Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития



Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития
Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития
Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития
Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития

 

G01N1/22 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2632453:

Шмаков Андрей Геннадьевич (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к малогабаритным устройствам пробоподготовки горючих природных газовых проб в полевых условиях и перевода опасных для транспортировки горючих природных газовых проб в безопасные водные образцы для дальнейшего определения в них содержания трития в лабораторных условиях методом жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии. Устройство включает последовательно установленные в едином корпусе и взаимосвязанные компрессор подачи горючего природного газа или попутного нефтяного газа в инжекционную горелку, водоохлаждаемый конденсатор и контейнер для сбора конденсата водяного пара - конденсированных продуктов горения, при этом инжекционная горелка установлена таким образом, что сопло ее направлено вертикально вниз для подачи продуктов горения во входное отверстие установленного ниже по ее оси водоохлаждаемого конденсатора, а держатель горелки прикреплен к конденсатору с возможностью изменения расстояния между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор от 4,7 до 5,0 см в зависимости от состава горючего газа. Водоохлаждаемый конденсатор выполнен в виде дугообразно изогнутой под прямым углом трубки с внутренним диаметром не более 15 мм, переходящей в вертикальную трубку, высотой не более 20 см и внутренним диаметром не более 40 мм, закрытую воронкообразным днищем с отверстиями для слива конденсированных продуктов горения в нижеустановленный контейнер. Внутри вертикальной трубки конденсатора соосно установлена охлаждаемая трубка, на которой также соосно установлены по крайней мере три конуса с коаксиальным зазором не менее 2 мм между внутренней поверхностью конденсатора и внешними краями конусов. Техническим результатом является получение конденсата водяного пара в полевых условиях, безопасного для перевозки любым видом транспорта, в стационарную лабораторию, исключая необходимость транспортировки газовой пробы в стальных баллонах. 3 ил.

 

Изобретение относится к области радиоэкологического мониторинга районов мирных подземных ядерных взрывов в пределах нефтегазоносных бассейнов, в частности к устройствам пробоподготовки горючих природных газовых проб в полевых условиях и перевода опасных для транспортировки горючих природных газовых проб в безопасные водные образцы для дальнейшего определения в них содержания трития в лабораторных условиях методом жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии.

Техногенный тритий поступает в окружающую среду во время ядерных и термоядерных взрывов и на этапах производства ядерного топливного цикла.

В радиоактивных выбросах тритий присутствует в виде водяного пара и для его отбора используют различные конструкции холодных ловушек, в которых пары содержащей тритий воды улавливаются холодной поверхностью для осуществления ее конденсации. Например, патентные документы JP 2006046927 (A), G01N 1/02, G01N 1/22, G01T 1/167, TADOKORO DENKI SYSTEM KK опубл. 16.02.2006; JP 4255870 (B2) G01N 1/02, G01N 1/22, G01T 1/167, MITSUBISHI ELECTRIC CORP, опубл. 15.04.2009; JP 4682728 (B2), G01N 1/02, G01N 1/22, G01N 33/00 FUJI ELECTRIC SYSTEMS CO LTD, опубл. 11.05.2011; RU 2442129 (C2), INST RADIOPROT ET DE SURETE NU, FRANCE ETAT, FR, G01N 1/22, G01T 1/167, опубл. 10.02.2012). Во всех этих системах в легкой воде ядерных реакторов энергетических объектов тритий присутствует в газообразных отходах, таких как отработавший газ, и присутствует в виде водяного пара (THO, T2O).

В 1965-1988 гг. на территории России было проведено 85 подземных ядерных взрывов народно-хозяйственного назначения, в т.ч. 21 взрыв - с целью создания подземных емкостей для хранения углеводородов, и еще 22 - для повышения нефте- и газопритоков из продуктивных пластов. Следовательно, практически половина всех взрывов - 43 подземных ядерных взрыва были проведены в нефтегазоносных бассейнах, и потому большинство месторождений, где сегодня идет добыча нефти и газа, в прошлом испытали воздействие ядерных взрывов (и это без учета подземных ядерных взрывов для глубинного сейсмозондирования, которые проводились на этих территориях). Подземный ядерный взрыв является одним из самых сильных техногенных воздействий, когда-либо оказанных человеком на геологическую среду, приводивших к изменению строения больших масс горной породы и подземных флюидоносных систем.

