專利名稱：油水氣在線取樣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及油田設備技術(shù)領域，特別是指一種油水氣在線取樣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，世界各國的油田已經(jīng)進入了開發(fā)的中、后期，對于我國來說同樣如此，在我國，采出液中的含水量已達60 80%，有的油田甚至高達90%以上，因此，在油田開采過程中，對采出液各組分含量的測量顯得尤為重要。目前，測量單井中油、水、氣各組分含量的方法便是通過取樣進行測量，取樣常常采用定時從單井輸出管線中進行一次性取樣送檢的方法，這種方法雖然操作簡單，但存在一定的缺陷不能真實反映出輸出管線中油、水、氣的平均有效真值，而且結(jié)果單一，不能體 現(xiàn)出采樣時油井的其他參數(shù)，例如液面高度、壓力、溫度和系統(tǒng)效率等，而這幾種參數(shù)對采出液中的油、水、氣含量比例，以及對采出液中的懸浮物、碎屑巖、油顆粒粒徑、其他固體顆粒粒徑及含量有著不同程度的影響，最終使送檢樣品分離、化驗數(shù)值失真。而且，國際石油液體取樣標準IS03171 :1988對石油液體取樣有多種要求多次采樣、充分混合、管線全截面取樣，這樣才能對液體中的油、水、氣、懸浮物及其他固體顆粒含量幾個重要指標進行真實采集。因此，現(xiàn)階段我國亟需一種較為合理的油水氣在線取樣系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種油水氣在線取樣系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中油田采樣不能真實反映各組分平均有效真值的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種油水氣在線取樣系統(tǒng)，包括攪拌裝置、取樣裝置和存儲裝置，所述攪拌裝置連接于原油管路上用于將所述原油管路內(nèi)的物質(zhì)攪拌混合，所述取樣裝置連接于所述原油管路上，所述取樣裝置位于所述攪拌裝置的下游位置用于對所述原油管路內(nèi)攪拌混合后的物質(zhì)進行取樣，所述存儲裝置通過輸送管線連接于所述取樣裝置的下游，用于存儲所述取樣裝置取出的樣品。作為對上述技術(shù)方案的改進，該油水氣在線取樣系統(tǒng)還包括乳化裝置，所述乳化裝置包括乳化罐和連接于所述乳化罐上的超聲波發(fā)生器，所述乳化罐通過輸送管線連接于所述取樣裝置與所述存儲裝置之間。作為對上述技術(shù)方案的再一步改進，該油水氣在線取樣系統(tǒng)還包括混合裝置，所述混合裝置包括混合罐和連接于所述混合罐上的混合器，所述混合罐通過輸送管線連接于所述乳化罐與所述存儲裝置之間。作為一種優(yōu)選的實施方式，所述攪拌裝置為攪拌電機，所述攪拌電機伸入所述原油管路內(nèi)的攪拌端呈螺旋柱形。作為一種優(yōu)選的實施方式，所述存儲裝置包括多個樣品罐，所述多個樣品罐上分別設有用于存儲樣品信息的存儲器。
作為一種優(yōu)選的實施方式，所述多個樣品罐為鋁合金材質(zhì)制作，所述樣品罐的內(nèi)外表面上設有瓷涂料層。作為對上述技術(shù)方案的改進，該油水氣在線取樣系統(tǒng)還包括清洗裝置，所述清洗裝置包括相互連接的清洗液罐和清洗泵，所述清洗泵通過輸送管線與所述乳化罐連通，所述清洗液罐通過輸送管線與所述樣品罐連通，所述清洗液罐上設有廢清洗液排出閥。作為一種優(yōu)選的實施方式，所述超聲波發(fā)生器連接于所述清洗泵與所述乳化罐之間。