专利名称：油水气在线取样系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田设备技术领域，特别是指一种油水气在线取样系统。
背景技术：
随着社会经济的发展，世界各国的油田已经进入了开发的中、后期，对于我国来说同样如此，在我国，采出液中的含水量已达60 80%，有的油田甚至高达90%以上，因此，在油田开采过程中，对采出液各组分含量的测量显得尤为重要。目前，测量单井中油、水、气各组分含量的方法便是通过取样进行测量，取样常常采用定时从单井输出管线中进行一次性取样送检的方法，这种方法虽然操作简单，但存在一定的缺陷不能真实反映出输出管线中油、水、气的平均有效真值，而且结果单一，不能体 现出采样时油井的其他参数，例如液面高度、压力、温度和系统效率等，而这几种参数对采出液中的油、水、气含量比例，以及对采出液中的悬浮物、碎屑岩、油颗粒粒径、其他固体颗粒粒径及含量有着不同程度的影响，最终使送检样品分离、化验数值失真。而且，国际石油液体取样标准IS03171 :1988对石油液体取样有多种要求多次采样、充分混合、管线全截面取样，这样才能对液体中的油、水、气、悬浮物及其他固体颗粒含量几个重要指标进行真实采集。因此，现阶段我国亟需一种较为合理的油水气在线取样系统。
发明内容
本发明提出一种油水气在线取样系统，解决了现有技术中油田采样不能真实反映各组分平均有效真值的问题。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种油水气在线取样系统，包括搅拌装置、取样装置和存储装置，所述搅拌装置连接于原油管路上用于将所述原油管路内的物质搅拌混合，所述取样装置连接于所述原油管路上，所述取样装置位于所述搅拌装置的下游位置用于对所述原油管路内搅拌混合后的物质进行取样，所述存储装置通过输送管线连接于所述取样装置的下游，用于存储所述取样装置取出的样品。作为对上述技术方案的改进，该油水气在线取样系统还包括乳化装置，所述乳化装置包括乳化罐和连接于所述乳化罐上的超声波发生器，所述乳化罐通过输送管线连接于所述取样装置与所述存储装置之间。作为对上述技术方案的再一步改进，该油水气在线取样系统还包括混合装置，所述混合装置包括混合罐和连接于所述混合罐上的混合器，所述混合罐通过输送管线连接于所述乳化罐与所述存储装置之间。作为一种优选的实施方式，所述搅拌装置为搅拌电机，所述搅拌电机伸入所述原油管路内的搅拌端呈螺旋柱形。作为一种优选的实施方式，所述存储装置包括多个样品罐，所述多个样品罐上分别设有用于存储样品信息的存储器。
作为一种优选的实施方式，所述多个样品罐为铝合金材质制作，所述样品罐的内外表面上设有瓷涂料层。作为对上述技术方案的改进，该油水气在线取样系统还包括清洗装置，所述清洗装置包括相互连接的清洗液罐和清洗泵，所述清洗泵通过输送管线与所述乳化罐连通，所述清洗液罐通过输送管线与所述样品罐连通，所述清洗液罐上设有废清洗液排出阀。作为一种优选的实施方式，所述超声波发生器连接于所述清洗泵与所述乳化罐之间。采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是首先，通过在原油管路上设置搅拌装置能够将原油管路内的物质搅拌混合，为以后的取样做好准备，使取样具有代表性；然后，处于搅拌装置下游位置的取样装置将混合后的具有代表性的物质取出作为样品；最后，取出的样品被存放于存储装置中，为进一步的研究备用，这样，相比于现有技术中定时从单 井输出管线中进行一次性取样送检的方法来说，该油水气在线取样系统具有较高的代表性，能够对各项指标进行真实采集，真实反映出原油管路内各组分的平均有效真值，而且，利用该系统进行多次取样能够进一步地提高最终检测结果的准确性。由于在取样装置与存储装置之间通过输送管线连接了乳化罐，在该乳化罐上连接了超声波发生器，则取样装置取出的样品首先进入到乳化罐中，在超声波发生器的作用下发生超声乳化作用，使乳化罐内液体中所含的油、水、气等颗粒粉碎成分布均匀的微小颗粒，使各组分进行进一步的混合，提高最终检测结果的准确性。