SU1763938A1 - Способ отбора проб газа, растворенного в жидкости, и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

ИзобреУение относитс  к области излучени  химических и физических свойств жидкости, в первую очередь, к океанологии и лимнологии. Цель изобретени  - автоматизаци  дистанционного отбора проб с разного уровн  и обеспечение подготовки пробы дл  количественного анализа путем частичного заполнени  емкости дозой исследуемой жидкости. Производ т равновесную продувку отобранного объема жидкости в замкнутой системе до установлени  величины давлени  выше, чем в газоаналитическом тракте, используемом дл  измерени  концентрации газов в жидкocf и 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области изучени  химических и физических свойств жидкости и предназначено дл  проведени  океанологических и лимнологических исследований и может быть использовано дл  отбора проб, предназначенных дл  изучени  газов, содержащихс  в флюидах гидрогеологических и нефт ных скважин.

Цель изобретени  состоит в автоматизации дистанционного отбора проб с разного уровн  и обеспечени  подготовки пробы дл  количествественного анализа.

Способ осуществл ют следующим образом .

Первоначально емкости-пробоотборники определенного объема продувают неисследуемым газом, который  вл етс  газом-носителем, при проведении анализа, и опускают на глубину, затем путем включени /выключени  насоса прокачивают петлю дозатора исследуемой жидкостью на заданных горизонтах и осуществл ют частичное заполнение емкостей-пробоотборников жидкостью равновесной с газом путем дозировани  газож идкостной смеси за счет захвата и переноса пробы жидкости потоком неисследуемого газа с мелкодисперсным дроблением струи газа, барботи- рующей пробу, до достижени  давлени  в закрытой системе газ-жидкость, равного давлению, установленному на редукторе баллона с газом При таком вводе, до объемных скоростей газа 250 см3/мин достигаетс  динамическое равновесие между пузырьками газа-носител  и растворенными газами То есть осуществл етс  равновесное газожидкостное дозирование с установлением статического равновеси  между газовой фазой, включающей объем продутого равтнивбсноТо гёза и исходный объем газа, с пробой жидкости. После подъема на поверхность осуществл етс  паро- фазный статический анализ исследуемой смеси путем дозированного ввода части

СП

С

vj

ON

СО

ю

CJ

оо

равновесной газовой (паровой) смеси в га- зохроматографический тракт и измерени  концентрации летучих компонентов с последующим расчетом исходных концентраций летучих растворенных веществ по известным коэффициентам распределени  в системе газ-жидкость.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом , где изображен герметично-разъемный корпус 1 с крышкой 2, содержащий баллон 3 с неисследуемым сжатым газом (например, гелием), снабженный редуктором давлени  4, соединенный с электромагнитным клапаном (краном)-дозатором 5 с дозировочной петлей 6, вход которой выведен наружу через входной штуцер 7, а выход через насос 8 соединен с емкостью слива жидкости 9. Дозатор 5 соединен с электромагнитным распределительным клапаном- краном 10, содержащим одну заглушенную линию 11, который соединен параллельно с емкост ми-пробоотборниками 12, выполненными в виде цилиндров с герметично установленными эластичными прокладками

13в верхнем торце, и пористым фильтром

14- в нижнем, которые установлены в кассете-термостате 15. Через герметичный разъем 16 к корпусу подведен кабель-трос 17, в корпусе установлен узел электронного управлени  18, который содержит электронную плату, датчик давлени  19с индикатором глубины, соединенные с шаговыми электродвигател ми. Узел электронного управлени  соединен с насосом 8, дозатором 5 и распределительным краном 10.

Способ реализуетс  устройством следующим образом: при сн той крышке 2 корпуса 1 путем последовательного переключени  клапана 10, при открытом вентиле баллона 3 и расходе газа 100 см /мин установленным с помощью редуктора 4, осуществл етс  продувка емкостей - пробоотборников 12 до полного удалени  примесей, при этом эластичные прокладки 13 прокалываютс  иглой синхронно с переключением крана 10. Дл  выбора оптимального режима отдувки воздуха контролировалось содержание примесей с помощью детектора по теплопроводности. При объеме емкостей-пробоотборников 10 см с внутренним диаметром 1 см достаточно пропускани  газа-носител  в количестве 200 см3. Затем клапан 10 устанавливаетс  в нейтральное положение 11, соответствующее поступлению газа в заглушенную линию . В узле 18 электронного управлени  задаютс  глубины срабатывани  реле от датчика давлени  19. С помощью редуктора 4 устанавливаетс  рабочее давление газа. Причем величина рабочего давлени  должна превышать давление газа-носител  в га- зохроматографическом тракте, так как именно разность в этих величинах определ ет величину дозы равновесной паровой

