油田在用气体检测仪不合格原因分析及对策

樊　靖，马　纪

中国石油长庆油田分公司技术监测中心（陕西西安710018）

油田在用气体检测仪不合格原因分析及对策

樊靖，马纪

中国石油长庆油田分公司技术监测中心（陕西西安710018）

气体检测仪是油田监控油气区域场所内可燃气、有毒有害气体浓度的重要手段。对2015年油田气体检测仪检定不合格数量进行了统计并对原因进行了归类，同时针对原因进行了分析，制定对策，旨在提高油田气体检测仪的使用准确性，提升检定合格率。

气体检测仪；不合格；漂移；误差

气体检测仪是一种气体泄露浓度检测仪器仪表，主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体浓度。近年来，气体检测仪广泛应用于石油化工、安全环保、化学工业等各个行业，尤其在石油化工中的使用更为广泛。长庆油田加强对危险区域的监控力度，油气区域都安装了固定式气体检测仪，同时要求外部施工单位现场作业配备便携式气体检测仪。气体检测仪是否正常工作直接关系企业的财产安全和现场作业人员的生命安全［1］。

1　不合格分类

气体检测仪属于国家强制检定计量器具，可燃气、有毒有害气体、氧气等检定周期不大于1年，技术监测中心承担了油田气体检测仪的入库检验以及厂级单位的周期检定工作，每年检测数量达8 000～10 000台，其中由于各类原因导致不合格数量200余台，导致检定不合格的原因有外观不合格、示值超差、响应时间超差、通气无反应、零点漂移等［2］。

2　不合格原因分析

2.1外观不合格

国家计量检定规程规定，气体检测仪外观是首次检定、后续检定中必检的项目。在油田使用中，便携式检测仪经常使用在修井、钻井、油井维护等工作中，这些场所中，现场作业条件差，由于现场作业人员的保养不到位导致报警器的标识被油泥覆盖模糊、出厂编号磨损无法辨识，背光不显示或者充电接触触点损坏［3］。

2.2响应时间超差

1）未使用专用进气罩。气体检测仪检定时如果进气罩与传感器探头接触过紧，气体无法正常溢流出去，产生正压力，反之进气罩与传感器探头接触过松，外界气体混入标准气体进入探头内，导致标准气体实际值偏小。检定规程中规定扩散式仪器应有专用进气罩，油田便携式气体检测仪种类繁多，多达几十种，由于现场管理不到位，进气罩经常丢失，采用自制进气罩标定，无法控制检定气体与探头之间的接触距离，导致检定响应时间超差。

2）标准气体流量设置不正确。气体检测仪在规定的流量范围内能才能保证良好的灵敏度，当流量小于测量要求时会使传感器表面达不到真实的浓度，可燃气体燃烧后得不到新气体及时补充，燃烧不能继续进行；气体流量过大时，又会使元件散热增大，降低了灵敏度。检定规程给出了气体流量基本的范围，但是由于各厂家的设备存在差异，各厂家在说明书中对检定流量做了进一步要求。在检定过程中，检定人员按照检定规程设置标准气体浓度时，如果所设定的流量与说明书要求的流量相差较大时，常常导致检定中响应时间超差。

2.3示值超差

1）气体检测仪与控制柜通讯不连续。现场气体检测仪一般由主控制器与现场安装的检测仪两部分组成，主控器与检测仪之间采用分线式连接，主控器与RTU连接后将信号传递到电脑上进行实时监控，当环境中气体的浓度达到或超过预置报警值时，现场检测仪将信号传递到主控制器，主控器发出报警指示，同时电脑监控进行闪烁报警。在现场检定时，经常发现主控制器与现场检测仪示值相差甚远或者现场的检测仪示值正常但是主控器无显示，造成这类情况有两种原因：一是现场管理不到位，气体检测仪布线时未按照既定的位置、深度布线，二次施工时线路被挖断，导致现场有示值显示，主控器无报警响应；二是现场使用的主控器在机房内受到其他电子设备的电磁干扰出现较大的漂移，导致示值超差［4］。

2）环境影响。可燃气体检测仪大多属于催化燃烧式，燃烧的实质是元件表面吸附的甲烷与吸附的氧离子之间反应，生成CO2和H2O。现场检定时，冬季油区温度经常在0℃以下。在这种环境条件下检定，标准气体的惰性增强，分子内能降低，反应不够活跃，甲烷与氧离子之间的反应递减，导致仪表显示值出现误差。