Геологическая среда районов подземных ядерных взрывов в нефтегазоносных бассейнах продолжает испытывать активное техногенное воздействие: для интенсификации добычи углеводородов применяются технологии нагнетания воды через сеть скважин, введения в продуктивные пласты кислотных растворов при постоянной откачке углеводородов, ведущих к развитию динамических депрессионных воронок. При этом в нефтегазодобывающих районах очень важной проблемой является высокая разбуренность недр. Коррозия и разрушение устьевого оборудования и обсадных колонн, потеря со временем внутрискважинной, заколонной и межколонной герметичности на старых скважинах может приводить к межпластовым перетокам флюидов. Активное техногенное воздействие на флюидо-динамический режим геологической среды нефтегазоносных бассейнов может способствовать миграции радионуклидов из зон подземных ядерных взрывов.

Насколько открыты полости взрывов, каково их влияние на вмещающие породы и подземные флюиды, идет ли распространение радионуклидов из зон взрывов во вмещающую геологическую среду? Содержат ли добываемые сегодня нефтепродукты техногенные радионуклиды? Эти вопросы остаются актуальными.

Тритий является одним из составляющих ядерных зарядов, он также образуется под воздействием наведенной активности. В течение первого года после подземного ядерного взрыва основная масса короткоживущих изотопов наведенной и осколочной активности распадается, далее в течение длительного периода времени - до 100 лет основными вкладчиками общей активности является именно тритий с периодом полураспада 12,33 лет и осколочные радионуклиды 90Sr, 137Cs. Формы нахождения трития в полости взрыва - не освещены в открытой печати, а в поверхностных условиях тритий находится преимущественно в виде молекулы воды 1H3HO. Форма нахождения в виде воды придает тритию высокую подвижность, а природные подземные газы - самый подвижный компонент геологической среды, поэтому тритий в природном газе может служить наилучшим индикатором доминирующих направлений водного и газового переноса радионуклидов из зоны подземного ядерного взрыва в геологическую среду нефтегазоносных бассейнов. Появление трития в природном газе, в попутном нефтяном газе будет первым признаком радиоактивного загрязнения, а по его содержанию можно будет оценить степень радиоактивного загрязнения, что необходимо для принятия соответствующих мер радиационной безопасности.

Для оценки риска загрязнения нефтепродукции техногенными радионуклидами необходимы количественные данные о миграции техногенных радионуклидов в системе «зона взрыва - вмещающая геологическая среда», основанные на оценке содержания трития в газовых пробах.

Известен способ радиологического мониторинга загрязнения тритием геологической среды нефтегазовых месторождений (патент РФ 2461023, G01T 1/167, Открытое акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (ОАО "ВНИПИпромтехнологии"), опубл. 10.09.2012), в котором пробу природного газа отбирают из эксплуатационных скважин нефтяных и газовых месторождений в герметичные емкости по 10-20 литров, исключающих утечку газа при транспортировке на место пробоподготовки с последующим сжиганием газа на установке по сжиганию газа, обеспечивающей конденсацию паров воды, образующейся при сжигании газа, и получение водного конденсата. Из полученных проб водного конденсата путем двойной перегонки, применяемой для удаления остаточных содержаний углеводородов, получаются водные пробы для счетных образцов. Однако в данном патенте показана только общая схема последовательных шагов определения содержания трития в водяном конденсате, при этом в нем не решается технический вопрос сжигания горючего природного газа для получения конденсата водяного пара в полевых условиях.

