Способ определения интенсивности выделения газов легче воздуха с поверхности пористых объектов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерению интенсивности газовыделения из почвы, минералов, складированных (насыпанных и/или сложенных) значительными массами других веществ. Способ определения интенсивности выделения газов легче воздуха с поверхности пористых объектов включает в себя применение газоанализаторов. По этому способу на выбранном участке поверхности устанавливают шатер любой формы, открытый снизу и выполненный из газонепроницаемого материала. На верхней точке шатра устанавливают газонепроницаемый невентилируемый контейнер, в контейнере располагают датчик и насос прокачки газоанализатора. Внутренняя полость контейнера сообщается через отверстие в дне контейнера с внутренним объемом шатра. Стык контейнера с шатром герметизируют. Интенсивность газовыделения вычисляют на основании измеренных изменений концентрации газа в контейнере во времени, площади поверхности, перекрытой шатром, и объема контейнера. Техническим результатом является получение возможности измерения интенсивности выделения газов легче воздуха из почвы, минералов и других веществ, складированных в значительных количествах и имеющих открытую поверхность. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к измерению интенсивности газовыделения из почвы, минералов и складированных (насыпанных и/или сложенных) значительными массами других веществ. Предполагаемое изобретение может применяться при геологических изысканиях, экологических исследованиях или для мониторинга подземных газопроводов с целью обнаружения и оценки интенсивности утечки газа без вскрытия газопроводов.

Известен способ определения концентрации водорода в подпочвенном воздухе (В. Ларин, Н. Ларин. Жара в России. (Hydrogen-future.com.), В.Н. Ларин «Наша Земля». М.: Изд-во «Агар», 2005. 244 с.), заключающийся в том, что штангу диаметром более 1 см забивают на глубину свыше 1 м в почву, затем штангу вытаскивают и в образовавшуюся скважину быстро погружают приемную трубку водородного газоанализатора, которую у устья скважины обжимают землей для исключения газообмена между воздухом и объемом скважины. По показаниям водородного газоанализатора судят о концентрации водорода в подпочвенном воздухе.

Этот способ имеет целый ряд недостатков. Во-первых, он требует применения больших физических усилий. Во-вторых, он применим только на мягких почвах и совершенно неприменим на каменистых участках либо на участках, имеющих искусственные пористые покрытия (щебеночные, вымощенные камнем и т.п.). В-третьих, наличие скважины в дальнейшем изменяет динамику процесса газовыделения в ближайшем окружении и затрудняет возможность точного анализа процесса газовыделения во времени. В-четвертых, на основании полученных данных о содержании водорода в подпочвенном воздухе невозможно выполнить количественный расчет газовыделения в атмосферу на конкретной площади.

Известен также способ поиска течей в эксплуатируемых газопроводах с поверхности почвы (прототип), заключающийся в том, что на почву устанавливается полый конус с площадью основания около 0,5 м2, к узкому концу которого присоединяется приемный шланг датчика газа (например, метана) любого типа (Кязимов К.Г. Справочник работника газового хозяйства: Справочное издание. М.: Изд-во Высшая школа. 2006, 278 с.), по показаниям которого судят о наличии выделения газа из-под почвы. Недостатком этого способа является то, что он позволяет определить только наличие газа, но не интенсивность его выделения из почвы, так как через конус осуществляется прокачка воздуха в смеси с газом, которая (смесь) поступает под конус по периферии его основания из окружающего пространства. Поэтому такая модификация способа позволяет лишь определить наличие течи, но не ее интенсивность.

Целью предлагаемого изобретения является получение возможности измерения интенсивности выделения газов легче воздуха из почвы, минералов и других веществ, складированных в значительных количествах и имеющих открытую поверхность.

Указанная цель достигается за счет того, что в способе определения интенсивности выделения газов легче воздуха из почвы, включающем в себя применение газоанализаторов, измеряющих концентрацию газа (например, гелия, водорода, метана и др.) в воздухе или других газах, например, заполняющих внутренний объем хранилища сызаторов, концентрацию газа (например, гелия, водорода, метана и др.) в воздухе или других газах, например, заполняющих внутренний объем хранилища сыпучих или иных складированных веществ, обеспечивают сбор выделяющегося газа с известной площади поверхности в невентилируемый контейнер, через определенные промежутки времени производят анализ концентрации газа в контейнере известными методами и по изменению со временем концентрации газа в невентилируемом контейнере определяют удельное газовыделение с поверхности.

