本發(fā)明涉及油氣田甲烷和vocs檢測(cè)，尤其涉及一種基于tdlas的甲烷和vocs協(xié)同檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、2021年1月實(shí)施的《陸上石油天然氣開采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(gb?39728-2020)，首次提出了常規(guī)油氣田的甲烷和vocs(volatileorganiccompounds，揮發(fā)性有機(jī)物)的管控要求。實(shí)現(xiàn)甲烷和vocs的同步檢測(cè)是管控的基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)油氣田的甲烷和vocs管控還處理起步階段，有很大的應(yīng)用市場(chǎng)。氣體檢測(cè)器的核心裝置為檢測(cè)傳感器，可調(diào)諧激光吸收光譜法(tunablediodelaserabsorptionspectroscopy，tdlas)是近年來(lái)逐漸成熟的技術(shù)，采用可調(diào)諧二極管激光器作為光源，通過(guò)對(duì)被測(cè)組分對(duì)特定波長(zhǎng)的光的吸收強(qiáng)度得出待測(cè)氣體濃度。

2、中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴癱n201720119383.3”的實(shí)用新型專利公開了“基于tdlas技術(shù)的有毒有害氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，所述系統(tǒng)包括激光氣體分析儀和管道在線光機(jī)結(jié)構(gòu)兩部分，激光氣體分析儀包括半導(dǎo)體激光器、信號(hào)處理板、主控制板；管道在線光機(jī)結(jié)構(gòu)分為對(duì)射式和反射式兩種，適用于工業(yè)生產(chǎn)中的在線監(jiān)測(cè)。該專利可實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)激光氣體分析儀測(cè)量多個(gè)位置的目的，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)兩種及以上氣體的同時(shí)測(cè)量。

3、中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴癱n201911052941.9”的發(fā)明專利公開了“一種基于tdlas的甲烷氣體濃度的檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法”，所屬裝置包括無(wú)蓋殼體，內(nèi)設(shè)電源、數(shù)據(jù)采集模塊、電路控制室、激光收發(fā)室和多孔陶瓷氣室，適用于稻田甲烷氣體濃度檢測(cè)。該專利僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)甲烷的單一測(cè)量。

4、中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴癱n202023158898.5”的實(shí)用新型專利公開了“一種基于tdlas技術(shù)的甲烷泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，所述裝置內(nèi)有cpu、氣體檢測(cè)模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)采集模塊、信號(hào)處理模塊、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)、云臺(tái)、甲烷激光遙測(cè)終端、數(shù)據(jù)分析模塊、激光模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離甲烷泄漏監(jiān)測(cè)。該專利僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)甲烷的單一測(cè)量。

5、中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枴癱n202110569178.8”的發(fā)明專利公開了“基于tdlas的氣體泄漏遙測(cè)系統(tǒng)”，所述系統(tǒng)包括激光發(fā)射器和接收器、星光級(jí)視頻攝像模組、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)、云臺(tái)、本地工作站、5g基站和數(shù)據(jù)中心組成，為氣體遙測(cè)系統(tǒng)。該專利僅實(shí)現(xiàn)了泄漏氣體的在線監(jiān)測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)泄漏源附近檢測(cè)。

6、碩士論文“調(diào)諧激光光譜法在線檢測(cè)vocs的方法研究及儀器設(shè)計(jì)”設(shè)計(jì)了基于tdlas技術(shù)在線檢測(cè)vocs實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括信號(hào)發(fā)生器、激光驅(qū)動(dòng)器、激光器及準(zhǔn)直器、長(zhǎng)光程氣體池、光電檢測(cè)器及前置放大裝置、鎖相放大器、數(shù)據(jù)采集卡、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理單元等構(gòu)成，改進(jìn)了傳統(tǒng)tdlas系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，拓展了tdlas技術(shù)的檢測(cè)范圍，可實(shí)現(xiàn)vocs連續(xù)、快速、現(xiàn)場(chǎng)分析。該文獻(xiàn)僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)vocs的單一測(cè)量。

7、以上專利和研究成果只是單一的測(cè)量甲烷或者vocs，無(wú)法實(shí)現(xiàn)甲烷和vocs的同時(shí)測(cè)量，或無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏源附近泄漏氣體的檢測(cè)。目前對(duì)于油氣田場(chǎng)站的甲烷和vocs排放檢測(cè)需要兩類儀器，一種是甲烷檢測(cè)器，另一種是揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)器，在油氣田生產(chǎn)平臺(tái)、接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站、處理站和油庫(kù)中，甲烷和vocs均來(lái)自相同的排放源，使用兩種儀器檢測(cè)效率低，耗時(shí)耗力。市面上甲烷或者vocs的泄漏檢測(cè)器主要針對(duì)一種氣體，不符合目前油氣田的排放特征。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種基于tdlas的甲烷和vocs協(xié)同檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)方法，可實(shí)現(xiàn)甲烷和vocs的協(xié)同測(cè)量，有效提高了檢測(cè)效率，開展針對(duì)性的甲烷和vocs協(xié)同管控。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

2、本發(fā)明提供了一種基于tdlas的甲烷和vocs協(xié)同檢測(cè)系統(tǒng)，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括：采樣模塊、數(shù)據(jù)測(cè)量模塊和顯示模塊；所述采樣模塊通過(guò)管線與數(shù)據(jù)測(cè)量模塊相連，所述顯示模塊通過(guò)無(wú)線方式與采樣模塊和數(shù)據(jù)測(cè)量模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；其中，