Получение конденсата водяного пара из горючих природных газов и попутных нефтяных газов в полевых условиях является актуальной технической задачей радиоэкологического мониторинга. Горючий природный газ и попутный нефтяной газ являются взрывоопасными веществами, их транспортировка из района полевых работ до лабораторного центра крайне затруднена, есть возможность транспортировки только в стальных тяжелых баллонах в автомобиле. Но до многих месторождений можно добраться только с помощью авиационного транспорта (самолеты, вертолеты), в которых затруднительно перевозить стальные баллоны с точки зрения безопасности и с финансовой стороны.

Техническим результатом решения данной задачи является получение конденсата водяного пара в полевых условиях, безопасного для перевозки любым видом транспорта, включая авиатранспорт, в стационарную лабораторию, исключая необходимость транспортировки газовой пробы в стальных баллонах.

Технический результат достигается созданием малогабаритного устройства для получения в полевых условиях конденсата водяного пара - конденсированных продуктов горения природного горючего газа и попутного нефтяного газа, для дальнейшего определения в нем в лабораторных условиях содержания радиоактивного изотопа водорода - трития. Тритий является маркером техногенного загрязнения земной толщи в районах проведения подземных ядерных взрывов, поскольку этот техногенный радионуклид не свойственен земной коре и его появление в недрах связано с ядерными процессами, а именно с подземным ядерным взрывом (природный тритий в очень малых количествах может образовываться только в верхних слоях атмосферы под воздействием космических лучей). В нефтегазоносных районах, где проводились подземные ядерные взрывы, весьма актуально проведение радиоэкологического мониторинга, в т.ч. оценка радиоактивного загрязнения добываемых природного газа и нефти. Созданное устройство дает возможность определить содержание трития в горючем природном газе и попутном нефтяном газе.

Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития включает последовательно установленные в едином корпусе и взаимосвязанные компрессор подачи горючего природного газа или попутного нефтяного газа в инжекционную горелку, водоохлаждаемый конденсатор и контейнер для сбора конденсата водяного пара - конденсированных продуктов горения, при этом инжекционная горелка установлена таким образом, что сопло ее направлено вертикально вниз для подачи продуктов горения во входное отверстие установленного ниже по ее оси водоохлаждаемого конденсатора, а держатель горелки прикреплен к конденсатору с возможностью изменения расстояния между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор от 4,7 до 5,0 см в зависимости от состава горючего газа, водоохлаждаемый конденсатор выполнен в виде дугообразно изогнутой под прямым углом трубки с внутренним диаметром не более 15 мм, переходящей в вертикальную трубку, высотой не более 20 см и внутренним диаметром не более 40 мм, закрытую воронкообразным днищем с отверстиями для слива конденсированных продуктов горения в нижеустановленный контейнер, а внутри вертикальной трубки конденсатора соосно установлена охлаждаемая трубка, на которой также соосно установлены по крайней мере три конуса с коаксиальным зазором не менее 2 мм между внутренней поверхностью конденсатора и внешними краями конусов.

В качестве компрессора может быть использован малогабаритный мембранный электрический насос, который приводится в движение низковольтным (12 В) двигателем постоянного тока, и нагнетает природный горючий газ или попутный нефтяной газ в инжекционную горелку.

В устройстве инжекционная горелка установлена таким образом, что сопло ее направлено вертикально вниз для обеспечения возможности подачи продуктов горения во входное отверстие установленного ниже по ее оси водоохлаждаемого конденсатора, а держатель горелки прикреплен к конденсатору с возможностью изменения расстояния между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор. Держатель инжекционной горелки обеспечивает хорошее подмешивание воздуха в факел пламени, создаваемый горелкой, что обеспечивает высокую полноту сгорания газа до входа потока продуктов горения в конденсатор.

