Способ определения содержания углеводородных газов Советский патент 1981 года по МПК G01N27/16 

Цель изобретения повышение точности измерений в широком диапазоне концентраций горючих газов. Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения содержания углеводородных газов в газовой смеси с помощью двух идентичных поддерживаемых при разных тем .пературах термокаталитических чувствительных элементах, заключающемся в измерении разности термоэффектов термокаталитического окисления смеси горючих газов на этих.элементах, на первом из которых поддерживают темпе ратуру, при которой происходит окисление всей горючей смеси, а на втором - всей смеси без углеводородных компонентов,и последующем изменении температуры элементов при достижении концентрации углеводородных газов выше заданной, при достижении концентрации выше заданной уменьшают температуру первого чувствительногЪ элемента до значения ниже температуры окисления углеводородных газов, но выше температуры окисления неуглеводородных компонентов смеси, при этом содержание углеводородных газов определяют по теплоотдаче термокаталитических чувствительных элементов. Высокая чувствительность и избира тельность способа на анализе малых концентраций углеводородных газов до тигается одновременным сжиганием на двух идентичных термокаталитических элементах горючей смеси при различных температурах и автоматическим исключением погрешностей, обусловлен ных сгоранием неуглеводородных газов. При понижении температуры чуьствительного элемента, вследствие появления больших концентраций угле водородных газов в анализируемой смеси горючих газов, ниже температу ры окисления теплоотдача чувствительных элементов зависит от теплопро водности окружающей среды, от тепло дачи через концы чувствительных эле ментов и др. При неизменяющихся пар метрах чувствительных элементов (те пературы их поверхности, геометриче ких размеров, скорости потока анали зируемого газа и др)теплоотдача Q их в основном определяется теплопро водностью анализируемого газа выражениемТцQ аГ A(T)dT, где Q - коэффициент зависящий от геометрических размеров чув ствительного элемента; д- температура окружающей сред Т- температура чувствительного элемента , Х(Т)- теплопроводность окружающей средн. Разность теплоотдачи лО идентичных чувствительных элементов в осно ном определяется теплопроводностью выражением т ДО о Г A(T)dT, где Тц - температура поверхности пер вого чувствительного элемен та; Тц2 температура поверхности второго чувствительного элемента . Теплопроводность воздуха при температуре выше 400°С меньше теплопроводности метана, этана и пропана (газов основных компонентов газовых залежей и газовых подушек нефтяных залежей), при вскрытии которых наблюдается повышенное содержание концентраций углеводородных газов. Таким образом определяется по увеличенИ разности теплоотдачи чувствительных элементов концентрация углеводородных газов. Влияние водорода, теплопроводность которого значительно выше теплопроводности воздуха и углеводородных газов, исключается его сгоранием на обоих чувствительных элементах. На чертеже приведен возможный вариант устройства, реализующего предлагаемый способ. Температуры термокаталитических чувствительных элементов 1 и 2 поддерживаются постоянными, но не одинаковыми с помощью автоматических регуляторов 3 и 4 температуры путем изменения электрической мощности, подводимой к чувствительным элементам. Выходы автоматических регуляторов 3 и 4 температуры подключены к входам схемы 5 измерения, к выходу которой подключен компаратор 6, выход которого подключен ко входу автоматического регулятора 3 температуры и схемы 5 измерения. При малых концентрациях углеводородных газов температура чувствительного элемента 1 поддерживается начальным сигналом компаратора б равной температуре окисления углеводородных газов, а температура чувствительного элемента 2 - ниже температуры окисления углеводородных газов, но выше температуры окисления горючих газов {водорода, окиси углеводорода, сероводорода). Разность термоэффекта сгорания, определяемая по разности измерения электрических мощностей, подводимых к чувствительным элементам, измеряется измерительной схемой 5. При достижении концентрации выше определенной сигналом компаратора 6 автоматический регулятор температуры 3 переключается на режим поддержания температуры чувствительного элемента 1 ниже температуры чувствительного элемента 2, но выше температуры окисления неуглеводородных компонентов, а измерительная схема 5 переключается на измерение разности электрических мощностей, подводимых к 4yBCTBHTenbHf iM элементам и 2. Предлагаемый способ применяется при разработке приборов и систем газового каротажа скважин. Он повышает надежность работы чувствительных элементов за счет исключения ав токатализа на чувствительных элемен тах и, как следствие, их перегрева, приводящего к выходу из строя. Формула изобретения Способ определения содержания угл водородных газов в газовой смеси с п мощью двух идентичных поддерживаемых при разных температурах термокаталитических чувствительных элементов заключающийся в измерении разности термоэффектов термокаталитического окисления смеси горючих газов на эти элементах, на первом из которых поддерживают температуру, при которой происходит окисление всей горючей смеси, а на втором - всей смеси без углеводородных компонентов, и последующем изменении температуры йлементов при достижении концентраций углеводородных газов выше заданной/ отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне концентраций, при достижении концентрации выше заданной уменьшают температуру первого чувствительного элемента до значения ниже температуры окисления «углеводородных газов, но выше температуры окисления неуглеводородных компонентов смеси, при этом содержание углеводородных газов определяют по теплоотдачетермокаталитических чувствительных элементов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Соколов В.А. и Юровский Ю.М. Теория и практика газового каротажа. М., Гостоптехиздат, 1961, с. 143-153, 2.Авторское свидетельство СССР № 397829, кл. G 01 N 25/32, 1965 (прототип).,