由于在乳化罐与存储装置之间通过输送管线连接了混合罐，则样品经超生乳化作用，在输送过程中，可以避免发生沉淀、粘接在输送管线管壁上的现象，以确保进入到存储装置内的样品成分真实有效。由于搅拌电机伸入到原油管路内的搅拌端呈螺旋柱形，不仅能够对原油管路内的物质进行充分的搅拌混合，而且该搅拌端具有一定的长度，能够将原油管路横断面内上、中、下的液体搅拌混合，使取样具有真正意义上的全截面段性。由于在多个样品罐上分别设置了用于存储样品信息(例如样品来源、时间、质量、温度，以及取样时油井工况等)的存储器，则在对样品罐内的样品进行分离化验时设备能自动读取存储器内的数据，并将其打印成报表，从而实现取样、化验、生成报表整个过程的全自动化控制。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明油水气在线取样系统一种实施例的结构示意图；图2是油水气在线取样系统的一种安装方式；图3是油水气在线取样系统的另一种安装方式；图中1-原油管路；11_取样盒体；13_管箍；14_电线套管；2_搅拌装置；21_搅拌电机；22_搅拌端；3_取样装置；31_负压泵；32_取样探头；4_存储装置41-样品罐；42_存储器；5_乳化装置；51-乳化罐；52_超声波发生器；6_输送管线；7_混合装置；71_混合罐；72_混合器；81_电磁计量泵；82_单向阀；83_余液回注管；9_清洗装置91-清洗液罐；92-废清洗液排出阀；93_清洗泵。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例如图I所示，为本发明油水气在线取样系统的一种实施例，其包括搅拌装置2、取样装置3、乳化装置5、混合装置7以及存储装置4，另外还包括清洗装置9，该系统的基本原理是搅拌装置2首先对原油管路I内的物质进行搅拌，使其混合，然后取样装置3从原油 管路I内取出部分搅拌混合后的物质，这部分物质经乳化装置5和混合装置7后，最终进入到存储装置4内作为样品进行存储。另外，该系统在经过长时间使用后，可利用清洗装置9进行清洗，方便再次使用。本实施例中的搅拌装置2为搅拌电机21，该搅拌电机21固定于原油管路I上，其伸入到原油管路I内的搅拌端22呈螺旋柱形，而且该搅拌端22的长度接近原油管路I的内径尺寸，这样，搅拌电机21启动后，螺旋柱形的搅拌端22在旋转的同时能够将原油管路I内的物质搅拌混合，无论是位于原油管路I横断面上、中、下位置的物质均可搅拌混合在一起，从而为后续的取样做好准备，使所取样品具有代表性，提高最终检测结果的准确性。本实施例中的取样装置3为负压泵31 (负压泵为本技术领域内的公知技术，在此不再赘述)，负压泵31固定于原油管路I上并位于搅拌装置2的下游位置处，负压泵31上设有伸入到原油管路I内的取样探头32，该取样探头32的长度同样接近原油管路I的内径尺寸，这样，在取样时可在原油管路I的内腔全截面进行，避免了原油管路I内游离、悬浮泡状颗粒原油及底层沉淀物不均匀分布而对检测精度造成影响，而且在取样时相当于对原油管路I内的物质进行了一次截流，达到了油、水、气、砂充分混合的目的。本实施例中的乳化装置5包括IOOml的乳化罐51和连接于乳化罐51上的超声波发生器52，乳化罐51连接在负压泵31的下游位置，负压泵31自原油管路I内取出的样品虽然经过了搅拌混合等步骤粉碎了较大的原油颗粒，但仍处于油、水、气游离状态，悬浮的油泡颗粒、气泡颗粒、水珠颗粒还不能充分混合，从中提取少量样品还不能保证所提样品中油、水、气含量是具有代表性的，因此，取出的样品在乳化罐51内要进行25s的超声乳化反应，其原理是超声波发生器向乳化罐51内的样品中导入一定强度的超声波，乳化罐51的内表面会反复出现加压和减压产生空化效应，由于空化效应形成时会产生声波压力和热效应，并且还能起到均匀搅拌、研磨粉碎的作用，因此，利用超声波的乳化、搅拌、研磨粉碎作用，能够使乳化罐51内液体中所含的油、水、气、砂颗粒粉碎成分布均匀的微小颗粒，提高检测结果的准确性。