Расстояние между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор влияет на эффективность горения газа: при слишком близком расположении горелки газ не успевает сгорать полностью, из-за нехватки кислорода появляются частицы сажи, которые, попадая в конденсатор, могут загрязнить его. Кроме того, в этом случае в конденсатор будут попадать продукты горения со слишком высокой температурой, что в свою очередь приведет к неполной конденсации продуктов горения за счет их «проскока» через трубки конденсатора в газообразном виде. Экспериментально установлено, что при расстоянии от выхода горелки до входа продуктов горения в конденсатор от 0 до 4,0 см наблюдается образование и осаждение сажи в конденсаторе, а также образование CO и других продуктов неполного сгорания пропан-бутановой смеси на выходе из конденсатора. Увеличение расстояния до 4,7-5,0 см позволяет добиться полного сгорания подаваемого топлива. Это расстояние также достаточно для охлаждения продуктов горения по пути к входу конденсатора за счет подмешивания холодного окружающего воздуха, при этом наблюдается близкая к 100% конденсация в конденсаторе водяного пара, получающегося при сгорании газа. Дальнейшее увеличение расстояния (более 5,0 см) приводит к уменьшению доли поступающего в конденсатор потока продуктов горения ввиду их частичного проскока мимо входа в конденсатор, что ведет к потерям конденсата водяного пара. Чем более тяжелый углеводород подается в горелку, тем большее расстояние от горелки до конденсатора требуется для достижения полного сгорания этого топлива. Это связано с тем, что объемный расход горючего газа, подаваемого в горелку, в данной установке практически постоянен и не зависит от молекулярного веса углеводородного топлива. Для создания стехиометрической (или обогащенной воздухом) горючей смеси для тяжелых углеводородов необходима большая доля воздуха в горючей смеси, чем в случае легких углеводородов. Увеличение расстояния между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор позволяет увеличить долю воздуха в потоке горючей смеси. Поэтому экспериментально подобранное расстояние от 4,7 до 5,0 мм между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор для пропан-бутановой смеси также обеспечивает близкий к оптимальному режим для сжигания горючего природного газа и попутного нефтяном газа, так как в их составе преобладает метан, являющийся более легким углеводородом, чем пропан и бутан.

В связи с назначением использования устройства в полевых (экспедиционных) условиях нет жестких требований к параметрам охладителя в конденсаторе - в его качестве используется обычная вода с температурой до 25°C и расходом - около 3 л/мин.

Выполнение водоохлаждаемого конденсатора в виде дугообразно изогнутой под прямым углом трубки с внутренним диаметром не более 15 мм, переходящей в вертикальную трубку высотой не более 20 см с внутренним диаметром не более 40 мм, имеющую снизу воронкообразное стальное днище, обеспечивает движение продуктов горения в конденсаторе снизу вверх и выход газообразных продуктов горения (CO2 и др.) и балластного газа (инертных и т.п.) из конденсатора в верхней открытой его части в окружающую среду. Дугообразная трубка входа и основная вертикальная трубка конденсатора снабжены рубашкой охлаждения - витой трубкой, по которой подается охлаждающая вода.

Внутри вертикальной трубки водоохлаждаемого конденсатора соосно установлена охлаждаемая трубка, на которой также соосно установлены по крайней мере три конуса, обеспечивающие создание коаксиального зазора не менее 2 мм между внутренней поверхностью конденсатора и внешними краями конусов. Это обеспечивает криволинейное движение потока продуктов горения снизу вверх в непосредственной близости от охлаждаемых стенок конденсатора и эффективную конденсацию паров воды на них. Применение конусов позволяет уменьшить длину конденсатора в 2-3 раза по сравнению с вариантом без них и при этом обеспечивает эффективную конденсацию продуктов горения.

Капли конденсата водяного пара стекают вниз к днищу конденсатора, в центральной части которого выполнены отверстия, через которые стекают в установленный ниже металлический контейнер. Днище конденсатора воронкообразно вогнуто к центральной части, что способствует сбору капель конденсата и его сливу в контейнер.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства. На фиг. 2 представлена внутренняя часть вертикальной трубки водоохлаждаемого конденсатора. На фиг. 3 - фотография разработанного по договору с ООО "Таас-Юрях Нефтегазодобыча", малогабаритного устройства с линейными размерами 32×16×14 см, использованного при выполнения экспедиционных работ на Среднеботуобинском нефтегазоконденсатном месторождении.

