Вопросы разработки оптоволоконного кюветного измерителя концентрации метана в воздухе в нефтегазовом производстве
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-4-335-341
Аннотация
Статья посвящена разработке оптоволоконного кюветного измерителя концентрации метана в нефтегазовом производстве. Предметом исследования является разработка теоретических основ оптимизации конструкции такого измерителя, при которой основной режимный показатель измерителя достигает экстремальной величины. Цель работы заключается в исследовании возможности нахождения оптимальной взаимосвязи между основными режимными показателями, при которой выбранный критерий оптимизации достигает максимального значения. Составлена задача безусловной оптимизации, в которой дополнительно используемое условие присоединяется к функционалу оптимизации с помощью множителя Лагранжа. Получена такая форма функциональной связи между основными режимными показателями, при которой функционал цели достигает минимальной величины. Обнаруженная взаимосвязь между основными показателями охарактеризована как наихудшая, которой на практике следует избегать.
Об авторах
И. Г. Чобанзаде
Национальное аэрокосмическое агентство Азербайджанской Республики
Азербайджан
Азербайджан
Имран Гора Оглы Чобанзаде - менеджер
Баку
А. Э. Бабаханов
Государственная нефтяная компания Азербайджанской Республики
Азербайджан
Азербайджан
Имран Гора Оглы Чобанзаде — менеджер
Баку
Список литературы
1. Xian Q., Lv H., Yao Y., Cheng C., Zhou Z. Fabrication and application of 1653.7 nm methane sensor // IEEE Photonics journal. 2022. Vol. 14, N 5. October.
2. Cheng W., Han J., Wu Y. Design of a methane concentration detector based on spectrum absorption // Sensors. Switzerland. 2012. Vol. 12. Р. 12729—12740. DOI:10.3390/s120912729.
3. Xu S., Chen M. Design and modeling of non-linear infrared transducer for measuring methane using cross-correlation method // Meas. J. Intern. Meas. Confed. 2012. Vol. 45. Р. 325—332. DOI:10.1016/j.measurement.2011.11.015.
4. Gao Q., Zhang Y., Yu J., Wu S., Zhang Z., Zheng F. Tunable multi-mode diode laser absorption spectroscopy for methane detection // Sensors Actuators A Phys. 2013. Vol. 199. Р. 106—110. DOI:10.1016/j.sna.2013.05.012.
5. Bekele W., Guinguina A., Zegeye A., Simachew A., Ramin M. Contemporary methods of measuring and estimating methane emission from ruminants // Methane. 2022. Vol. 1. Р. 82—95. https://doi.org/10.3390/methane1020008
6. Lomov V. A. Methods for instrumental assessment of methane emission in reservoirs // IOP. Conf. Series: Earth and environmental science. 2021. Vol. 834. Р. 012032. DOI:10.1088/1755-1315/834/1/012032.
7. Thalasso F., Anthony K. W., Irzak O., Chaleff E., Barker L., Anthony P., Hanke P., Gonzalez-Valencia R. Technical note: Mobile open dynamic chamber measurement of methane macroseeps in lakes // Hydrol. Earth Syst. Sci. 2020. Vol. 24. Р. 6047—6058. https://doi.org/10.5194/hess-24-6047-2020.
8. Siegenthaler A., Welch B., Pangala S. R., Peacock M., Gauci V. Technical note: Semi-rigid chambers for methane gas flux measurements on tree stems // Biogeosciences. 2016. Vol. 13. Р. 1197—1207 [Электронный ресурс]: <www.biogeosciences.net/13/1197/2016/>.
9. Riddick S. N., Ancona R., Mbua M., Bell C. S., Duggan A., Vaughn T. L., Bennett K., Zimmerle D. J. A quantitative comparison of methods used to measure smaller methane emissions typically observed from superannuated oil and gas infrastructure // Atmos. Meas. Tech. 2022. Vol. 15. Р. 6285—6296. https://doi.org/10.5194/atm-15-6285-2022.
10. Mitchell A. L., Tkacik D. S., Roscioli J. R., Herndon S. C., Yacovitch T. I., Martinez D. M., Vaughn T. L., Williams L. L., Sullivan M. R., Floerchinger C., Omara M., Subramanian R., Zimmerle D., Marchese A. J., Robinson A. L. Measurements of methane emissions from natural gas gathering facilities and processing plants: Measurement results // Environmental Science & Technology. 2015. Vol. 49, N 20. Р. 12602. DOI: 10.1021/acs.est.5b04018.
11. Schoonbaert S. B., Tyner D. R., Johnson M. R. Remote ambient methane monitoring using fiber-optically coupled optical sensors // Applied Phys. B. 2015. Vol. 119. Р. 133—142. DOI:10.1007/s00340-014-6001-0.
12. Roy S., Desikan R., Duttagupta S. P. A novel, compact optical device for estimating the methane emissions in geological environment. November 2016 [Электронный ресурс]: <https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1611/1611.08797.pdf>.
13. Cao F., Liu D., Lin J., Hu B., Liu D. Absorption measurement of methane gas with boardband light source using fiber sensor system // Front. Optoelectron. China. 2010. Vol. 3, N 4. Р. 394—398.
14. Cubillas A. M., Lopez M. S., Lazaro J. M., Conde O. M., Petrovich M. N., Higuera J. M. L. Detection of methane at 1670-nm band with a hollow-core photonic bandgap fiber // Photonic Crystal Fibers II. 2008. Proc. SPIE. Vol. 6990. DOI:10.1117/12.780587.
15. Wen-Qing W., Lei Z., Wei-Hua Z. Analysis of optical fiber methane gas detection system // Procedia Engineering. 2013. Vol. 52. P. 401—407.
Рецензия
Для цитирования:
Чобанзаде И.Г., Бабаханов А.Э. Вопросы разработки оптоволоконного кюветного измерителя концентрации метана в воздухе в нефтегазовом производстве. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2023;66(4):335-341. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-4-335-341
For citation:
Chobanzade I.G., Babakhanov A.E. Issues of developing a fiber-optic cuvette meter for the concentration of methane in the air in oil and gas industry. Journal of Instrument Engineering. 2023;66(4):335-341. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-4-335-341
Просмотров:
9
Послать статью по эл. почте 