一种气井井口撬装取液样装置的制作方法

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本发明涉及气田采气技术领域，特别是涉及一种天然气生产过程中气井井口撬装取液样装置。


背景技术：
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在采气工艺中，为了了解气井液性，经常会对气井进行取液样操作。操作过程中通常需要在井口及撬装部分用水瓶接取液样，但由于井口及撬装部分存在一定的压力会将瓶内的液样吹出，导致取液样比较困难。另外，天然气属于易燃易爆气体，用水瓶等容器直接接取液样存在一定的安全隐患。


技术实现要素：
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有鉴于此，本发明旨在提出一种携带方便，操作简便，安全可靠的气井井口撬装取液样装置，主要用于气井井口撬装取液样，解决因压力高无法取液并且存在安全风险的难题。
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本发明技术方案如下：
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所述气井井口撬装取液样装置包括：固定台及其台面上安装的储液筒、分离筒和氮气瓶；所述储液筒和分离筒均为两端封闭的筒状结构且在所述固定台上均呈倾斜状安装，所述储液筒斜向上的一端通过通气管和回流管与所述分离筒斜向下的一端连接以实现二者内腔的联通，所述通气管和回流管的管体保持水平且通气管的位置高于回流管；所述储液筒斜向下的一端设有取样口、进样口和液位观察窗，所述取样口的前端设有取样阀，所述进样口的前端连接三通阀，三通阀上剩余的两个入口中的一个连接进样管，另一个连接耐压管线，耐压管线的另一端连接所述氮气瓶，氮气瓶与耐压管线的连接处设有调压阀；所述分离筒的内腔设有气液过滤网，分离筒斜向上的一端设有与外界联通的排气管。
[0006]
进一步地，所述储液筒内腔沿筒的轴向排列有若干由内腔壁伸出的挡液板，挡液板与储液筒的轴向垂直或近似垂直。
[0007]
进一步地，所述分离筒上排气管的内径明显大于储液筒上进样口的内径。
[0008]
进一步地，所述气液过滤网位于分离筒内腔的中部，紧靠气液过滤网的两侧装有定位栅栏。
[0009]
进一步地，所述储液筒和分离筒的两端均为半球形的端部，储液筒和分离筒上与通气管和回流管所在位置相对的一端的端部与中部筒主体均以螺纹连接。
[0010]
进一步地，分离筒内腔中，靠近所述通气管和回流管一侧的定位栅栏固定安装在分离筒的内腔壁上，另一侧的定位栅栏通过沿分离筒轴向的杆件与带有螺纹的、可拆卸的端部连接。
[0011]
进一步地，所述储液筒、分离筒以及氮气瓶可拆卸地安装在固定台上；所述通气管和回流管可拆卸地连接在储液筒和分离筒上。
[0012]
优选地，所述储液筒、分离筒以及氮气瓶与固定台间可拆卸的安装结构为：所述储
液筒、分离筒以及氮气瓶各自表面上沿同一条轴向直线设有若干鳍状的托片，托片上开设有螺孔；储液筒、分离筒以及氮气瓶在固定台上的安装位置上分别设有与所述托片数量及位置完全对应的固定片，所述固定片上开设有螺孔；每个托片与其对应的固定片通过螺栓连接相互固定。
[0013]
进一步地，所述固定台的侧部设有把手，固定台的上方设有封闭的保护罩，保护罩上开设有可打开或关闭的窗。
[0014]
在此基础上，本发明提供一种利用所述气井井口撬装取液样装置进行取样的方法，包括如下步骤：
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1)打开与氮气瓶连接的耐压管线上的调压阀，同时打开耐压管线在所述三通阀上的入口阀门(三通阀上连接进样管的入口阀门保持关闭状态)，使氮气瓶中的氮气依次进入储液筒和分离筒；
[0016]
