于正常工作状态。
可燃气体报警器通常用于检测环境空气中可燃性气体(液体蒸汽)爆炸下限(LEL)百分含量。 它的工作原理为：检测器将可燃性气体的浓度转换为电信号输入报警器并有数据显示，当环境中可燃性气体的浓度达到或超过预置的报警值时，报警器立即发出闪光或声响报警信号，以提醒及早采取安全措施，防止火灾、爆炸事故的发生。 可燃气体报警器的结构主要有电源、检测器、放大电路、报警系统、显示器等部分组成。检测器有时即指传感器，是将可燃性气体浓度转换为测量信号的元件，是可燃气体报警器的核心元件。传感器可分为催化燃烧传感器、半导体传感器，热导传感器、红外线吸收传感器、电化学传感器、电量式传感器等。最常用的是催化燃烧型传感器在。 仪器各类多、使用范围广、传感器寿命短、性能差别大是可燃气体报警器的特点。特别是传感器元件寿命(1年-3年)，因此对该类仪器实施定期检定/校准是保证安全的不可缺少的重要环节。 现在，有些单位对可燃性气体造成的危险重视不够，理解不深。
气体检测方案
技术方案 氨储罐区氨气检测报警联动系统
目录 一、工作原理介绍 (2) 1 工作原理介绍 (2) 1．自动报警及联动系统 (2) 2．水喷淋系统 (3) 2、系统图 (4) 3、产品介绍 (4) 第二部分工程安装实施方案 (8) 1 施工工艺： (8) 1．1施工顺序 (8) 2 主要施工方法： (9) 3 管道井内管道安装施工措施 (9) 4 水泵安装施工措施 (10) 5 泵安装 (11) 6 泵的调试运转 (11) 7 管道焊接施工措施 (11) 3 操作要点 (12)
第一部分系统解决方案概述 一、工作原理介绍 1 工作原理介绍 1．自动报警及联动系统 本系统设置一个中心控制室，可与值班室合用。在中控室设计安装一台氨气浓度检测报警控制器。由于本项目应为一级保护对象，故每个报警区采用局部保护方式。在每个氨储罐区设置1个氨气浓度检测探测器。如果保护区的探测器、线路发生故障，或探测到氨气浓度超标的检测信号，则相应的指示灯会点亮，中心控制室的声光一体机报警，而相对应的氨储罐区的声光一体机也会发生报警提示。 当发生氨气浓度超标时，氨气浓度检测自动报警控制器发生氨气浓度超标控制输出信号，氨气浓度超标指示灯点亮，报警主机显示首氨气浓度超标地址，通过键盘操作可以显示其它氨气浓度超标地址。 由于此报警信号由为重要，所以我们建议信号传输线缆的安装采用镀锌钢管布管，安装方式可水平安装于吊顶或楼板内，垂直安装于竖井内。报警总线,DC 24V电源线、报警线和联动控制线分别采用RRVVP2*1.0阻燃塑料铜芯线布线,钢管之间用接地线卡连接，如预留预埋与楼板内，则用钢套管焊接，与接线盒，箱之间接地线用螺栓压接或在盒，箱边缘焊接。
可燃气体和有毒气体检测报警安全管理规定【最新版】
可燃气体和有毒气体检测报警安全管理规定 第一条应用可燃气体和有毒气体检测报警器(以下简称报警器)监视生产现场可燃气体和有毒气体泄漏和积聚状况，是预防爆炸和中毒事故的重要手段。为了加强对报警器的管理工作，依据中国石化集团公司《可燃气体和有毒气体检测报警器安全管理规定》和《仪表自动化管理制度》，根据公司实际情况，特制定本管理办法。 第二条管理机构及职能 1. 设备能源部 ⑴负责公司可燃气体和有毒气体检测报警器的管理工作,贯彻执行国家和集团公司有关可燃气体和有毒气体检测报警器管理的各种规章制度和规定。负责制定公司可燃气体和有毒气体检测报警器管理制度，并检查贯彻执行情况。 ⑴负责审核各直属单位可燃气体和有毒气体检测报警器的年度大修、更新改造、技措等项目计划。参与公司重点技措项目中有关可燃气体和有毒气体检测报警器部分的方案审核及竣工验收工作。 ⑴负责组织各直属单位学习和推广可燃气体和有毒气体检测报警
器新技术、新设备。组织协调各直属单位之间有关可燃气体和有毒气体检测报警器方面衔接工作和各直属单位之间经验交流及学术讨论工作。 ⑴组织对各直属单位可燃气体和有毒气体检测报警器设备状况检查及考核工作。负责编制全公司可燃气体和有毒气体检测报警器送检计划表。 (5)负责制定、修订和解释本规定。 2.各直属单位设备能源(机动)室 ⑴在事业部设备经理领导下，贯彻执行国家及公司下发的有关可燃气体和有毒气体检测报警器管理的各种制度和规程，并检查贯彻执行情况。 ⑴对本单位可燃气体和有毒气体检测报警器的使用、维修情况进行定期检查和考核，编制可燃气体和有毒气体检测报警器送检计划表，按时上报。 ⑴负责编制可燃气体和有毒气体检测报警器的年度大修、更新改造、技措等项目计划，并负责组织施工后的验收。
可燃性气体检测报警器安全管理规定标准版本
文件编号：RHD-QB-K2938 （管理制度范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 可燃性气体检测报警器安全管理规定标准版本
可燃性气体检测报警器安全管理规 定标准版本 操作指导：该管理制度文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 第一条应用可燃性气体检测报警器(以下简称报警器)监视生产现场可燃性气体泄漏和积聚状况，是预防爆炸事故的重要手段，必须纳入制度管理。 第二条必须加强报警器的使用和管理，报警器的安装率、使用率、完好率达到100 ％。 第三条选择报警器应具备条件 1、功能、结构、性能和质量应符合国家法令的要求。 2、取得国家法定计量单位颁发和计量器具生产许可证。
3、取得国家指定的防爆检验部门发放的防爆合格证，并达到安装现场所要求的防爆等级。 4、技术先进、质量稳定、反应灵敏、便于维修、保证备品备件的供应。 5、受其它气体的干扰小，受温度、湿度影响小。 6、在国家标准颁布后，严格执行国家标准。 第四条 凡新建、扩建、改建的生产装置及贮运系统等有可燃性气体意外泄漏可能的，必须按着同时设计、同时施工、同时验收的“三同时”原则配备报警器。引进项目和国内配套项目也要按照这一原则配备报警器。 第五条报警器设置的地点、数量、方式应参照国内外同类装置，设备的配备情况，依据生产经验和
装置实际情况执行。 第六条报警器安装场所应注意的几个问题： 1、可能泄漏的可燃性气体的密度。 2、室外安装应考虑主导风向等环境因素。 3、雨水及有毒气体对检测原件的影响。 第七条报警器校验用标准气体，校验仪器、校验方法及校验人员应征得所在地市级计量部门的书面许可。 第八条报警器实行厂、车间、班组三级管理，专业管理以机动处为主，安全、技术、计量、仪表等职能部门共同负责。 第九条各管理部门都要认真制订以下有关制度： 1、报警器管理、检查、报废、更新、拆除、停用、临时停用和验收制度。