本实施例中的混合装置7包括150ml的混合罐71和连接在混合罐71上的混合器72，该混合罐71通过输送管线6连接于乳化罐51的下游位置，在乳化罐51和混合罐71之间的输送管线6上设有电磁计量泵81，该电磁计量泵81具有精细的计量调节功能，不受压力和温度的影响，它的作用是将乳化罐51内经超声乳化的一小部分样品取出并输送至混合罐71内，并通过混合器72避免这部分样品在输送过程中发生沉淀、粘接在管壁上的现象，以确保每次取样成分真实有效。另外，在电磁计量泵81上还连接有一根余液回注管83，该余液回注管83的末端连接在负压泵31上，用于将乳化罐51内剩余的乳化后的样品回注至原油管路I内，同时在该余液回注管83上还设有一个单向阀82，以防止样品在余液回注管83内发生回流。本实施例中的存储装置4包括多个IOOOml的样品罐41 (图中示出的为四个)，这些样品罐41通过输送管线6依次连接在混合罐71的下游位置，用于存储混合罐71内的样品，另外，这些样品罐41均是采用的铝合金材质进行制作，在其内外表面上均设有精细高·频瓷涂料层，一方面是能够避免样品粘结在内外表面上，第二是便于清洗。在每个样品罐41上均设有存储器42，这些存储器42在取样时能够实时地存储样品罐41内样品的来源、时间、质量、温度，以及取样时油井工况等有实际参考价值的信息，对样品罐41内的样品进行分离化验时设备能自动读取这些存储器42内的数据，并将其打印成报表，从而实现取样、化验、生成报表整个过程的全自动化控制。本实施例中的清洗装置9包括相互连接的清洗液罐91和清洗泵93，其中，清洗泵93通过输送管线6与乳化罐51相连通，清洗液罐91通过输送管线6与样品罐41相连通，同时，乳化装置5中的超声波发生器52还连接在清洗泵93和乳化罐51之间，这样，在该系统长时间工作以后，可暂停取样，启动清洗泵93，使清洗液罐91内的清洗液沿输送管线6循环，对负压泵31、乳化罐51、输送管线6、混合罐71以及样品罐41进行清洗，而且，在超声波发生器52的作用下，清洗液中已载入超声波，可对任何原油样品接触面进行清洗。经过多次清洗后，可通过设置在清洗液罐91上的废清洗液排出阀92将废清洗液排出。如图2和图3所示，上述搅拌装置2、取样装置3、乳化装置5、混合装置7、存储装置4以及清洗装置9均统一设置于一个取样盒体11内，图2表示的是原油管路I处于水平状态时取样盒体11的安装方式，图3表示的是原油管路I处于垂直状态时取样盒体11的安装方式，两种安装方式均是为了保证安装的方便性和其防盗性能，而且在安装时，取样盒体11应尽量靠近原油管路1，其一端将负压泵31的取样探头32穿进取样口固定，另一端通过管箍13将盒体11固定在原油管路I上，另外，该系统的电源线深埋在地下600m，电压为DC24V，其端部穿过取样盒体11的底部伸入其中，在电源线的外面还设有电线套管14起保护作用。该油水气在线取样系统的工作过程是首先，原油管路I内的物质在搅拌端22的搅拌作用下混合，取样探头32每间隔30s时间截流取样一次，每次取样时间2s，每次取样量100ml。然后，取出的样品在乳化罐51内进行25s的超声波乳化，超声波乳化完成后，电磁计量泵81定量取样一次，每次取样时间ls，每次取样量4. 2ml送入混合罐71内，同时，剩余的物质经余液回注管83回流至原油管路I内。最后，经过电磁计量泵81定量取样30次以后，所取样品进入样品罐41内存储起来。而清洗装置9在系统长时间工作后可对其进行清洗，一般是每15天清洗一次。该取样系统设计采用了多取液少取样的原则，每次取液IOOml经搅拌混合后再利用超声波乳化达到水、油、气充分混合，然后取样4. 2ml，相当于从原油管线内取液量的1/25容量。若按单井每天产液量5方计算，每小时产液量应是210升左右。鉴于上述数据，取样系统每取样储存IOOOml样品等于油井2小时内生产420升原油，本取样系统的设计结合了国内外先进技术和电子元器件，开发了超声波乳化、防垢系统。