2)当储液筒和分离筒中的空气被氮气基本置换后关闭调压阀以及三通阀上连接耐压管线的入口阀门，将储液筒的进样管连接气井井口撬装考克并打开三通阀上连接进样管的入口阀门，使气井中的样品依次进入储液筒和分离筒；
[0017]
3)通过储液筒的液位观察窗查看筒内的液样体积，当液样体积达到所需的收集量时打开取样口前端的取样阀收取液样。
[0018]
本发明提供的气井井口撬装取液样装置专用于气井井口撬装取样，可以有效解决水瓶取样时因液样吹出而导致的取样困难问题以及样品中易燃易爆气体导致的安全隐患问题。此外，本发明还具有结构简单、操作简便以及易于拆装、携带的优点。
附图说明：
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图1是本发明气井井口撬装取液样装置整体结构示意图。
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图2是分离筒的侧剖面示意图(位于图中右侧的球型端部与筒主体分离)。
[0021]
图3是定位栅栏在分离筒轴向视角上的结构示意图，其中a为图2中气液过滤网左侧的定位栅栏，b为图2中气液过滤网右侧的定位栅栏。
[0022]
图4是储液筒的侧剖面示意图(位于图中右侧的球型端部与筒主体分离)。
[0023]
图5是挡液板在储液筒轴向视角上的结构示意图，其中a为图4中储液筒内腔中靠左侧的挡液板，b为图4中储液筒内腔中靠右侧的挡液板。
[0024]
图6是固定台及其上设置的固定片以及固定片上螺孔的相对位置示意图。
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图7是本发明气井井口撬装取液样装置外部结构示意图。
具体实施方式：
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以下结合附图对本发明技术方案进行具体描述。
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如图1所示，所述气井井口撬装取液样装置包括：固定台1及其台面上安装的储液筒2、分离筒3和氮气瓶4；所述储液筒2和分离筒3均为两端封闭的筒状结构且在所述固定台1上均呈倾斜状安装，所述储液筒2斜向上的一端通过通气管5和回流管6与所述分离筒3斜向下的一端连接以实现二者内腔的联通，所述通气管5和回流管6的管体保持水平且通气管5的位置高于回流管6；所述储液筒2斜向下的一端设有取样口7、进样口8和液位观察窗9，所述取样口7的前端设有取样阀10，所述进样口8的前端连接三通阀11，三通阀11上剩余的两
个入口中的一个连接进样管12，另一个连接耐压管线13，耐压管线13 的另一端连接所述氮气瓶4，氮气瓶4与耐压管线13的连接处设有调压阀14；所述分离筒3的内腔设有气液过滤网15，分离筒3斜向上的一端设有与外界联通的排气管16。
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如图4、5所示，所述储液筒2内腔沿筒的轴向排列有若干由内腔壁伸出的挡液板17，挡液板17与储液筒2的轴向垂直或近似垂直。在本具体实施例中，所述挡液板17的数量为2个，沿储液筒2的轴向前后排列。挡液板17可用于气液两相流的初步分离，当样品进入储液筒2时，挡液板17对样品形成一定程度的阻滞，样品中的液体成分附着在挡液板17上并凝结成液滴，滴落并回流至储液筒2斜向下的一端。
[0029]
所述分离筒3上排气管16的内径明显大于储液筒2上进样口8的内径，由此有效降低储液筒2和分离筒3的内腔气压，进一步保证安全取样，同时也有利于样品在筒内的流通。
[0030]