3）气体浓度与电流（电压）信号成非线性关系。气体检测仪基本组成包括气体传感器、数模转换电路、控制电路等方面。一般来说气体检测的浓度与经放大器放大的信号（经过温度等方面的修正后）成线性关系。但是在实验室进行检定中发现，由于厂家选用或生产的探头质量差，检定时气体气体检测仪浓度与电流（电压）信号并非成线性关系，比如通入60%LEL（标准气体检测浓度下线），可燃标准气体进行检定合格，但是通入40%、80%时，出现较大的偏差［5］。

2.4通气无反应

1）催化剂抑制物。在油气生产现场，油气中除了可燃气经常伴有硫化物。硫化合物（经常与气体一起释放）会消除传感器的活性，导致传感器丧失敏感性并对目标气体完全无反应，最终导致气体检测仪检定通气无反应。

2）传感器探头处滤网堵塞。日常使用中，杂质或者其他东西直接进入传感器中，损坏传感器，因此气体检测仪探头处都会安装滤网。在油气现场作业时，由于作业人员的保养不到位，导致油泥、焊渣等一些杂志进入过滤网中，阻塞气体通道导致气体无法进入传感器中与探头发生反应，出现通气无反应或者误差偏大。

2.5零点漂移

1）环境影响。油田所属站点地处山区或沙漠，环境条件恶劣，大风、沙尘天气较多，昼夜温差大，易造成气体检测仪主板和传感器损害。例如：美国霍尼韦尔公司生产的红外可燃气体检测报警仪，对使用环境条件要求较高，沙尘、高温等都会对其产生一定程度的影响，导致零点漂移无法调整。

2）质量问题。可燃气体检测报警器采用惠斯登电桥的方式将气体浓度大小反映为电流的大小输出，部分厂家采用定电压路桥供电的方式，实际中电阻受环境温度的影响会产生变化，进而导致电桥失去平衡，产生较大的零点漂移。

3　对策及建议

3.1加强现场仪表管理

1）加强日常维护保养。每周按动报警器自检试验系统一次，检查系统的运行情况，检查连接部位、显示器和控制按钮，检查故障灯，检查防爆密封件和紧固件，检查探头有无堵塞，检查防水情况等内容。

2）建立检测仪台账。对现场使用的气体检测仪建立台账，监控检测仪的运行情况，同时将附件登记在册。

3）合理选型。现场安装固定式气体检测仪时要合理化布线，保证埋线深度，防止其他施工对通讯造成破坏，同时主控制器尽量保证安装在防雷防电磁干扰的地方。

3.2强化人员培训

1）加强使用人员培训。应对使用人员进行相关知识的培训，使其熟悉检测仪的工作性能和使用方法，掌握简单故障排除方法，做到保管有序，使用规范。

2）规范检定人员操作。检定人员检定时应采用专业通气罩，同时对检测仪进行检定前采用检定规程与使用说明书相结合的方法，选择合适的通气流量。

3.3加强监管力度

建议加强进入油田检测仪的监管力度，选择资质齐全，技术力量较雄厚的专业检测单位进入油田检测市场。同时针对现场环境，选择适合环境条件的气体检测仪。

3.4合理规划检定时间

各油气生产单位尽量调整气体检测报警仪的检定时间，尽量避开冬季检定。

［1］全国环境化学计量技术委员会.可燃气体检测报警器检定规程：JJG 693-2011［S］.北京：中国质检出版社，2011.

［2］全国环境化学计量技术委员会.一氧化碳检测报警器检定规程：JJG 915-2008［S］.北京：中国质检出版社，2009.

［3］全国环境化学计量技术委员会.硫化氢气体检测仪检定规程：JJG 695-2003［S］.北京：中国计量出版社，2004.

［4］李博，朱茜，孔小平，等.浅谈气体检测报警仪的科学检定［J］.计量与测试技术，2009，36（7）：3-4.

［5］颜伟.浅谈可燃气体检测报警器的检测［J］.计量与测试技术，2013，40（7）：37-38.

Gas detectors are used for the concentration monitoring of the combustible gas，toxic and harmful gas in the oil and gas areas of Changqing Oilfield.The number statistics of the unqualified gas detectors in the use of the oilfield in 2015 was finished，and the rea⁃sons leading to the gas detectors unqualified were classified and analyzed.The corresponding countermeasures were formulated in order to improve the detection accuracy and pass percent of the gas detectors.

gas detector；non conformity；drift；error

樊靖（1987-），男，主要从事流量计量机气体检测仪检测工作。

本文编辑：路萍2016-06-25