[發(fā)明專利]一種用于天然氣管道氣體組分監(jiān)測的短節(jié)式振蕩腔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910330401.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN110082312B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣曉斌;閆化云;劉海超;孟強;高凌霄;張福娟;郝凱;李文曉
• 申請（專利權(quán)）人: 中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王蒙蒙

本發(fā)明公開了一種用于天然氣管道氣體組分監(jiān)測的短節(jié)式振蕩腔，包括短節(jié)管體，短節(jié)管體連接在被測天然氣長輸管線上；所述短節(jié)管體包括由內(nèi)向外同軸布置的：篩式內(nèi)層管、樹脂涂層、內(nèi)反射層和外反射層，所述內(nèi)反射層和外反射層之間為環(huán)空結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)反射層包括篩式外層管和設(shè)置在篩式外層管外表面上的內(nèi)鏡面反射層，所述外反射層包括外鋼管和設(shè)置在外鋼管內(nèi)表面上的外鏡面反射層；所述篩式內(nèi)層管、樹脂涂層和篩式外層管形成過濾滲透層，對天然氣進行過濾；所述內(nèi)鏡面反射層、環(huán)空結(jié)構(gòu)和外鏡面反射層形成光振蕩腔體，用于容納滲透進入環(huán)空結(jié)構(gòu)內(nèi)的氣體分子，同時形成光回路。本發(fā)明實現(xiàn)了天然氣管道氣體組分的實時監(jiān)測以及多種組分同時在線采集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海底天然氣輸送管道氣體組分實時監(jiān)測技術(shù)，特別涉及一種用于天然氣管道氣體組分監(jiān)測的短節(jié)式振蕩腔，適用于常見海底輸送管道中CO₂、H₂S、CH₄、水露點等組分的實時在線監(jiān)測。

背景技術(shù)

在天然氣開采過程中，會產(chǎn)生多種伴生氣，其中天然氣中含有的CO₂、H₂S等物質(zhì)在輸送過程中溶于管道中的水，會形成腐蝕環(huán)境對管道產(chǎn)生腐蝕作用；同時，上述伴生氣的存在也會降低天然氣的熱值。據(jù)不完全統(tǒng)計，每年全球由油氣管道腐蝕而造成的經(jīng)濟損失高達數(shù)百億美元。目前常見的腐蝕監(jiān)測技術(shù)多為監(jiān)測管道本體，但是對于腐蝕性介質(zhì)的有效監(jiān)測更利于評估評價管道的整體腐蝕性，從而為管理決策提供科學依據(jù)。

目前尚無該類型技術(shù)能夠滿足針對天然氣長輸管線同時監(jiān)測多種組分的要求。在實際應(yīng)用中對于水露點采用露點儀周期性的去檢測，對于CO₂、H₂S多采用周期性抽樣檢測的方法，但是精度、實時性均較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于天然氣管道氣體組分監(jiān)測的短節(jié)式振蕩腔，實現(xiàn)了天然氣管道氣體組分的實時監(jiān)測以及多種組分同時在線采集。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于天然氣管道氣體組分監(jiān)測的短節(jié)式振蕩腔，包括短節(jié)管體，所述短節(jié)管體連接在被測天然氣長輸管線上；所述短節(jié)管體包括由內(nèi)向外同軸布置的：篩式內(nèi)層管、樹脂涂層、內(nèi)反射層和外反射層，所述內(nèi)反射層和所述外反射層之間設(shè)置有環(huán)空結(jié)構(gòu)；所述內(nèi)反射層包括篩式外層管和設(shè)置在所述篩式外層管外表面上的內(nèi)鏡面反射層，所述外反射層包括外鋼管和設(shè)置在所述外鋼管內(nèi)表面上的外鏡面反射層；所述篩式內(nèi)層管、樹脂涂層和篩式外層管形成過濾滲透層，用于對天然氣進行過濾；所述內(nèi)鏡面反射層、環(huán)空結(jié)構(gòu)和外鏡面反射層形成光振蕩腔體，用于容納滲透進入所述環(huán)空結(jié)構(gòu)內(nèi)的氣體分子，同時形成光回路。

進一步地，所述篩式內(nèi)層管的尺寸與所述被測天然氣長輸管線的尺寸一致，所述篩式內(nèi)層管的厚度為12mm；所述篩式內(nèi)層管上矩陣式均勻分布有能夠保證被測氣體組分通過且濾除固體雜質(zhì)的滲透孔。

進一步地，所述樹脂涂層采用能夠通過被測氣體分子且阻隔水分子的聚四氟乙烯微孔膜，所述聚四氟乙烯微孔的厚度為3mm。

進一步地，所述篩式外層管的厚度為5mm；所述篩式外層管上矩陣式均勻分布有能夠保證被測氣體分子充滿所述環(huán)空結(jié)構(gòu)的滲透孔。

進一步地，所述內(nèi)鏡面反射層的寬度為20mm，嵌入在所述篩式外層管上。

進一步地，所述外鋼管的厚度為15mm；所述外鏡面反射層的寬度為20mm，嵌入在所述外鋼管上；所述外鏡面反射層與所述內(nèi)鏡面反射層相對布置。

進一步地，所述外反射層上設(shè)置有內(nèi)置式光纖，所述內(nèi)置式光纖的內(nèi)端部穿過所述外鋼管的管壁伸入至所述環(huán)空結(jié)構(gòu)內(nèi)，且，所述內(nèi)置式光纖的內(nèi)端部設(shè)置有光源發(fā)射接受端，為所述光振蕩腔體提供光源并接受反射光。

其中，所述內(nèi)置式光纖的直徑為2μm；所述內(nèi)置式光纖與所述外鋼管之間通過機械密封裝置密封連接。