3、所述采樣模塊用于對(duì)背景氣體和泄漏氣體進(jìn)行采樣；

4、所述數(shù)據(jù)測(cè)量模塊用于對(duì)已采樣的背景氣體和泄漏氣體進(jìn)行測(cè)量；

5、所述顯示模塊用于對(duì)背景氣體和泄漏氣體的濃度進(jìn)行顯示。

6、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述采樣模塊包括：微型氣體采樣泵、背景氣體進(jìn)樣口、氣體取樣器、采樣軟管和連接附件；其中，

7、所述背景氣體進(jìn)樣口設(shè)置于檢測(cè)裝置防爆外殼上，通過(guò)管線與微型氣體采樣泵相連，用于對(duì)背景氣體進(jìn)行采樣；

8、所述氣體取樣器的中部位于檢測(cè)裝置防爆外殼的容置空間內(nèi)，兩個(gè)端口位于檢測(cè)裝置防爆外殼的外部，所述氣體取樣器通過(guò)采樣軟管與連接附件相連，用于對(duì)泄漏氣體進(jìn)行采樣。

9、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述氣體取樣器包括入口過(guò)濾絲網(wǎng)、氣體取樣點(diǎn)、大流量氣體采樣泵及第一氣體出口；其中，

10、所述入口過(guò)濾絲網(wǎng)設(shè)置于所述氣體取樣器的一端，通過(guò)管道與大流量氣體采樣泵相連；

11、所述氣體取樣點(diǎn)設(shè)置于所述氣體取樣器側(cè)壁上；

12、所述第一氣體出口設(shè)置于所述氣體取樣器的另一端。

13、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述數(shù)據(jù)測(cè)量模塊包括：電路板、第一電磁閥、第二電磁閥、第一tdlas傳感器、第二tdlas傳感器和第二氣體出口；其中，

14、所述第一電磁閥和第二電磁閥均焊接于電路板上，所述第一電磁閥通過(guò)管線均與背景氣體進(jìn)樣口、氣體取樣點(diǎn)以及微型氣體采樣泵相連；所述第二電磁閥通過(guò)管線均與微型氣體采樣泵、第一tdlas傳感器以及第二tdlas傳感器相連；所述第一tdlas傳感器和第二tdlas傳感器均通過(guò)管線與第二氣體出口相連。

15、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述顯示模塊包括手持終端和菜單按鍵；其中，

16、所述菜單按鍵設(shè)置于所述手持終端上。

17、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述檢測(cè)系統(tǒng)還包括：供電模塊和安全模塊；所述供電模塊和安全模塊相連；其中，

18、所述供電模塊用于為采樣模塊、數(shù)據(jù)測(cè)量模塊和顯示模塊供電；

19、所述安全模塊用于保障供電模塊安全。

20、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述供電模塊包括可充電電池及多條連接線；其中，所述可充電電池通過(guò)連接線與檢測(cè)裝置防爆外殼相連。

21、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述安全模塊包括檢測(cè)裝置防爆外殼和接地線；其中，所述接地線與檢測(cè)裝置防爆外殼相連。

22、本發(fā)明還提供了一種基于tdlas的甲烷和vocs協(xié)同檢測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：

23、步驟(1)、將安全模塊接地后，啟動(dòng)采樣模塊對(duì)背景氣體進(jìn)行采樣；然后開啟數(shù)據(jù)測(cè)量模塊對(duì)背景氣體進(jìn)行測(cè)量；最后顯示模塊對(duì)背景氣體中甲烷和vocs的濃度進(jìn)行顯示；

24、步驟(2)、使用所述檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)企業(yè)設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)進(jìn)行巡視檢，或配合使用氣體成像紅外攝像儀開展油氣田場(chǎng)站氣體泄漏的觀測(cè)；

25、步驟(3)、在發(fā)現(xiàn)氣體泄漏的地方，根據(jù)組件形態(tài)尺寸選取合適的連接附件，并將連接附件連在泄漏源的位置，使用所述檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)所有的泄漏氣體進(jìn)行采集；

26、步驟(4)、啟動(dòng)采樣模塊對(duì)泄漏氣體進(jìn)行采樣；然后開啟數(shù)據(jù)測(cè)量模塊對(duì)泄漏氣體進(jìn)行測(cè)量；最后顯示模塊對(duì)泄漏氣體中甲烷和vocs的濃度進(jìn)行顯示。

27、作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述動(dòng)靜密封點(diǎn)包括：泵、壓縮機(jī)、攪拌器、閥門、泄壓設(shè)備取樣連接系統(tǒng)、開口閥、開口管線、法蘭和連接件。

28、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

29、第一，本發(fā)明使用的高靈敏度tdlas檢測(cè)器，具有精確的甲烷和vocs的線性響應(yīng)范圍，選擇性好、可靠性高、不中毒、不依賴于氧氣、受環(huán)境干擾因素小、無(wú)需定期進(jìn)行校準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，工作溫度范圍廣，有較強(qiáng)的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性；

30、第二，本發(fā)明通過(guò)雙量程的(tdlas)傳感器組合，工作中可實(shí)現(xiàn)甲烷和vocs濃度的同步測(cè)定，提升了工作效率。

31、第三，本發(fā)明檢測(cè)系統(tǒng)中采用的大流量氣體采樣泵通過(guò)主動(dòng)大流量吸氣的方式進(jìn)行測(cè)量，可發(fā)現(xiàn)微小的泄漏源。

32、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。