关于空气钻井下等场合燃爆实时多参数气体在线监测系统技术方案

1.适用范围

本技术规格书适用于空气钻井下燃爆实时监测系统的制造、采购及验收。

2.执行标准

GB/T   15322-1-2016  可燃气体探测器

GB/T 50058  爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范

3.性能参数

(1)通信技术：无线传感器网络技术，可靠距离(覆盖井场):200m

(2)气体传感器数据检测指标：

a.          O2浓度测量范围及分辨率：(0～25)%VOL,0.1%VOL

b.      CO浓度测量范围及分辨率：(0～1000)ppm,5ppm

c.      CO₂浓度测量范围及分辨率：(0～5)%VOL,±(50PPm+5%  读数值)

d.      H₂S浓度测量范围及分辨率：0～200PPm,lppm

e.      CH4低浓度测量范围及分辨率：(0～5)%VOL,0.1%VOL

f.     CH4高浓度测量范围及分辨率：(5～100)%VOL,0.1VOL%

g.     H₂O2浓度测量范围及分辨率：(0-20)ppm,0.1ppm

(3)压力传感器数据检测指标：取样压力测量及精度：0～400Kpa,±0.5%FS

(4)流量传感器数据检测指标：取样流量测量范围及精度：0～1000mL/min

(5)电源参数：

a.  供电方式：DC12V+大容量防爆三元锂电池组供电，充放电次数大于500次，使 用寿命不低于2年，电池箱体采用绝缘非金属材料制成。

b.      防爆三元锂电池组续航能力：12小时以上

c.  电池数量：2组及以上(一用一备)

(6)仪器工作温度： -20～65℃。

(7)工作湿度：15-90%RH(非冷凝)

4.技术要求

(1)空气钻井下燃爆实时监测系统由前置气体处理装置、现场燃爆监测分析仪以及上位监 控主机组成。

(2)前置气体处理装置：前置气体处理装置安装在排砂管线上，采用水滤方式，滤除气体 中的泥沙，使用无水 CaC12 滤除气体中的水分，从而保障取样气体的干燥纯净，含水量控制 在0.1-1.0ppm, 使数据采样更准确可靠，同时对检测的气体传感器起到防护作用。

(3)现场燃爆监测分析仪：取样气体在分析仪内的流动过程中仪器内的各种传感器将对其 中CO2、CO、02、H2S、CH₄气体体积分数以及压力、温度气体湿度，气体流量的原始数据进行 采集，传感器采用2.4寸液晶显示，报警时 低报出现黄屏预警，高爆时，红屏预警，显示正常/报警等字样，一键消音，一键复位，输出方式RS485和4-20MA/开关量/HART同时输出，支持地址可编辑，产品带有防爆。并由信号发射模块(位于防爆箱内)将各组数据信号以无线传输方的式发射至监控主

机。

分析仪有一个气体入口，经过前置气体处理装置处理过后的纯净气体从气体入口输入， 先进行取样压力、流速、温湿度的检测，然后分两路进行 CH4、H2S以及02、CO2、Co 气体   含量检测，然后通过放空口排出。现场分析仪提供数据检测、本地显示以及无线传输功能。

气体入口及监测主机内部的接口：接口为快速接头 PC6; 管 径 6mm, 由于前段通过过 滤及调压，将进入监测主机的压力控制在400Kpa内，如传感器在监测过程以及排空气体中  监测到硫化氢浓度超过设定值，监测主机会随机发出报警信号，提醒监测人员进行相关操作，

并且系统自动开启气体自动截断阀，避免硫化氢的泄漏。

(4)监控主机接收分析仪传输的实时数据，实现数据的存储、显示以及报表功能，操作人 员通过原始数据曲线可进行井下燃爆情况的判断，指导施工以达到预警的目的。

上位监控主机包含一台笔记本电脑以及 LORA无线收发服务器组成， LORA 收发器以 USB 形式与笔记本电脑连接，系统提供高增益吸盘天线，实现全井场范围的信号覆盖。通过运行 在笔记本电脑中的实时监测软件系统，实现检测数据的实时接收，数据及曲线的显示，数据 的存储及报表、曲线打印功能。监测系统软件界面设有报警显示窗口，如遇监测气体超过设 定值，系统会自动弹出报警界面，提示气体监测异常。

(5)配备专用运输箱，满足在恶劣路况下的运输过程中抗震动、抗冲击要求。

(6)操作系统和操作软件齐备，软件使用权归甲方所有，并可在通用计算机上安装使用。

(7)可长期持续提供系统要求的所有配件以及提供操作软件的升级版本。

(8)提供的设备仪器及所有配套设备和工具必须是全新的、未使用过的、能够在规定技术 参数下正常工作的仪器。