Пример осуществления способа

Для измерения, например, интенсивности выделения водорода из почвы на выбранном участке устанавливают шатер любой формы, изготовленный из газонепроницаемого материала, например, пластмассовой пленки, натянутой на реечный каркас и имеющий отверстие в самой высокой части, над которым устанавливают невентилируемый контейнер из газонепроницаемого материала. Предварительно, при необходимости, по контуру шатра с поверхности почвы удаляют растительность. После установки шатра на место края шатра присыпают землей, чтобы исключить надув воздуха под шатер ветром. Внутрь контейнера вводят и закрепляют датчик водорода водородного газоанализатора, а место выхода кабеля датчика заклеивают липкой лентой. Включают газоанализатор, после истечения времени отклика записывают показания прибора и время снятия показаний и отключают газоанализатор. После истечения времени релаксации чувствительного элемента датчика снова включают газоанализатор, после истечения времени отклика записывают показания прибора и время снятия показаний и отключают газоанализатор. Показания газоанализатора, выраженные в процентах, рт, или ррт приводят к безразмерному виду. После нескольких отсчетов показаний газоанализатора производят вычисление интенсивности выделения водорода из почвы Р по формуле:

P = V k * ( m n m n 1 ) / S / t [ г / M / c ] , ( 1 )

где Vk - объем контейнера для сбора газа, м3;

n - порядковый номер отсчета;

S - площадь основания шатра, м2;

t - интервал времени между данным и предыдущим отсчетом, с,

m - масса попавшего в контейнер газа при данном отсчете.

Массу попавшего в контейнер газа при данном отсчете определяют по формуле:

m = V л * ρ * С [ г ] ( 2 )

где ρ - плотность исследуемого газа, г/м3,

С - концентрация газа (безразмерная величина) при данном отсчете.

Технический эффект, достигаемый применением этого способа, заключается в том, что применение способа позволяет вычислять интенсивность выделения газов легче воздуха с поверхности природного или искусственного объекта, что недостижимо с использованием существующих способов.

На фиг.1 схематически показан один из возможных вариантов устройства для осуществления предлагаемого способа.

На реечный или трубчатый каркас 1 натянуты стенки из газонепроницаемой пленки 2. На закрытой верхней площадке шатра установлен газонепроницаемый контейнер 3, сообщающийся с внутренним объемом шатра через отверстие 4. Внутри газонепроницаемого контейнера 3 установлен датчик с насосом прокачки 5, соединенный кабелем 6 с газоанализатором 7.

Работает устройство следующим образом.

На выбранный предварительно очищенный от растительности и выровненный только по контуру шатра участок поверхности устанавливают газонепроницаемый шатер, внутрь газонепроницаемого контейнера через отверстие в стенке вводят датчик газоанализатора вместе с насосом прокачки (если он выполнен в виде отдельного блока), через это отверстие выводят соединительный кабель к газоанализатору, а само отверстие герметизируют любым способом. Стенки шатра в месте прилегания к поверхности присыпают любым сыпучим материалом, чтобы исключить надув окружающего воздуха под шатер ветром. Контейнер устанавливают на верхней площадке шатра так, чтобы через отверстие в дне контейнера его объем сообщался с внутренним объемом шатра и герметизируют стык контейнера с шатром любым способом. Выделяющийся с ограниченного стенками шатра участка поверхности газ поднимается в верхнюю часть шатра и через отверстие в дне контейнера - во внутренний объем контейнера. При включении газоанализатора насос прокачки датчика осуществляет перемешивание воздуха внутри контейнера в течение времени отклика датчика, после чего насос отключают или он отключается по команде рабочей программы прибора, в это время снимают отсчет со шкалы или дисплея прибора и записывают время снятия отсчета. После истечения времени релаксации датчика вновь запускают режим отсчета и все операции повторяют. После снятия нескольких отсчетов вычисляют интенсивность газовыделения по формуле (1).

1. Способ определения интенсивности выделения газов легче воздуха с поверхности пористых объектов, включающий в себя применение газоанализаторов, отличающийся тем, что на выбранном участке поверхности устанавливают шатер любой формы и открытый снизу, выполненный из газонепроницаемого материала, полость которого сообщается с газонепроницаемым невентилируемым контейнером, в контейнере располагают датчик и насос прокачки газоанализатора, после чего производят несколько отсчетов показаний газоанализатора через известные интервалы времени, а интенсивность газовыделения вычисляют на основании измеренных изменения концентрации газа в контейнере во времени, площади поверхности, перекрытой шатром, и объема контейнера.