Устройство (Фиг. 1, 2) для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития содержит компрессор 1 с электродвигателем 2, инжекционную горелку 3 с держателем 4, узел крепления горелки 3 к водоохлаждаемому конденсатору 6 продуктов горения, контейнер для сбора продуктов горения 7. Горючий природный газ (попутный нефтяной газ) из эластичного контейнера 8 с помощью компрессора 1 нагнетается в инжекционную горелку 3. Компрессор 1 приводится в движение низковольтным двигателем постоянного тока 2. Инжекционная горелка 3 закреплена в держателе 4 для обеспечения беспрепятственного подвода воздуха в факел пламени, создаваемый горелкой. Держатель горелки 4 прикреплен к входному отверстию 5 конденсатора с помощью двух удлиненных резьбовых шпилек 9 и гаек 10. Сопло горелки 3 направлено вертикально вниз, чтобы факел пламени 11 был направлен вертикально вниз. Ниже горелки по ее оси расположено входное отверстие 5 конденсатора, которое переходит в дугообразно изогнутую под прямым углом трубку 12. При такой форме конденсатора поток продуктов горения, проходя через изогнутую трубку, меняет направление с вертикального на горизонтальное и попадает в нижнюю часть конденсатора 6, представляющего собой вертикальную стальную трубку высотой не более 20 см с внутренним диаметром около 40 мм. Такая компоновка горелки и конденсатора обеспечивает малые габариты установки (около 32×16×14 см) и вес прибора (не более 4 кг). Снизу стальная трубка конденсатора 6 закрыта днищем 13, поэтому продукты горения двигаются в конденсаторе 6 снизу вверх и газообразные продукты горения (СО2 и др.) и балластный газ (инертные газы и т.п.) выходят в его открытой верхней части в окружающую среду. Снаружи к дугообразной 12 трубке конденсатора и основной вертикальной трубке конденсатора 6 припаяна рубашка охлаждения 14, представляющая собой спиральную медную трубку, по которой подается охлаждающая вода. Внутри конденсатора 6 по его оси расположена стальная трубка 15 диаметром не более 15 мм с охлаждающей водой. На эту внутреннюю трубку 15 надеты не менее 3-х стальных конуса 16. Соосное расположение внутренней трубки 15 и расположенных на ней конусов 16 относительно конденсатора 6 обеспечивается за счет медных трубок 17, по которым обеспечивается циркуляция воды по внутренней трубке. Циркуляция воды в рубашке охлаждения 14 и внутренней трубке 15 обеспечивается самотеком за счет подсоединения с помощью гибких шлангов рубашки к емкости с водой, расположенной по уровню на 2-3 метра выше установки (18 - трубка подачи охлаждающей воды, 19 - слив охлаждающей воды). Центральная часть днища 13 конденсатора воронкообразно вогнута вниз, что способствует сбору конденсата и его сливу в контейнер через три небольших отверстия в центральной части днища. Под днищем установлен стальной цилиндрический контейнер 7 для сбора стекающего конденсата водяного пара (конденсированных продуктов горения). Контейнер 7 присоединен к конденсатору 6 с помощью байонетного соединения. Под номером 20 показано подсоединение электродвигателя к сети 220 В через адаптер, под номером 21 - трубка, соединяющая компрессор 1 с эластичной емкостью с горючим газом 8.

В рамках выполнения работ по договору с ООО "Таас-Юрях Нефтегазодобыча" авторами разработано малогабаритное устройство с линейными размерами 32×16×14 см (Фиг. 3, А-В). В разработанном устройстве установлен малогабаритный мембранный электрический насос-компрессор - YW'Fluid YW02-DC12, китайского производства, который приводится в движение низковольтным (12 В) двигателем постоянного тока. Компрессор этого типа обеспечивает постоянное давление в 1 атм в широком диапазоне расходов нагнетаемого газа и не требует специальных стабилизаторов давления и расхода. В качестве эластичного контейнера для сбора газовых проб применены поливинилхлоридные пляжные шары (детские игрушки) с диаметром 50 см, объемом 65 л, как наиболее оптимальные по отношению размер/объем и наиболее чистые от примесей - в этих шарах отсутствует тальк, который может загрязнить трубки подачи газа в горелку (тальк характерен для многих доступных эластичных резиновых емкостей, камеры для мячей, камеры для автомобильных колес и т.п.) (Фиг. 3, А, Б). Поливинилхлоридные шары не растягиваются в размере, подобно резиновым, потому наполнение при отборе газа легко контролируется визуально, что позволяет отобрать пробу без избыточного давления, а значит, с низкой взрывоопасностью, что позволяет предварительный безопасные пробоотбор, доставку и кратковременное хранение эластичных емкостей с газом в полевых условиях.