所述气液过滤网15位于分离筒3内腔的中部，紧靠气液过滤网15的两侧装有定位栅栏18，以防止分离筒2因为处于倾斜状态而导致气液过滤网15向一端滑动，由此阻滞样品流通并降低气液分离效率。在本具体实施方式中，分离筒3内部靠近所述通气管5和回流管6一侧的定位栅栏18固定安装在分离筒3 的内腔壁上，另一侧的定位栅栏18通过沿分离筒3轴向的杆件19与具有螺纹的、可拆卸的端部连接(图2所示)。与杆件19连接的定位栅栏18可以随带螺纹的端部一起被拆下，从而便于操作人员对气液过滤网15的拆卸清洗或更换。本具体实施方式采用的定位栅栏18的外框呈圆形，以与分离筒3的内腔壁契合，框体内设有平行排列的栏杆，与杆件19连接的定位栅栏18的框体内还设有十字栏杆181，十字栏杆181的中心与框体的圆心基本重合(图3所示)，十字栏杆181的中心连接杆件19，该结构设计可以增加连接的牢固程度。
[0031]
所述储液筒2和分离筒3的两端均为半球形的端部，储液筒2和分离筒3 上与通气管5和回流管6所在位置相对的一端的端部(即当安装在固定台1上时，储液筒2倾斜向下的一端端部以及分离筒3倾斜向上的一端的端部)与中部筒主体均通过螺纹连接。储液筒2和分离筒3具有可拆卸的端部便于操作人员对筒内腔即腔内部件的清洗、更换。
[0032]
所述储液筒2、分离筒3以及氮气瓶4可拆卸地安装在固定台1上；所述通气管5和回流管6通过螺纹可拆卸地连接在储液筒2和分离筒3上。在本具体实施方式中，所述储液筒2、分离筒3以及氮气瓶4与固定台1间可拆卸的安装结构为：所述储液筒2、分离筒3以及氮气瓶4各自表面上沿同一条轴向直线设有若干鳍状的托片20，托片20上开设有螺孔21(图1、2、4所示)；储液筒2、分离筒3以及氮气瓶4在固定台1上的安装位置上分别设有与托片20数量及位置完全对应的固定片22，所述固定片22上开设有螺孔21(图6所示)；每个托片20与其对应的固定片22通过螺栓连接相互固定。
[0033]
所述固定台1的侧部设有把手23，，以便于整个装置的搬运、携带；固定台 1的上方设有封闭的保护罩24，以对固定台1上的设备形成保护；保护罩24上开设有可打开或关闭的窗25。在本具体实施方式中，窗25设在保护罩24的正面(图7所示)。
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利用本发明气井井口撬装取液样装置进行取样时的操作方法包括如下步骤：
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1)打开与氮气瓶4连接的耐压管线13上的调压阀14，同时打开耐压管线13 在所述三通阀11上的入口阀门，同时使三通阀11上连接进样管12的入口阀门保持关闭状态，在氮气瓶内部压力的作用下，氮气通过耐压管线13进入储液筒2，并继续经通气管5和回流管6进入分离筒3，储液筒2和分离筒3中原有的空气由排气管16排出，直至储液筒2和分离筒3中的
空气被氮气基本或完全置换，此时多余的氮气经排气管16排出。该步骤可为气井取样提供高浓度的氮气环境，避免样品中天然气成分可能带来的安全隐患。
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2)关闭调压阀14以及三通阀11上连接耐压管线13的入口阀门，将储液筒2 的进样管12连接气井井口撬装考克并打开三通阀11上连接进样管12的入口阀门，使气井中的样品依次进入储液筒2和分离筒3；当样品先进入储液筒2时，挡液板17对样品形成一定程度的阻滞，样品中的液体成分附着在挡液板17上并凝结成液滴，滴落并回流至储液筒2斜向下的一端，从而完成对样品气液两相流的初步分离。样品经通气管5和回流管6进入分离筒3后，样品中的气液两相经气液过滤网15进一步分离，其中的液体成分受到气液过滤网15的阻滞并返流回分离筒3斜向下的一端，之后经回流管6进入储液筒2并最终存储在储液筒2斜向下的一端。
[0037]
3)取样过程中通过储液筒2的液位观察窗9查看筒内积累的液样体积，当液样体积达到所需的收集量时打开取样口7前端的取样阀10收取液样。
[0038]
上述具体实施方式仅用于说明本发明，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。