2. Устройство для измерения интенсивности выделения газов легче воздуха с поверхности пористых объектов, содержащее газоанализатор любого типа, отличающееся тем, что датчик газоанализатора вместе с насосом прокачки размещен в газонепроницаемом невентилируемом контейнере, который сообщается с внутренним объемом газонепроницаемого шатра, открытого снизу, установлен в самой удаленной от поверхности, на которой установлен шатер, зоне оболочки шатра и сообщается с внутренним объемом шатра через отверстие в его дне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению характеристик пластового флюида, имеющегося в подземном пласте, во время бурения. Техническим результатом является коррекция измеренных концентраций компонентов газа в буровом растворе.

Изобретение относится к области стендовых испытаний авиационных газотурбинных двигателей и предназначено для отбора и точной комплексной оценки загрязненности проб воздуха (подаваемого в систему кондиционирования кабины пилота воздушного судна), отбираемого из компрессора газотурбинного авиационного двигателя (ГТД) при его стендовых испытаниях, и дальнейшего газохроматографического анализа проб на содержание вредных примесей.

Изобретение относится к области метрологии, а именно к точному определению активных объемов вакуумируемой части какого-либо изделия, например, для лабораторных комплексов систем отбора и анализа проб воздуха из компрессора газотурбинного авиационного двигателя при его стендовых испытаниях.

Изобретение относится к области управления промышленной и экологической безопасностью в аварийных ситуациях на предприятиях химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и газоперерабатывающей промышленности, сопровождающихся загрязнением почвы, водного и воздушного бассейнов вредными веществами.

Изобретение относится к области исследований в мегабарной области давлений квазиизэнтропической сжимаемости газов, например водорода, дейтерия, гелия и т.д. .

Изобретение относится к области исследований газоконденсатных разведочных и эксплуатационных скважин. .

Изобретение относится к области добычи нефти, в частности к устройствам для исследования глубинных проб пластовой нефти. .

Изобретение относится к калибровке системы, которая определяет информацию, относящуюся к одному или более газовым аналитам в газообразной массе. .

Изобретение относится к автоматике и предназначено для использования в автоматических системах неразрушающего контроля качества поверхности. .

Изобретение относится к области управления промышленной и экологической безопасностью в аварийных ситуациях на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, сопровождающейся загрязнением почвы, водяного и воздушного бассейнов вредными веществами.

Система автоматического управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью выбросов высокотемпературных паров и газов с дисперсным материалом (сажей) в аппаратах после предохранительных клапанов в аварийной ситуации. Изобретение относится к области управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью на предприятиях химической, нефтехимической и газовой промышленности, где имеются выбросы высокотемпературных паров и газов с сажей в аппаратах после предохранительных клапанов, особенно для технологического процесса -пиролиза в производстве печной сажи или получения углеводородных газов с высоким содержанием непредельных углеводородов, используемых в нефтехимии. Система автоматического управления и регулирования имеет устройство - приемную трубу для сбора выбросов в аппаратах после предохранительных клапанов, а также устройство - сажеотделитель для конденсации и отделения сажи. Сажеотделитель имеет шнековый завихритель, расположенный в сетке-кожухе. Скорость ввода газового потока желательно иметь около 40 м/сек. Газовый поток, проходящий через шнековый завихритель с углом атаки завихрителя 30°, под действием центробежной силы прижимается к сетке-кожуху и сажа оседает на ней. Так как сетка-кожух с наружной стороны все время смачивается водой, то слой сажи набухает и скользит под действием силы тяжести вниз аппарата, далее через регулирующий клапан сажа вместе с грязевым потоком сбрасывается в емкость-водогрязенакопитель, откуда подается на барабанный вакуум-фильтр, где сажа снимается ножом-пластиной и далее поступает на разгрузочный шнек для подачи ее к месту упаковки в полиэтиленовые мешки для дальнейшего использования ее как товарного продукта. Техническим результатом является повышение надежности и простоты работы системы в аварийных ситуациях при выбросах высокотемпературных паров и газов с дисперсным материалом (сажей). 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области техники производства сосудов с покрытием для хранения биологически активных соединений или крови. Обеспечен способ инспектирования продукта процесса покрытия. В нем высвобождение, по меньшей мере, одной разновидности летучего вещества из поверхности с покрытием в газовое пространство вблизи поверхности с покрытием измеряется, и результат сравнивается с результатом для, по меньшей мере, одного эталонного объекта, измеренного при таких же тестовых условиях. Способ является пригодным для инспектирования любых изделий с покрытием, например сосудов. Также раскрыто его применение в инспекции PECVD-покрытий, изготовленных из кремнийорганических предшественников, особенно барьерных покрытий. Техническим результатом является возможность определять присутствие или отсутствие покрытия и/или физическое и/или химическое свойство покрытия. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 62 ил., 21 табл.