фазы, котора  исследуетс  после отбора. Как было установлено опытным путем, при использовании короткой колонки с молекул рными ситами типа СаА, зернением 0,15 мм, дл  разделени  смеси № (02+Аг) достаточно установить разность давлени  в пределах 0,3 атм, при абсолютных значени х давлений 0,7; 0,5 атм, В этом случае дл  дозировани  использовались емкости объемом 15 см наполовину заполненные исследуемой водой; ввод равновесной паровой фазы осуществл ли с помощью парофаз- ной статической приставки разработанной в НИТИХИ ЛГУ или путем заполнени  петли кран-дозатора, объемом 1 см , уравновешенной с атмосферным давлением. После закрыти  и герметизации крышки 2 система опускаетс  на кабель-тросе на глубину, с притормаживанием, при выходе на заданный горизонт, где от узла 18 электронного

управлени  включаетс  насос, прокачивающий петлю 6 кран-дозатора 5. При объеме петли 5 см достаточно прокачивани  2- кратного объема, то есть при расходе насоса 180 см3/мин насос включаетс  на 5 сек.

С такой временной задержкой автоматически переключаетс  в режим дозировани  клапан (кран) 5, а затем с задержкой в 2 сек. клапан 10, направл ющий пробу в одну из емкостей 12. После ввода пробы, исследуема  жидкость барботируетс  мелкодисперсным потоком газа из баллона 3 до установлени  в емкости 12 давлени  равного , установленному на редукторе 4, например , 0,7 атм (дл  исследовани  смеси

(N2(02+ Ar). Электрическое питание узла 18, насоса 8 и электромагнитных клапанов (кранов) 5,10 осуществл етс  с поверхности водоема по кабель-тросу 17 через разъем 16. На других горизонтах последовательность операций повтор етс .

Использование способа отбора газов растворенных в жидкости позвол ет по сравнению с существующим резко повысить достоверность исследовани  состава

газов растворенных в жидкости на любых глубинах и в первую очередь предназначено дл  исследовани  миграции растворенных газов в Мировом океане.

Одновременно повышаетс  экспресс- ность отбора и подготовки пробы к измерению , что позвол ет быстро проводить исследовани  распределени  таких биогенных газов, как 02, С02 с целью вы влени  и оценки пищевых ресурсов океана.

Исследование СО и летучей органики позволит уточнить закономерности трансформации углерода в водной толще и особенности осадкообразовани .

Claims (3)

1.Способ отбора проб газа, растворенного в жидкости, включающий продувку емкости неисследуемым газом с последующим заполнением исследуемой жидкостью, продувку отобранного объема жидкости мелкодисперсной струей неисследуемого газа, о т- личающийс  тем, что, с целью автоматизации дистанционного отбора проб с разного уровн  и обеспечени  подготовки пробы дл  количественного парофазного анализа, после частичного заполнени  емкости дозой исследуемой жидкости равновесную продувку отобранного объема жидкости производ т в замкнутой системе до установлени  величины давлени  выше, чем в газоаналитическом тракте, используемом дл  измерени  концентрации газов в жидкости.

2.Устройство дл  отбора проб газа, растворенного в жидкости, содержащее ем0

5

0

5

кость сбора пробы, узел продувки газа, состо щий из баллона со сжатым газом, редуктор с трубопроводами, заключенный в разъемный корпус, и узел дроблени  струи продуваемого газа, выполненный в виде пористого фильтра, отличающеес  тем, что устройство снабжено насосом, заборным штуцером и электромагнитным клапаном- дозатором, соединенными трубопроводом, распределительным краном и емкостью дл  слива проб жидкости, при этом дозатор соединен с газовым баллоном, а вход петли дозатора соединен с заборным штуцером, который установлен за пределами корпуса, выход дозатора соединен с насосом и емкостью дл  слива проб жидкости, распределительный кран соединен через дозатор с емкост ми дл  отбора проб газа,

3. Устройство по п.2, отличающее- с   тем, что, емкости дл  отбора проб газа выполнены в виде набора цилиндров, закрытых с верхнего торца, а узлы дроблени  струи газа расположены в нижних торцах цилиндров, причем цилиндры установлены в кассете-термостате.

73

,75