高含硫天然气集输管线泄漏激光遥感技术研究

2 0 0 8 年第2 2 卷第6 期 石油仪器 P E T R O L E U M I N S T R U M E N T S ·计算机与通讯技术· 高含硫天然气集输管线泄漏激光遥感技术研究‘ 常启海1 ’2 j 于殿强2 程 希3 张 建2 ( 1 ．胜利油田博士后工作站 山东东营) ( 2 ．胜利油田胜利工程设计咨询有限公司 山东东营) ( 3 ．中国石油测井有限公司 陕西西安) 摘 要：针对我国高舍硫天然气开发泄漏检测现状，利用激光光谱技术开展了天然气泄漏激光遥感监测技术研究。 研制出基于调制半导体激光吸收光谱原理的C H 4 ／H 2 S 泄漏激光遥感监测仪器，该仪器检测灵敏度2 p p m ，遥感距离可达 lk m 。为我国高含硫天然气的安全开发提供了技术保证。 关键词：高含硫天然气；泄漏；激光遥感；监测 中图法分类号：T E 8 3 2 ．2 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 4 ．9 1 3 4 ( 2 0 0 8 ) 0 6 。0 0 7 9 ．0 2 O 引 言 J I I 东北天然气储量在全国总储量占有较大比重， 且较多高含H 2 s 和C 0 2 。高含H 2 s 天然气的强腐蚀和 氢脆使高含H 2 S 气田的开发过程发生泄漏的风险极 高。加大高含H ：S 天然气开发集输泄漏检测力度，是 目前我国高含H 2 S 天然气气田安全建设的重要工作 之一。用于天然气泄漏检测的传感技术采用化学、金 属氧化物等气体传感器。该类传感器存在传感介质易 失效和维护频繁的缺陷，不适用我国高含硫天然气开 发现场。针对我国天然气气田的特点，开展新型且适 用于我国高含硫天然气开发现场的气体传感器成为气 田安全建设急需解决的工作。 采用激光光谱技术实现气体的高灵敏度监测是当 前国内外研究的热点。利用激光技术形成的气体传感 器具有灵敏度高、无需标定、使用周期长和免维护的特 点[ 1 1 2 、3 】。特别是激光遥感的特点很适于有毒气体的 现场无人监测。本文介绍了调制半导体激光光谱进行 气体监测的原理，和基于此原理研制的多组份气体泄 漏激光遥感仪器的结构和性能。 l 调制半导体激光吸收光谱( T D L A S ) 技术原理 调制半导体激光吸收光谱简称T D L A S ，是T u n a b l e d i o d el a s e ra b s o r p t i o ns p e c t r u m 的英文首字母缩写。基 于T D L A S 的气体传感器是一种主动光电产品。在遵 循B e e r —L a m b e r t 定律条件下，该技术利用待检气体的 原子或分子吸收谱线对检测光源的调制吸收特性实......