Изобретение относится к области методов и средств контроля за содержанием горючих или токсичных компонентов и может быть использовано для контроля и регулирования содержания газообразных токсичных или горючих веществ в стационарных или транспортируемых контейнерах. Способ регулирования газовой среды в контейнере, содержащем газообразные горючие вещества, включает создание инертной атмосферы с использованием инертного газа, выдерживание контейнера до установления безопасного содержания горючего газообразного вещества. При этом контейнер, снабженный съемной крышкой, помещают в герметичный сосуд. Затем в свободное пространство, образовавшееся между стенками герметичного сосуда и контейнером, погружают шарик, заполненный гелием и снабженный грузом, массу которого подбирают так, чтобы шарик, заполненный гелием, с грузом находился во взвешенном состоянии в аргоне. Далее в свободное пространство между стенками герметичного сосуда и контейнером подают аргон для вытеснения воздуха до момента, когда шарик, заполненный гелием и снабженный грузом, поднимется до границы съемной крышки и горловины контейнера. Затем продолжают подачу аргона и одновременно приоткрывают съемную крышку контейнера на высоту h=Δ, достаточную для выпуска излишка горючих или токсичных газообразных продуктов из контейнера в герметичный сосуд с аргоном. После чего фиксируют съемную крышку над горловиной контейнера посредством проставок, выдерживают ее в таком положении в течение времени х, которое определяют на основании математической формулы. Техническим результатом является разработка способа регулирования газовой среды в контейнере для хранения горючих или токсичных газообразных продуктов для обеспечения безопасной и стабильной атмосферы и экологической безопасности окружающей среды. 1 пр., 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к средствам наблюдения движущихся газовых потоков, содержащих мелкодисперсные частицы вещества, и может быть использовано при контроле параметров потоков газовых сред. Устройство наблюдения за движущейся по рабочему каналу газовой средой, включающей мелкодисперсные частицы вещества, содержит окно из оптически прозрачного материала, конструктивно связанное с рабочим каналом с обеспечением возможности контроля за движением газовой среды. Причем окно расположено вне рабочего канала с образованием полости, сообщающейся непосредственно с внутренним объемом этого канала и соединенной с ним дренажным трубопроводом, обеспечивающим поддержание статического давления в полости равным или превышающим статическое давление в движущейся газовой среде. При этом дренажный трубопровод оснащен средством, исключающим попадание мелкодисперсных частиц вещества в полость между окном и рабочим каналом. Кроме того, в качестве средства, обеспечивающего исключение попадания частиц вещества в полость между окном и рабочим каналом, могут быть использованы в зависимости от физического состояния газовой среды: в случае когда газовая среда, содержащая мелкодисперсные частицы, химически нейтральна, может быть использован фильтр, а в случае когда газовая среда содержит мелкодисперсные частицы в виде насыщенных паров вещества, может быть использован конденсатор. Техническим результатом является обеспечение возможности наблюдения за движущейся газовой средой, содержащей мелкодисперсные частицы вещества, без влияния конденсации на оптические элементы устройств наблюдения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследований квазиизэнтропической сжимаемости газов, например водорода, дейтерия, гелия и т.д., в мегабарной области давлений. Устройство содержит заряд взрывчатого вещества, охватывающий металлическую оболочку с полостью для напуска газа посредством трубопровода, проходящего через указанные заряд и оболочку. Со стороны полости трубопровод выполнен расходящимся под заданным углом к оси трубопровода с образованием в оболочке отверстий. Вдоль оси трубопровода установлен металлический стержень. Для определения начальной температуры исследуемого газа внутри металлического стержня установлена термопара. Устройство обеспечивает высокую чистоту сжимаемого газа за счет ликвидации газометаллической струи из трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предлагаемое изобретение относится к материаловедению изделий легкой и текстильной промышленности, а именно к методам исследования свойств материалов, и может быть использовано для определения их воздухопроницаемости при изменении режимов и параметров воздухообмена. Способ включает создание разрежения под пробой с обеспечением равномерного распределения давления на пробу при исключении утечки и подсоса воздуха в ходе истечения воздуха через пробу и определение текущего показателя воздухопроницаемости при изменяющемся перепаде давления, обеспечиваемом за счет истечения воздуха через площадь пробы из пневмокамеры с фиксируемым объемом в другую с более низким давлением вплоть до уравнивания давления между двумя пневмокамерами. Посредством таймера измеряют время истечения воздуха через пробу, с помощью цифровых манометров измеряют текущее значение давления в пневмокамерах и посредством компьютера в режиме реального времени осуществляют непрерывный расчет показателя воздухопроницаемости по заданному алгоритму и запись информации на электронный носитель. Техническим результатом является расширение технологических возможностей и упрощение способа при одновременном повышении его чувствительности и информативности за счет оценки объема истекающего воздуха с помощью аналитических расчетов. 2 ил.

