基于静摩擦力的原油储罐底部沉积物原位取样装置及方法与流程

本发明属于原油取样检测技术领域，具体涉及一种基于静摩擦力的原油储罐底部沉积物原位取样装置及方法。

背景技术：

石油是工业的血液，是保证经济社会发展的基础能源之一。近年来，为了保证我国能源安全和石油的稳定供应，我国已在大连、镇海等地建立国家石油战略储备，来保障国家石油安全。同时一些石油企业和民营企业也相继建成一些商业储备，作为国家石油储备的补充部分。

国家石油战略储备一般是应对紧急状态下的石油供应，因此一般都利用容积为10万方及以上的大型原油储罐进行长期的持续储油。这些大型储罐内的原油一般储存时间长达几个月甚至几年不等，原油在罐内在长时间的存放过程中，油品中的杂质、石蜡和沥青质等重油性组分会因密度差而自然沉降积累在油罐底部，形成稠密的胶状物质层。这些沉积在底部的沉积层厚度可达到2m以上，而这些沉积物是一种粘稠的、类固体的物质，难以利用和储运。因此如果能及时对这些底部沉积物进行详细的科学研究，可以揭示沉积物沉积的规律和影响因素，从而为现场确定搅拌的周期、添加化学剂种类和剂量等方法提供理论支持和指导。但目前难以对这些底部的沉积物实施实时的原位取样，也就无法准确研究这些底部沉积物的沉积规律。

由此可见，亟需开发一种能够实现针对原油储罐底部沉积物原位取样的装置和方法，特别是针对国家战略储备这种大型原油储罐，实现对大型原油储罐底部沉积物的原位取样，从而为后续对其科学研究，确定沉降规律提供基础支撑。调研发现目前针对大型原油储罐底部这种粘稠的、类固体状的沉积物原位取样装置和方法的相关报道还较少，同时现有方法存在影响因素众多、操作难度大，无法完成科学理论研究所要求的精确原位取样等问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提供一种解决原油储罐底部沉积物原位取样的装置和方法，用于大型原油储罐底部沉积物原位取样。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种基于静摩擦力的原油储罐底部沉积物原位取样装置，包括：取样筒由进油口、取样筒内螺纹、出油口、取样筒连接外螺纹、取样筒接头(6)组成；连接杆(10)由连接杆下接头(7)、连接杆下接头内螺纹(8)、连接杆内孔(9)、连接杆上接头(11)、连接杆上接头外螺纹(12)组；取样筒(3)上取样筒连接外螺纹(5)与连接杆上(10)的连接杆下接头内螺纹(8)相互配合，可以相互连接。

优选地，所述的取样筒长度为50-100cm，内径为5-10mm，外径7-12mm，连接杆长度1.0m，内径4-8mm，外径6-10mm。

优选地，所述的取样筒与连接杆通过取样筒接头上的取样筒连接外螺纹与连接杆下接头上的连接杆下接头内螺纹连接，根据现场实际需要，可连接多根连接杆。

优选地，所述的取样筒上部均布有4个外筒出油口，为了增大摩擦力，取样筒内部设有内螺纹，保证取样筒内壁摩擦系数大于1.0。

优选地，所述的连接杆内部为空心，为了减轻装置整体重量，设有连接杆内孔，连接杆可以通过连接杆下接头上的连接杆下接头内螺纹与连接杆下接头上的连接杆下接头内螺纹实现多根连接。

本发明所提供的基于静摩擦力的原油储罐底部沉积物原位取样方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1、放置装置：打开原油储罐量油孔，将取样筒与连接杆通过螺纹连接，根据储罐高度，连接相当数量的连接杆，直至装置的取样筒到达大型原油储罐底部沉积物沉积处，放置装置到储罐底部过程中，储罐内部轻质原油从取样筒的进油口进入，从出油口流出，直到下放至底部沉积物处；

