防爆火焰探测器在高含硫气井井口安全监测如何应用

一、防爆火焰探测器在高含硫气井井口安全监测如何应用？

1.能源问题和环境保护问题是全球性的热门话题。随着我国国民经济的快 速发展，这防爆火焰探测器在高含硫气井井口安全监测如何应用储量分布广，输送便利，燃烧后不污染环境等显著优点，在世界上已作为主要能源，被广泛应用在生活上和工业生产中。 

2.我国天 然气能源（LNG液化天 然气）中60%来自于进口，来源涵盖亚太、中东、北美等25个国家。国内的产地为塔里木产区，鄂尔多斯产区、川渝产区和南海海域产区，它们并称为中国四大天 然气产区。

塔里木产区的天 然气通过管道西气东输，从南疆的轮台镇一路输送到上海。自鄂尔多斯产区开采出来的天 然气则主要输送到北京，天津，河北等地区。

鄂尔多斯盆地北缘的中石油苏里格气田，是我国首 个探明储量万亿立方米的大气田，其年产量过230亿立方米。

川渝产区中，有一个位于四川省达州市的普光 气田，年产能过100亿立方米，是“川气东送”工程的气源地。

3.普光 气田大湾采气区位于四川省东北部宣汉县境内，目前，大湾区块已累计探明地质储量约为1267亿立方米，动用储量约为728亿立方米。气井 H2S 平均含量约15% ，CO2平均含量约8% ，属于高含硫化氢气井。

4.为了实现气田安全生产，普光 气田大湾采气区采用多种井口安全监测和截断装置协调工作，监测气井井口的气体泄漏、火灾以及压力异常等情况，并将 采 集到的实时信息反馈到监测及数据采集系统，在站控室和中控室人际界面上进行显示，紧急情况时可通过截断系统实现自动关井，值班人员也可就地或远程关井，从而保证气田安全生产。

4.1井口安全监测装置的功能：利用气井井口安全监测装置可以对气井井口压力、温度变化情况、气体泄漏情况、井口火灾等进行监测。如果过设定关断值，则可触发单井乃至集气站的关断，值班人员也可以在人机界面触发远程关井。

4.1.1固定式硫化氢监测仪，用于监测空气中硫化氢气体含量，该监测仪采用电化学工作原理，通过测定电化学材料在硫化氢气体中氧化和还原反应，产生工作电流的大小来确定硫化氢气体的浓度。 

4.1.2固定式可燃气体探测仪，用于实时监测空气中碳氢化合物的含量。该探测仪采用扩散式采样方式，利用红外光学传感器检测空气中碳氢化合物所吸收的红外波能量的变化，来确定空气中可燃气体的浓度。 

4.1.3激光对射红外探测仪，用于天 然气中甲烷与硫化氢实时在线监测及泄漏预警，测量光程1000m，测量范围 0～500mg /L。该探测仪工作原理如下: 从站控室发出的激光经光纤传输到现场激光发射单元，激光发射单元发出的激光经过开放空间被激光接受装置接收，激光光波中对硫化氢以及甲烷气体敏感的成分会减少，由此来推算出开放空间中甲烷及硫化氢浓度。 

4.1.4分线制防爆型天然气气田气井井口火焰探测器，该探测器探测在物质燃烧时产生红外和紫外光辐射的强度，由此来实时监测井口火灾情况，探测距离 60m。探测器具备高灵敏度保护范围广的特性，可监视3400平方米区域，快至1秒内报警，自动将气田气井井口的初期明火的频谱信号，确认为火警，并将报警信号上传至井口安全监测装置的数据采集系统。 

本探测器能够对井口现场的日光、闪电、电焊、人工光源、环境（人等）、热辐射、电磁干扰、机械振动等干扰有很好的过滤作用，从而实现了对初期小火信号的高速准确识别。

4.1.5易熔塞，当井口区发生火灾或温度达到易熔塞的设定值 127 ± 5℃，易熔塞融化，井口控制柜回路泄压，从而自动实现所有生产井的井下和地面安全阀关闭。

4.1.6工业监控系统，该系统主要用于井口生产情况的监视以及及时发现险情给予报警和火灾确认等。

4.2井口截断装置与SCADA系统相连，也与站控室控制面板和逃生通道关断按钮相连，当触发自动关断或远程关断时从井口截断气源实现关井。井口截断系统主要由地面安全阀、井下安全阀、井口控制柜组成，当监测到井口气体泄漏、火灾或者压力异常等情况需要集气站保压关断时，井口控制柜控制地面安全阀关闭，从而截断气源。当发生火灾、爆炸等需要进行集气站放空关断时，也需同时关闭地面和井下安全阀。

井口安全监测与截断系统在普光 气田大湾采气区投产以来，分线制防爆型天然气气田气井井口火焰探测器，浓度监测和关断设备运行良好。当井口发生气体轻微泄漏时，系统能及时检测并报警，这样值班人员能够及时处理，避免了不必要关井。当井口发生气体严重泄漏时，系统可以及时自动触发单井关断。由于该系统具有较好的稳定性和可靠性，可以在高含硫气井开发过程中推广应用。