超声波乳化、防垢系统主要由取样管线、超声电源及换能器三部分组成，三者之间由电缆连接。取样管线下面装有换能器，换能器密封在不锈钢盒内，换能器将电源送来的高频电流转换为机械波，达到乳化、粉碎、研磨、防结垢的作用。而且，取样管线采用特种不锈钢氩气保护焊接保证绝对不漏水，换能器采用锆酸钛铅压电陶瓷片及金属压块合成振头，具有效率高、寿命长、不易损坏等优点。该油水气在线取样系统的技术指标如下(I)每小时取样120次。(2)每次取样量100ml。(3)每次收集样品4. 17ml。 (4)混合精度99. 9%。 (5)供电直流 24V > I. 5A。 (6) —次样品提取量 lOOml-lOOOml。(7)样品数据存放时间可达10年。另外，该油水气在线取样系统的设计除参照《国际石油液体取样标准IS03171 1988》外还参照了 1995年中国石油天然气总公司颁布的行业标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标SY/T-5329-94》中对水中含油、悬浮物及其颗粒粒径的规定。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种油水气在线取样系统,其特征在于包括 搅拌装置，所述搅拌装置连接于原油管路上用于将所述原油管路内的物质搅拌混合； 取样装置，所述取样装置连接于所述原油管路上，所述取样装置位于所述搅拌装置的下游位置用于对所述原油管路内搅拌混合后的物质进行取样； 存储装置，所述存储装置通过输送管线连接于所述取样装置的下游，用于存储所述取样装置取出的样品。
2.如权利要求I所述的油水气在线取样系统，其特征在于还包括 乳化装置，所述乳化装置包括乳化罐和连接于所述乳化罐上的超声波发生器，所述乳化罐通过输送管线连接于所述取样装置与所述存储装置之间。
3.如权利要求2所述的油水气在线取样系统，其特征在于还包括 混合装置，所述混合装置包括混合罐和连接于所述混合罐上的混合器，所述混合罐通过输送管线连接于所述乳化罐与所述存储装置之间。
4.如权利要求3所述的油水气在线取样系统，其特征在于所述乳化罐与所述混合罐之间设有电磁计量泵，所述电磁计量泵上连接有用于将所述乳化罐内的部分物质回注至原油管路内的余液回注管，所述余液回注管上设有单向阀。
5.如权利要求I至4任一项所述的油水气在线取样系统，其特征在于所述搅拌装置为搅拌电机，所述搅拌电机伸入所述原油管路内的搅拌端呈螺旋柱形。
6.如权利要求4所述的油水气在线取样系统，其特征在于所述存储装置包括多个样品罐，所述多个样品罐上分别设有用于存储样品信息的存储器。
7.如权利要求6所述的油水气在线取样系统，其特征在于所述多个样品罐为铝合金材质制作，所述样品罐的内外表面上设有瓷涂料层。
8.如权利要求6或7所述的油水气在线取样系统，其特征在于还包括清洗装置，所述清洗装置包括相互连接的清洗液罐和清洗泵，所述清洗泵通过输送管线与所述乳化罐连通，所述清洗液罐通过输送管线与所述样品罐连通； 所述清洗液罐上设有废清洗液排出阀。
9.如权利要求8所述的油水气在线取样系统，其特征在于所述超声波发生器连接于所述清洗泵与所述乳化罐之间。
全文摘要
本发明提出了一种油水气在线取样系统，用以解决现有技术中油田采样不能真实反映各组分平均有效真值的问题，该油水气在线取样系统包括搅拌装置、取样装置和存储装置，搅拌装置连接于原油管路上用于将原油管路内的物质搅拌混合，取样装置连接于原油管路上，取样装置位于搅拌装置的下游位置用于对原油管路内搅拌混合后的物质进行取样，存储装置通过输送管线连接于取样装置的下游，用于存储取样装置取出的样品，该取样系统结构简单，操作方便，能够真实地反映出原油中各组分的平均有效真值，提高检测结果的准确性。
文档编号G01N1/24GK102866041SQ20121033339
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者李宗平, 师广秀 申请人:山东斯巴特电力驱动技术有限公司