采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的有益效果是首先，通過在原油管路上設置攪拌裝置能夠?qū)⒃凸苈穬?nèi)的物質(zhì)攪拌混合，為以后的取樣做好準備，使取樣具有代表性；然后，處于攪拌裝置下游位置的取樣裝置將混合后的具有代表性的物質(zhì)取出作為樣品；最后，取出的樣品被存放于存儲裝置中，為進一步的研究備用，這樣，相比于現(xiàn)有技術(shù)中定時從單 井輸出管線中進行一次性取樣送檢的方法來說，該油水氣在線取樣系統(tǒng)具有較高的代表性，能夠?qū)Ω黜椫笜诉M行真實采集，真實反映出原油管路內(nèi)各組分的平均有效真值，而且，利用該系統(tǒng)進行多次取樣能夠進一步地提高最終檢測結(jié)果的準確性。由于在取樣裝置與存儲裝置之間通過輸送管線連接了乳化罐，在該乳化罐上連接了超聲波發(fā)生器，則取樣裝置取出的樣品首先進入到乳化罐中，在超聲波發(fā)生器的作用下發(fā)生超聲乳化作用，使乳化罐內(nèi)液體中所含的油、水、氣等顆粒粉碎成分布均勻的微小顆粒，使各組分進行進一步的混合，提高最終檢測結(jié)果的準確性。由于在乳化罐與存儲裝置之間通過輸送管線連接了混合罐，則樣品經(jīng)超生乳化作用，在輸送過程中，可以避免發(fā)生沉淀、粘接在輸送管線管壁上的現(xiàn)象，以確保進入到存儲裝置內(nèi)的樣品成分真實有效。由于攪拌電機伸入到原油管路內(nèi)的攪拌端呈螺旋柱形，不僅能夠?qū)υ凸苈穬?nèi)的物質(zhì)進行充分的攪拌混合，而且該攪拌端具有一定的長度，能夠?qū)⒃凸苈窓M斷面內(nèi)上、中、下的液體攪拌混合，使取樣具有真正意義上的全截面段性。由于在多個樣品罐上分別設置了用于存儲樣品信息(例如樣品來源、時間、質(zhì)量、溫度，以及取樣時油井工況等)的存儲器，則在對樣品罐內(nèi)的樣品進行分離化驗時設備能自動讀取存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將其打印成報表，從而實現(xiàn)取樣、化驗、生成報表整個過程的全自動化控制。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明油水氣在線取樣系統(tǒng)一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是油水氣在線取樣系統(tǒng)的一種安裝方式；圖3是油水氣在線取樣系統(tǒng)的另一種安裝方式；圖中1-原油管路；11_取樣盒體；13_管箍；14_電線套管；2_攪拌裝置；21_攪拌電機；22_攪拌端；3_取樣裝置；31_負壓泵；32_取樣探頭；4_存儲裝置41-樣品罐；42_存儲器；5_乳化裝置；51-乳化罐；52_超聲波發(fā)生器；6_輸送管線；7_混合裝置；71_混合罐；72_混合器；81_電磁計量泵；82_單向閥；83_余液回注管；9_清洗裝置91-清洗液罐；92-廢清洗液排出閥；93_清洗泵。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例如圖I所示，為本發(fā)明油水氣在線取樣系統(tǒng)的一種實施例，其包括攪拌裝置2、取樣裝置3、乳化裝置5、混合裝置7以及存儲裝置4，另外還包括清洗裝置9，該系統(tǒng)的基本原理是攪拌裝置2首先對原油管路I內(nèi)的物質(zhì)進行攪拌，使其混合，然后取樣裝置3從原油 管路I內(nèi)取出部分攪拌混合后的物質(zhì)，這部分物質(zhì)經(jīng)乳化裝置5和混合裝置7后，最終進入到存儲裝置4內(nèi)作為樣品進行存儲。另外，該系統(tǒng)在經(jīng)過長時間使用后，可利用清洗裝置9進行清洗，方便再次使用。本實施例中的攪拌裝置2為攪拌電機21，該攪拌電機21固定于原油管路I上，其伸入到原油管路I內(nèi)的攪拌端22呈螺旋柱形，而且該攪拌端22的長度接近原油管路I的內(nèi)徑尺寸，這樣，攪拌電機21啟動后，螺旋柱形的攪拌端22在旋轉(zhuǎn)的同時能夠?qū)⒃凸苈稩內(nèi)的物質(zhì)攪拌混合，無論是位于原油管路I橫斷面上、中、下位置的物質(zhì)均可攪拌混合在一起，從而為后續(xù)的取樣做好準備，使所取樣品具有代表性，提高最終檢測結(jié)果的準確性。