В качестве инжекционной горелки в устройстве использована горелка газовая паяльная (портативная) ENERGY GTI-100. В устройство горелка устанавливается непосредственно перед использованием, после работы горелка после остывания снимается и упаковывается в ящик отдельно. Съемная горелка обеспечивает компактность устройства при его транспортировке. Расход газа, поступающего в горелку, измеряется с помощью барабанного расходомера Ritter TG5/5 (Германия, www.ritter.de).

Экспериментально - путем сжигания смеси пропан/бутан 50%/50%, подаваемой в горелку с расходом около 200 см3/мин, подобрано расстояние, равное 4,7 см, между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор, которое позволяет добиться полного сгорания подаваемого топлива. Это расстояние также достаточно для охлаждения продуктов горения по пути к входу конденсатора за счет подмешивания холодного окружающего воздуха, при этом на созданном устройстве наблюдается близкая к 100% конденсация в конденсаторе водяного пара, получающегося при сгорании газа. В течение 30 мин при сгорании метана в устройстве получалось конденсата водного пара - 10 мл, при сгорании пропана - 20-24 мл.

Водоохлаждаемый конденсатор в устройстве выполнен в виде дугообразно изогнутой под прямым углом трубки с внутренним диаметром 15 мм, переходящей в вертикальную трубку высотой 20 см с внутренним диаметром примерно 40 мм, имеющую снизу воронкообразное стальное днище, которое обеспечивает движение продуктов горения в конденсаторе снизу вверх и выход газообразных продуктов горения (CO2 и др.) и балластного газа (инертных и т.п.) из конденсатора в верхней открытой его части в окружающую среду. Дугообразная трубка входа и основная вертикальная трубка конденсатора снабжены рубашкой охлаждения - витой медной трубкой, по которой подается охлаждающая вода. В основной вертикальной трубке конденсатора установлены 3 металлических конуса с коаксиальным зазором в 2 мм между внутренней поверхностью конденсатора и внешними краями конусов, что обеспечивает криволинейное движение потока продуктов горения снизу вверх в непосредственной близости от охлаждаемых стенок конденсатора и эффективную конденсацию паров воды на них. Применение конусов позволило уменьшить длину конденсатора в 2-3 раза по сравнению с вариантом без них и при этом обеспечило эффективную практически 100% конденсацию продуктов горения. Внутри конденсатора соосно установлена трубка диаметром 15 мм, внутри которой циркулирует охлаждающая вода.

Капли конденсата водяного пара стекают вниз к днищу конденсатора, в центральной части которого просверлены три отверстия диаметром 3 мм, через которые стекают в установленный ниже металлический контейнер. Днище конденсатора воронкообразно вогнуто к центральной части, что способствует сбору капель конденсата и его сливу в контейнер.

