双气传感器COH-A2（一氧化碳/硫化氢）在石油天然气行业的应用

微科传感

一、应用介绍
在石油天然气行业中，安全与高效生产始终是两大核心主题。从油气田的勘探、开采，到运输与储存，整个产业链条都面临着诸多风险与挑战。其中，气体监测至关重要，因为在各个环节中，都有可能产生易燃易爆或有毒有害气体，如甲烷、一氧化碳、硫化氢等。这些气体一旦泄漏且未被及时察觉，可能引发爆炸、火灾或中毒等严重事故，造成巨大的人员伤亡与财产损失。英国阿尔法传感器 COH-A2 作为一款性能卓越的气体传感器，在石油天然气领域展现出了显著的应用价值。

                               
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二、石油天然气行业的气体监测需求
1.勘探阶段
在石油天然气勘探时期，地质条件复杂多变。勘探钻孔现场随时可能有各种气体泄漏或逸出。尤其是在含硫量高的油气田区域，不仅要防范可燃性和爆炸性气体，有毒的硫化氢（H₂S）气体更是重点监测对象。因为硫化氢具有剧毒，即使在低浓度下也能对人体造成严重伤害，短时间内吸入高浓度硫化氢甚至会致命。同时，可燃性气体若在有限空间内积聚达到一定浓度，遇明火或静电就可能引发爆炸，后果不堪设想。
1）监测H₂S的重要性：
● 早期预警与人员安全： 在钻探初期，地层中的含硫化合物（如硫酸盐）可能被还原，释放出H₂S。这是一种剧毒气体，低浓度时有“臭鸡蛋”味，但高浓度会迅速麻痹嗅觉，导致人员无法察觉。在勘探现场实时监测H₂S，可以提供早期预警，防止作业人员因吸入而中毒，甚至导致“闪电式”死亡。
● 评估储层风险： H₂S的浓度是评估油气田“甜度”（低H₂S）或“酸性”（高H₂S）的关键指标。勘探阶段的H₂S数据对于后续的开采方案设计、设备选材（需抗硫化物应力开裂SSC的材料）和安全预算至关重要。
● 指导钻井液配方： 钻井液中需要添加特定的化学剂（如除硫剂）来中和或吸收H₂S，防止其逸出。H₂S监测数据可指导钻井液的实时调整。 2）监测CO的重要性：
● 监测燃烧设备泄漏： 勘探现场依赖大量的动力设备（如发电机、加热器），这些设备若燃烧不完全，会产生CO。CO是一种无色无味的有毒气体，能与血红蛋白结合，导致组织缺氧。监测CO可防止因设备故障或通风不良导致的人员中毒事故。
● 火灾后风险评估： 若勘探现场发生火灾，燃烧不完全会产生大量CO。在灾后进入现场前，必须监测CO浓度，确保救援和恢复工作的安全。
2. 开采阶段
无论是陆地矿井还是海上平台，石油天然气开采过程中，基于前期勘探掌握的地质情况，需要持续监控从钻井平台泄漏或逸出的各类气体。在钻井平台这样的工作环境中，一方面要通过监测可燃性气体来防止燃烧或爆炸事故发生，另一方面要对有毒气体进行监测，避免工作人员中毒。例如，硫化氢或一氧化碳（CO）等气体，一氧化碳无色无味，与人体血红蛋白的结合能力远强于氧气，一旦吸入过量，会导致人体组织缺氧，引发中毒症状，严重时危及生命。

                               
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1）监测H₂S的重要性：
● 核心安全监控： 这是H₂S风险最高的阶段。在钻井、完井、生产、修井和试油等作业中，H₂S可能从地层、采出液、伴生气或设备泄漏点释放。持续监测是保障平台、井场和人员安全的“生命线”。
● 防止“酸性气体”事故： H₂S与水结合形成氢硫酸，对金属设备（如管道、阀门、容器）有强烈的腐蚀性，可能导致设备穿孔、泄漏甚至爆炸。监测H₂S有助于评估腐蚀风险，实施防腐措施。
● 保障密闭空间作业： 在油罐、储罐、反应器等密闭空间进行检修或清理时，H₂S极易积聚。作业前必须进行强制通风和H₂S检测，合格后方可进入，并全程监护。
● 应急响应依据： 一旦H₂S报警，现场必须立即启动应急预案，包括人员疏散、佩戴呼吸器、关闭相关流程等。
2）监测CO的重要性：
● 监测设备运行状态： 开采平台上的锅炉、加热炉、内燃机等设备是CO的主要来源。持续监测CO可以判断这些设备的燃烧效率和运行状况，及时发现故障，防止CO积聚。
● 保障生活区安全： 海上平台或偏远陆地井场的生活区，取暖、烹饪设备若通风不畅，也可能产生CO。监测生活区的CO浓度是保障员工日常安全的重要措施。
● 火灾与爆炸后监测： 发生火灾或爆炸后，现场会产生大量CO，监测CO是评估现场是否安全、能否进入的关键步骤。
3. 运输与储存阶段
在石油天然气的运输管道和储存设施中，同样存在气体泄漏风险。微小的泄漏若未及时发现并处理，随着时间推移，可能导致大量气体积聚，增加安全隐患。而且，不同阶段的运输与储存条件各异，对气体监测设备的适应性也提出了较高要求。

