微芯片能实时检测油气井甲烷泄漏成本低且高效

科技日报 2017/4/7

甲烷的升温“潜能”是二氧化碳的25倍,而石油和天然气钻井泄漏成为甲烷排放的主要来源。据《科学美国人》杂志官网6日报道,IBM与哈佛大学、普林斯顿大学研究人员合作,设计了一个5毫米见方的微型传感器芯片,可持续实时检测甲烷排放。

目前,油气行业通过人工手持红外摄像机来检测甲烷泄漏,这一方法昂贵且低效。美国西南能源公司企业环境项目主管东·约旦说,如果对整个工厂进行气体泄漏检测,需要专门派人用一整天的时间操作这种手动扫描设备。一般而言,公司每季度进行一次整体检测,因此,有些泄漏可能要几个月后才被发现。另外,这种红外摄像机虽对大的泄漏源足够敏感,但对小的泄漏点很容易“视而不见”。

而IBM研发的微型芯片,其安装在小硅晶片上的传感器包含激光和玻璃缆线通道。激光从光缆向空气中发射,当甲烷分子飘过传感器上方时,会吸收特定波长的光线,产生一种独特的特征;芯片将其转化成电信号,再通过绘制光吸收图谱来测算甲烷泄漏量。

石油和天然气公司将这些传感器嵌入井壁或压缩机站周围,光吸收中非常微小的变化数据可自动发送到IBM的云计算机,结合风力、湍流、适度、温度等复杂动力模型,就能判断甲烷泄漏源。一旦确定,公司可立即派人前去修复。

IBM认知物联网系统和技术经理诺玛·索萨说,这款芯片的优点是可以提供实时警报,并标记时间和位置等信息,“最关键的是,所有芯片都是无线连接”。市场上甲烷检测传感器非常昂贵,规模巨大且需要电力,而IBM这款不需太阳能供电的芯片设计成本较低,每个芯片只要200美元。(记者 房琳琳)

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