本實施例中的取樣裝置3為負壓泵31 (負壓泵為本技術(shù)領域內(nèi)的公知技術(shù)，在此不再贅述)，負壓泵31固定于原油管路I上并位于攪拌裝置2的下游位置處，負壓泵31上設有伸入到原油管路I內(nèi)的取樣探頭32，該取樣探頭32的長度同樣接近原油管路I的內(nèi)徑尺寸，這樣，在取樣時可在原油管路I的內(nèi)腔全截面進行，避免了原油管路I內(nèi)游離、懸浮泡狀顆粒原油及底層沉淀物不均勻分布而對檢測精度造成影響，而且在取樣時相當于對原油管路I內(nèi)的物質(zhì)進行了一次截流，達到了油、水、氣、砂充分混合的目的。本實施例中的乳化裝置5包括IOOml的乳化罐51和連接于乳化罐51上的超聲波發(fā)生器52，乳化罐51連接在負壓泵31的下游位置，負壓泵31自原油管路I內(nèi)取出的樣品雖然經(jīng)過了攪拌混合等步驟粉碎了較大的原油顆粒，但仍處于油、水、氣游離狀態(tài)，懸浮的油泡顆粒、氣泡顆粒、水珠顆粒還不能充分混合，從中提取少量樣品還不能保證所提樣品中油、水、氣含量是具有代表性的，因此，取出的樣品在乳化罐51內(nèi)要進行25s的超聲乳化反應，其原理是超聲波發(fā)生器向乳化罐51內(nèi)的樣品中導入一定強度的超聲波，乳化罐51的內(nèi)表面會反復出現(xiàn)加壓和減壓產(chǎn)生空化效應，由于空化效應形成時會產(chǎn)生聲波壓力和熱效應，并且還能起到均勻攪拌、研磨粉碎的作用，因此，利用超聲波的乳化、攪拌、研磨粉碎作用，能夠使乳化罐51內(nèi)液體中所含的油、水、氣、砂顆粒粉碎成分布均勻的微小顆粒，提高檢測結(jié)果的準確性。本實施例中的混合裝置7包括150ml的混合罐71和連接在混合罐71上的混合器72，該混合罐71通過輸送管線6連接于乳化罐51的下游位置，在乳化罐51和混合罐71之間的輸送管線6上設有電磁計量泵81，該電磁計量泵81具有精細的計量調(diào)節(jié)功能，不受壓力和溫度的影響，它的作用是將乳化罐51內(nèi)經(jīng)超聲乳化的一小部分樣品取出并輸送至混合罐71內(nèi)，并通過混合器72避免這部分樣品在輸送過程中發(fā)生沉淀、粘接在管壁上的現(xiàn)象，以確保每次取樣成分真實有效。另外，在電磁計量泵81上還連接有一根余液回注管83，該余液回注管83的末端連接在負壓泵31上，用于將乳化罐51內(nèi)剩余的乳化后的樣品回注至原油管路I內(nèi)，同時在該余液回注管83上還設有一個單向閥82，以防止樣品在余液回注管83內(nèi)發(fā)生回流。本實施例中的存儲裝置4包括多個IOOOml的樣品罐41 (圖中示出的為四個)，這些樣品罐41通過輸送管線6依次連接在混合罐71的下游位置，用于存儲混合罐71內(nèi)的樣品，另外，這些樣品罐41均是采用的鋁合金材質(zhì)進行制作，在其內(nèi)外表面上均設有精細高·頻瓷涂料層，一方面是能夠避免樣品粘結(jié)在內(nèi)外表面上，第二是便于清洗。在每個樣品罐41上均設有存儲器42，這些存儲器42在取樣時能夠?qū)崟r地存儲樣品罐41內(nèi)樣品的來源、時間、質(zhì)量、溫度，以及取樣時油井工況等有實際參考價值的信息，對樣品罐41內(nèi)的樣品進行分離化驗時設備能自動讀取這些存儲器42內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將其打印成報表，從而實現(xiàn)取樣、化驗、生成報表整個過程的全自動化控制。本實施例中的清洗裝置9包括相互連接的清洗液罐91和清洗泵93，其中，清洗泵93通過輸送管線6與乳化罐51相連通，清洗液罐91通過輸送管線6與樣品罐41相連通，同時，乳化裝置5中的超聲波發(fā)生器52還連接在清洗泵93和乳化罐51之間，這樣，在該系統(tǒng)長時間工作以后，可暫停取樣，啟動清洗泵93，使清洗液罐91內(nèi)的清洗液沿輸送管線6循環(huán)，對負壓泵31、乳化罐51、輸送管線6、混合罐71以及樣品罐41進行清洗，而且，在超聲波發(fā)生器52的作用下，清洗液中已載入超聲波，可對任何原油樣品接觸面進行清洗。