Во время экспедиционных работ в октябре 2016 г. на Среднеботуобинском нефтегазоконденсатном месторождении с помощью данного устройства получено 181 мл конденсата водяного пара в результате сжигания попутного нефтяного газа, состоящего в основном из метана (около 84 моляр. %) с небольшой примесью этана (5 моляр. %). На фиг. 3, А показано начало сжигания газа из поливинилхлоридного шара - шар по форме круглый. На фиг. 3, Б показано окончание - поливинилхлоридный шар сдут и сморщен. На фиг. 3, В хорошо видно выходящее из горелки пламя. Общий объем газовой пробы составлял 410 литров, время сжигания на устройстве составило 4 ч 27 мин. Пробы конденсата водяного пара доставлены в лабораторию, подвергнуты отгонке для анализа методом жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии. Для справки: на территории Среднеботуобинского нефтегазоконденсатного месторождения в 1976-1987 гг. было проведено 6 подземных ядерных взрывов для усиления нефтеотдачи осинского продуктивного горизонта и 1 подземный ядерный взрыв для создания подземной емкости для хранения углеводородного сырья. В настоящее время на данном месторождении идет добыча нефти из расположенного ниже ботуобинского продуктивного горизонта, данное производство нуждается в постоянном сопровождении радиоэкологического мониторинга.

Таким образом, преимущества устройства заключаются в: 1) малых габаритах (32×16×14 см) и весе прибора (3.86 кг), обеспечивающим его портативность; 2) возможности сжигания газа, находящегося при атмосферном давлении (без избыточного давления) в эластичном контейнере; 3) возможности работы от мобильного низковольтного источника питания с напряжением 12 В; 4) нетребовательности к параметрам охладителя в конденсаторе - подходит обычная вода с температурой до 25°C и расходом - около 3 л/мин; 5) отсутствии хрупких стеклянных или керамических элементов в конденсаторе продуктов горения, что обеспечивает высокую надежность работы устройства в полевых условиях. Эти преимущества позволяют получать конденсированные продукты горения газообразного топлива - конденсат водяного пара в полевых условиях, тем самым исключить необходимость транспортировки газообразного топлива в стальных баллонах в стационарную лабораторию и качественно улучшить радиоэкологический мониторинг районов мирных подземных ядерных взрывов.

Устройство для получения конденсата водяного пара из горючего природного газа и попутного нефтяного газа в полевых условиях для анализа содержания трития, включающее последовательно установленные в едином корпусе и взаимосвязанные компрессор подачи горючего природного газа или попутного нефтяного газа в инжекционную горелку, водоохлаждаемый конденсатор и контейнер для сбора конденсата водяного пара - конденсированных продуктов горения, при этом инжекционная горелка установлена таким образом, что сопло ее направлено вертикально вниз для подачи продуктов горения во входное отверстие установленного ниже по ее оси водоохлаждаемого конденсатора, а держатель горелки прикреплен к конденсатору с возможностью изменения расстояния между выходом горелки и входом продуктов горения в конденсатор от 4,7 до 5,0 см в зависимости от состава горючего газа, водоохлаждаемый конденсатор выполнен в виде дугообразно изогнутой под прямым углом трубки с внутренним диаметром не более 15 мм, переходящей в вертикальную трубку, высотой не более 20 см и внутренним диаметром не более 40 мм, закрытую воронкообразным днищем с отверстиями для слива конденсированных продуктов горения в нижеустановленный контейнер, а внутри вертикальной трубки конденсатора соосно установлена охлаждаемая трубка, на которой также соосно установлены по крайней мере три конуса с коаксиальным зазором не менее 2 мм между внутренней поверхностью конденсатора и внешними краями конусов.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к гранулированному адсорбенту радиоактивного йода. Гранулированный адсорбент радиоактивного йода из цеолита X, в котором ионообменные участки цеолита X замещены серебром так, чтобы размер мелких пор цеолита X соответствовал размеру молекулы водорода, и адсорбент радиоактивного йода имеет содержание серебра 36 вес.

Изобретение относится к области обращения с газообразными радиоактивными отходами на атомных электростанциях, а именно к генераторам газообразного радиоактивного метилиодида для испытаний иодных фильтров.
Предлагаемое изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами и облученным ядерным топливом и предназначено для улавливания радиоактивного йода и его соединений из газовой фазы в системах вентиляции и в системах йодной очистки атомных электростанций.
Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано в процессах очистки отходящих газов, в частности на атомных станциях, а также в средствах индивидуальной защиты органов дыхания.