Изобретение относится к химической промышленности и используется для исследования химического процесса получения синтетической нефти. Установка для исследования процесса получения синтетической нефти, включающая в себя реактор, загруженный катализатором, накопительную емкость, средства контроля температуры и давления, запорно-регулирующую арматуру, отличается тем, что она дополнительно содержит ресивер, конденсатор-сепаратор, регистрирующие индикаторные устройства для измерения расхода газообразных потоков и отходящего газа, индикаторное устройство для измерения уровня жидкости, при этом на линии подачи газообразных потоков установлены последовательно регистрирующее индикаторное устройство для измерения расхода газообразных потоков, ресивер, каталитический реактор, выход которого соединен с последовательно установленными конденсатором-сепаратором и накопительной емкостью, причем каталитический реактор выполнен с возможностью электроподогрева слоя катализатора и имеет систему внешнего водяного охлаждения, состоящую из последовательно установленных водяного холодильника, сборника парового конденсата, дозирующего насоса и водонагревателя, при этом средства контроля температуры выполнены в виде индикаторного регистрирующего регулирующего устройства, установленного в водонагревателе, первого индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в каталитическом реакторе, второго индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в водяном холодильнике, третьего индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в конденсаторе-сепараторе, четвертого индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в накопительной емкости, средства контроля давления выполнены в виде первого индикаторного устройства для измерения давления, установленного перед водяным холодильником, и второго индикаторного устройства для измерения давления, установленного в конденсаторе-сепараторе, запорно-регулирующая арматура выполнена в виде регулирующего клапана, установленного на трубопроводе подачи газообразных потоков и связанного с регистрирующим индикаторным устройством для измерения расхода газообразных потоков, первого регулирующего вентиля, установленного между первым индикаторным устройство для измерения давления и водяным холодильником, второго регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи оборотной воды в водяной холодильник, третьего регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе отвода отходящего газа из конденсатора-сепаратора между конденсатором-сепаратором и регистрирующим индикаторным устройством для измерения расхода отходящего газа, четвертого регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи оборотной воды в конденсатор-сепаратор, пятого регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи синтетической нефти потребителю и связанного с индикаторным устройством для измерения уровня жидкости. Технический результат - установка обеспечивает получение синтетической нефти из синтез-газа и возможность исследования процесса получения для определения оптимальных параметров. 1 ил.

Изобретение относится к области исследований газоконденсатных эксплуатационных скважин и может быть использовано при определении содержания углеводородов (далее - УВ) С5+в в пластовом газе непосредственно при проведении исследовательских работ газоконденсатных эксплуатационных скважин. Предложен экспресс-способ определения текущего содержания углеводородов C5+в в пластовом газе газоконденсатной скважины, согласно которому вычисляют значение промыслового конденсатогазового фактора КГФ (см3/м3). Определяют значение коэффициента усадки конденсата газового нестабильного kус с помощью объема контейнера пробоотборника Vк (см3) и объема дегазированного конденсата из контейнера пробоотборника Vдгк (см3). Определяют содержание дегазированного конденсата Kдгк (см3/м3). Определяют содержание УВ C5+в в газе сепарации Kгс (г/м3), используя диаграмму зависимости содержания УВ С5+в в газе сепарации Kгс (г/м3) от температуры сепарации tc (°С), определенную экспериментальным путем в процессе проведенных ранее исследований, где по оси абсцисс откладывают значения температуры сепарации tc (°С), а по оси ординат - значения содержания УВ C5+в в газе сепарации Kгс (г/м3). Точки наносят на график и аппроксимируют полиномиальной зависимостью с целью получения линии, на которую проецируют вертикально значение текущей температуры сепарации, и горизонтальной проекцией определяют значение УВ C5+в в газе сепарации, после чего вычисляют содержание УВ С5+в в пластовом газе Kпгэ (г/м3). Технический результат - повышение достоверности получаемых данных о содержании УВ C5+в в пластовом газе путем осуществления оперативного контроля с целью оценки текущей газоконденсатной характеристики в процессе выполнения промысловых исследований. 2 ил., 2 пр.
Наверх