經(jīng)過多次清洗后，可通過設置在清洗液罐91上的廢清洗液排出閥92將廢清洗液排出。如圖2和圖3所示，上述攪拌裝置2、取樣裝置3、乳化裝置5、混合裝置7、存儲裝置4以及清洗裝置9均統(tǒng)一設置于一個取樣盒體11內(nèi)，圖2表示的是原油管路I處于水平狀態(tài)時取樣盒體11的安裝方式，圖3表示的是原油管路I處于垂直狀態(tài)時取樣盒體11的安裝方式，兩種安裝方式均是為了保證安裝的方便性和其防盜性能，而且在安裝時，取樣盒體11應盡量靠近原油管路1，其一端將負壓泵31的取樣探頭32穿進取樣口固定，另一端通過管箍13將盒體11固定在原油管路I上，另外，該系統(tǒng)的電源線深埋在地下600m，電壓為DC24V，其端部穿過取樣盒體11的底部伸入其中，在電源線的外面還設有電線套管14起保護作用。該油水氣在線取樣系統(tǒng)的工作過程是首先，原油管路I內(nèi)的物質(zhì)在攪拌端22的攪拌作用下混合，取樣探頭32每間隔30s時間截流取樣一次，每次取樣時間2s，每次取樣量100ml。然后，取出的樣品在乳化罐51內(nèi)進行25s的超聲波乳化，超聲波乳化完成后，電磁計量泵81定量取樣一次，每次取樣時間ls，每次取樣量4. 2ml送入混合罐71內(nèi)，同時，剩余的物質(zhì)經(jīng)余液回注管83回流至原油管路I內(nèi)。最后，經(jīng)過電磁計量泵81定量取樣30次以后，所取樣品進入樣品罐41內(nèi)存儲起來。而清洗裝置9在系統(tǒng)長時間工作后可對其進行清洗，一般是每15天清洗一次。該取樣系統(tǒng)設計采用了多取液少取樣的原則，每次取液IOOml經(jīng)攪拌混合后再利用超聲波乳化達到水、油、氣充分混合，然后取樣4. 2ml，相當于從原油管線內(nèi)取液量的1/25容量。若按單井每天產(chǎn)液量5方計算，每小時產(chǎn)液量應是210升左右。鑒于上述數(shù)據(jù)，取樣系統(tǒng)每取樣儲存IOOOml樣品等于油井2小時內(nèi)生產(chǎn)420升原油，本取樣系統(tǒng)的設計結(jié)合了國內(nèi)外先進技術(shù)和電子元器件，開發(fā)了超聲波乳化、防垢系統(tǒng)。超聲波乳化、防垢系統(tǒng)主要由取樣管線、超聲電源及換能器三部分組成，三者之間由電纜連接。取樣管線下面裝有換能器，換能器密封在不銹鋼盒內(nèi)，換能器將電源送來的高頻電流轉(zhuǎn)換為機械波，達到乳化、粉碎、研磨、防結(jié)垢的作用。而且，取樣管線采用特種不銹鋼氬氣保護焊接保證絕對不漏水，換能器采用鋯酸鈦鉛壓電陶瓷片及金屬壓塊合成振頭，具有效率高、壽命長、不易損壞等優(yōu)點。該油水氣在線取樣系統(tǒng)的技術(shù)指標如下(I)每小時取樣120次。(2)每次取樣量100ml。(3)每次收集樣品4. 17ml。 (4)混合精度99. 9%。 (5)供電直流 24V > I. 5A。 (6) —次樣品提取量 lOOml-lOOOml。(7)樣品數(shù)據(jù)存放時間可達10年。另外，該油水氣在線取樣系統(tǒng)的設計除參照《國際石油液體取樣標準IS03171 1988》外還參照了 1995年中國石油天然氣總公司頒布的行業(yè)標準《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標SY/T-5329-94》中對水中含油、懸浮物及其顆粒粒徑的規(guī)定。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種油水氣在線取樣系統(tǒng),其特征在于包括 攪拌裝置，所述攪拌裝置連接于原油管路上用于將所述原油管路內(nèi)的物質(zhì)攪拌混合； 取樣裝置，所述取樣裝置連接于所述原油管路上，所述取樣裝置位于所述攪拌裝置的下游位置用于對所述原油管路內(nèi)攪拌混合后的物質(zhì)進行取樣； 存儲裝置，所述存儲裝置通過輸送管線連接于所述取樣裝置的下游，用于存儲所述取樣裝置取出的樣品。