Заявленное изобретение относится к способу удаления трития из загрязненных тритием материалов с использованием реактора детритирования. Указанные материалы очищают за счет реакции, обеспечивающей удаление трития из отходов с использованием потока влажного инертного газа с очень низким процентом влажности.

Изобретение относится к области радиохимической технологии, в частности к способам переработки облученного ядерного топлива с целью выделения и локализации газообразных изотопов криптона на головных операциях переработки облученного ядерного топлива, и может быть использовано в атомной промышленности при переработке облученного ядерного топлива ядерных реакторов.

Изобретение относится к атомной энергетике и экологии и может быть использовано при авариях на АЭУ, сопровождающихся нарушением целостности защитной оболочки и самого реактора, когда в окружающее воздушное пространство происходит выброс радионуклидов, продуктов деления ядерного топлива, когда особую опасность представляет йод-129 с периодом полураспада 1,5-107 лет.

Изобретение относится к атомной технике, а именно к устройству для очистки радиоактивной парогазовой смеси при аварийном выбросе водо-водяного ядерного реактора и может быть использовано при проектировании водо-водяных реакторов нового поколения, а также для модернизации существующих АЭС.
Изобретение относится к области переработки газообразных радиоактивных отходов, а именно к высокотемпературной хемосорбции алюмосиликатным фильтром паров радиоактивных изотопов цезия, образующихся при термической обработке цезийсодержащих радиоактивных материалов.
Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано для утилизации промышленных отходов, содержащих хлороводород. Для этого улавливают радиоактивный хлороводород, барботируя газы или пары, содержащие хлороводород, через раствор реагента, образующего с хлорид-ионами малорастворимое соединение.

Изобретение относится к способу измерения уровня безопасности содержащего радионуклиды сыпучего материала. Сыпучий материал засыпается на ленточный транспортер и подается на приемное устройство, причем сыпучий материал во время транспортировки проводится мимо первых датчиков, которые по ширине ленточного транспортера спектрометрически измеряют гамма-излучение.

Изобретение относится к способам контроля радиационной обстановки и может быть использовано для контроля фонового уровня радиации вокруг АЭС. Сущность: осуществляют зондирование территорий АЭС, содержащих эталонные площадки с известным уровнем радиации.

Изобретение относится к области выявления радиационной обстановки в окрестностях объектов атомной энергетики после аварийного выброса в атмосферу радиоактивных веществ.

Изобретение относится к области радиационной экологии. Устройство содержит два идентичных газоразрядных детектора, открытых на воздух: измерительный и калибровочный.
Изобретение относится к области аналитической радиохимии и может использоваться для контроля содержания плутония в технологических средах ядерных энергетических установок (ЯЭУ).

Изобретение относится к области метрологического обеспечения дозиметрического контроля облучения личного состава, действующего в условиях воздействия смешанного нейтронного и гамма-излучения, и может быть использовано для испытаний и поверки индивидуальных дозиметров.
Изобретение относится к области радиационных технологий, а именно к способам контроля герметичности капсулы с источником ионизирующего излучения (ИИИ). Технический результат - упрощение технологии контроля герметичности капсулы с источником ионизирующего излучения.

Изобретение относится к радиационному контролю помещений и промплощадки, а именно к измерению объемной активности радиоактивных аэрозолей. Способ основан на отборе проб аэрозолей путем прокачки воздуха с контролируемыми аэрозолями через фильтрующую ленту с заданной постоянной скоростью, установке над зоной фильтрации полупроводникового детектора и формировании с его помощью импульсов напряжения, амплитуды которых пропорциональны энергиям α- и β-частиц, испускаемых осевшими на фильтре частицами радиоактивного аэрозоля.

Использование: для точной идентификации по меньшей мере одного источника, в частности по меньшей мере одного нуклида, заключенного в теле человека и/или контейнере.

Изобретение относится к ядерной технике, а именно к области радиационного мониторинга, и может быть использовано в машиностроении, медицине и других отраслях для контроля несанкционированного перемещения ядерных материалов и других радиоактивных веществ.

Группа изобретений может быть использована в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в которых процесс протекает при высоком давлении и высокой температуре.
Наверх