2、原位取样：装置进入原油储罐底部沉积物沉积处，利用取样筒内螺纹，将取样筒逐渐旋进到粘稠的、类固体状的底部沉积物中，此时沉积物充满装置取样筒；

3、回收装置：完成原位取样步骤后，由于取样筒内螺纹使得取样筒静摩擦力大于1.0，同时取样筒的半径为5-10mm，因此粘稠的、类固体状的沉积物在取样筒中受到较大静摩擦力，大于所受重力，由此向上提拉装置，并逐渐卸下连接杆，擦拭干净后下次备用，直到取上取样筒后，取出样品，清洁取样筒，待下次使用。

本发明适用于大型原油储罐底部沉积物原位取样。本发明有益效果为：

本发明装置结构简单、操作方便、运输方便，利用静摩擦力和可拆卸的设计，实现了在大型原油储罐底部沉积物原位样的难题。

本发明在大型原油储罐底部沉积物原位取样中避免了上层轻质原油的影响。基本实现大型原油储罐底部的沉积物原位取样，对后续对样品的科学研究和现场工程检测有较高的实用价值。

附图说明

图1是本发明提供装置的正视图。

图2是本发明提供装置取样筒的上下二等角轴测图。

图3是本发明提供装置取样筒的正视图。

图4是本发明提供装置取样筒的上视图。

图5是本发明提供装置取样筒的下视图。

图6是本发明提供装置连接杆的轴测图。

图7是本发明提供装置连接杆的上视图。

图8是本发明提供装置连接杆的下视图。

其中，1进油口，2取样筒内螺纹，3取样筒，4出油口，5取样筒连接外螺纹，6取样筒接头，7连接杆下接头，8连接杆下接头内螺纹，9连接杆内孔，10连接杆，11连接杆上接头，12连接杆上接头外螺纹。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加明确，下面将结合附图对本发明作进一步地说明，但应该理解，本发明的范围并不限于此。

本发明所提供的一种套筒式大型原油储罐底部沉积物原位取样装置及方法，包括：进油口(1)、取样筒内螺纹(2)、取样筒(3)、出油口(4)、取样筒连接外螺纹(5)、取样筒接头(6)、连接杆下接头(7)、连接杆下接头内螺纹(8)、连接杆内孔(9)、连接杆(10)、连接杆上接头(11)、连接杆上接头外螺纹(12)。

实施例装置取样筒(3)长度为60cm，内径为8mm，外径10mm，连接杆(10)长度1m，内径4mm，外径6mm。

放置装置：打开某油库10万方大型原油储罐量油孔，原油为储存的进口沙特原油，将取样筒(3)与连接杆(10)通过螺纹连接，根据储罐高度为20m，因此连接22根连接杆(10)，直至装置的取样筒(3)到达大型原油储罐底部沉积物沉积处，放置装置到储罐底部过程中，储罐内部轻质原油从取样筒(3)的进油口(1)进入，从出油口(4)流出，直到下放至底部沉积物处；

原位取样：装置进入某油库10万方大型原油储罐底部沉积物沉积处，利用取样筒内螺纹，将取样筒逐渐旋进到粘稠的、类固体状的底部沉积物中，此时沉积物充满装置取样筒(3)；

回收装置：完成原位取样步骤后，由于取样筒内螺纹(2)摩擦系数为1.35，同时取样筒(3)的内径为8mm，粘稠的、类固体状的沉积物在取样筒(3)中受到较大静摩擦力，大于所受重力，由此向上提拉装置，并逐渐卸下连接杆(10)，擦拭干净后下次备用，直到取上取样筒(3)后，取出样品，清洁取样筒，待下次使用。

经过计算本实施例一次可以取样20ml的油样，完全满足实验室精确测量所需的实验用量。

由以上实施方式可见，本发明装置结构简单、操作方便，模块化的设计，使装置运输方便方便，同时可实现精确的原位测量，保证取出的样品不受其他因素的影响，具有良好的科学应用价值，为实现大型原油储罐底部沉积物的沉积规律研究了科学保障。