                               
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1）监测H₂S的重要性：
● 管道与储罐完整性监控： 在长输管道和储油/气库，H₂S腐蚀是导致管道泄漏和储罐失效的主要原因之一。在关键节点（如泵站、阀室、储罐顶部）设置H₂S监测点，可以预警腐蚀风险，安排维护。
● 装卸作业安全： 在油品、液化气的装卸过程中（如码头、油库装车/装船），H₂S可能从物料中逸出。作业人员需佩戴便携式H₂S检测仪，并在作业区设置固定监测点，确保作业环境安全。
● 防止“酸性油”污染： 不同来源的原油或天然气混合时，可能因化学反应产生H₂S。监测混合点的H₂S浓度，可防止“酸性油”进入下游设施，造成更大范围的腐蚀和安全风险。
● 污水处理监控： 油田产出的含油污水在处理和储存过程中，有机物腐败也可能产生H₂S。需要对污水处理设施进行H₂S监测，保护操作人员。
2）监测CO的重要性：
● 监测泵站与压缩机站： 这些站点的发动机、发电机是CO的潜在来源。监测站内CO浓度，可防止因设备故障导致的中毒事故。
● 车辆尾气管理： 在油库、LNG接收站等场所，车辆频繁进出，尾气中的CO可能在封闭或半封闭空间（如车库、装车区）积聚。需要监测CO以确保空气质量。
● 火灾后安全评估： 运输或储存设施发生火灾后，CO是主要的有毒产物之一。在灾后检查和清理前，必须进行CO检测。
三、石油天然气行业气体监测传感器推荐
为了高效、准确地监控H₂S和CO，石油天然气行业广泛应用气体检测技术。
1）固定式气体检测仪：安装在关键区域（如井口、平台、泵站、储罐区），进行24小时连续监测，并与报警系统、通风系统联动。
2）便携式多气体检测仪：作业人员随身携带，用于进入受限空间、巡检、动火作业前检测等，常为“四合一”或“五合一”检测仪，可同时监测H₂S、CO、可燃气体（如甲烷）、氧气等。
在这里，深圳市新世联科技给大家推荐一款公司独家代理的英国Alphsense阿尔法双气传感器，它适用于上述两种应用场景，提供同时监测硫化氢H2S和一氧化碳CO的可能性，型号为COH-A2，该双气传感器的一氧化碳CO通道量程为 0 - 1000ppm，硫化氢H2S通道的量程为 0 - 100ppm。这样的量程范围能够满足石油天然气行业在不同场景下对这两种气体浓度监测的需求。无论是在气体浓度较低的日常监测场景，还是在可能出现气体泄漏导致浓度升高的紧急情况下，该传感器都能准确测量，为工作人员判断现场情况提供可靠依据。

                               
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此外，双气传感器COH-A2可以有效抵抗诸如 NH3（氨气）、H₂（氢气）等气体的干扰。在石油天然气生产环境中，往往存在多种复杂气体成分，其他无关气体的干扰可能导致监测数据不准确，进而影响对实际情况的判断。COH-A2 传感器强大的抗干扰能力，确保了其在复杂气体环境下依然能够稳定、准确地检测一氧化碳和硫化氢的浓度，保障了监测结果的可靠性。
因此，对H₂S和CO的严格监控，贯穿于石油天然气行业的全生命周期，是预防中毒、火灾、爆炸和设备腐蚀事故，保障人员生命安全和生产平稳运行的关键防线，而新世联代理的英国Alphsense阿尔法双气传感器COH-A2在这一应用中不可或缺。
以下为双气传感器COH-A2的主要参数：
COH-A2 型传感器的一氧化碳CO通道的技术指标：
分辨率：＜0.5ppm
响应时间 t90(秒)<35s
测量范围：1000 ppm
零点电流：-3~+3.5ppm
灵敏度: 50-100 nA/ppm, 400ppm CO
线性： 满量程10~40ppm误差，0-400ppm线性
过载范围：5,000ppm/稳定的响应气体脉冲的Max浓度
COH-A2 型传感器的硫化氢H2S通道的技术指标：
分辨率：<0.1ppm
响应时间 t90(秒)<30s
测量范围：100 ppm
零点电流：±0.25ppm
灵敏度: 650-1100 nA/ppm, 20ppm H2S
线性度： 满量程<±5ppm 误差，0-20ppm线性
过载范围：200ppm/稳定的响应气体脉冲的Max浓度

详情请咨询深圳市新世联科技有限公司。