2.如權(quán)利要求I所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于還包括 乳化裝置，所述乳化裝置包括乳化罐和連接于所述乳化罐上的超聲波發(fā)生器，所述乳化罐通過輸送管線連接于所述取樣裝置與所述存儲裝置之間。
3.如權(quán)利要求2所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于還包括 混合裝置，所述混合裝置包括混合罐和連接于所述混合罐上的混合器，所述混合罐通過輸送管線連接于所述乳化罐與所述存儲裝置之間。
4.如權(quán)利要求3所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于所述乳化罐與所述混合罐之間設有電磁計量泵，所述電磁計量泵上連接有用于將所述乳化罐內(nèi)的部分物質(zhì)回注至原油管路內(nèi)的余液回注管，所述余液回注管上設有單向閥。
5.如權(quán)利要求I至4任一項所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于所述攪拌裝置為攪拌電機，所述攪拌電機伸入所述原油管路內(nèi)的攪拌端呈螺旋柱形。
6.如權(quán)利要求4所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于所述存儲裝置包括多個樣品罐，所述多個樣品罐上分別設有用于存儲樣品信息的存儲器。
7.如權(quán)利要求6所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于所述多個樣品罐為鋁合金材質(zhì)制作，所述樣品罐的內(nèi)外表面上設有瓷涂料層。
8.如權(quán)利要求6或7所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于還包括清洗裝置，所述清洗裝置包括相互連接的清洗液罐和清洗泵，所述清洗泵通過輸送管線與所述乳化罐連通，所述清洗液罐通過輸送管線與所述樣品罐連通； 所述清洗液罐上設有廢清洗液排出閥。
9.如權(quán)利要求8所述的油水氣在線取樣系統(tǒng)，其特征在于所述超聲波發(fā)生器連接于所述清洗泵與所述乳化罐之間。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種油水氣在線取樣系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中油田采樣不能真實反映各組分平均有效真值的問題，該油水氣在線取樣系統(tǒng)包括攪拌裝置、取樣裝置和存儲裝置，攪拌裝置連接于原油管路上用于將原油管路內(nèi)的物質(zhì)攪拌混合，取樣裝置連接于原油管路上，取樣裝置位于攪拌裝置的下游位置用于對原油管路內(nèi)攪拌混合后的物質(zhì)進行取樣，存儲裝置通過輸送管線連接于取樣裝置的下游，用于存儲取樣裝置取出的樣品，該取樣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，能夠真實地反映出原油中各組分的平均有效真值，提高檢測結(jié)果的準確性。
文檔編號G01N1/24GK102866041SQ20121033339
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者李宗平, 師廣秀 申請人:山東斯巴特電力驅(qū)動技術(shù)有限公司