一种低剪切密闭取样装置的制作方法

本技术涉及采油取样设备，具体涉及一种低剪切密闭取样装置。

背景技术：

1、随着大部分油田进入开发中后期，三次采油技术在老油田中正大规模推广，并取得了成功。聚合物类粘性物质作为三次采油的主剂在生产中得到了大量应用，它独特的粘弹特性，对于三次采油提高采收率起到了重要作用。因此聚合物的粘度是决定驱油效果的关键因素之一，为了保证聚合物的驱油效果，在三次采油过程中必须了解注入工艺及设备的工作性能，并需要随时监测聚合物溶液配注粘度等参数，通过井口、管线等采样点取样来评价聚合物粘度合格与否。另外，在分层注聚工艺中应用配聚器进行流量分配，主要是根据配聚器工艺参数与注聚流量、节流压差、粘度保留率之间的关系进行流量调配，就需要对配聚器进口和出口取样化验确定各参数之间的关系，为分层注聚流量调配提供科学依据。然而聚合物溶液在取样过程中产生的机械剪切导致粘度损失一直是待解决的问题。

2、目前在用的聚合物溶液取样器种类比较单一，样品进入取样器的流速和开启阀门的程度及管线的压力有关，这样会导致液体的流速控制不稳，尤其是开关阀门的过程中液流速度波动幅度较大，而聚合物溶液的剪切是随着相对液流速度的增加而增加，因此取样器在取样过程中由于剪切作用导致聚合物溶液的粘度损失比较大。另外，有些取样器采取压力平衡的方法调节样品流速，但平衡液漏失严重、更换频繁。

技术实现思路

1、基于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种低剪切密闭取样装置，该装置能有效缓解由于机械剪切导致的粘度损失，取样操作过程密闭进行，有效解决了平衡液的漏失等问题。

2、针对以上问题，提供了如下技术方案：一种低剪切密闭取样装置，包括取样器主体、位于取样器主体内的活塞、与活塞相连的活塞连杆以及与取样器主体一端相连固定的压盖，所述活塞连杆一端穿过压盖位于取样器主体外端，所述取样器主体内开设有背压腔，所述活塞位于背压腔内，所述取样器主体相对压盖的一端连接有三通球阀，所述三通球阀的另外两端分别连接有连接头与排液管，所述压盖上设有背压阀，所述压盖上与背压阀相对的位置处设有泄压阀，所述压盖朝向活塞的一端开设有分别与背压阀、泄压阀相连通的第一流道、第二流道，所述活塞连杆外端连接有储液筒，所述储液筒包括套设在活塞连杆上且与泄压阀及背压阀相连通的胶筒以及与活塞连杆端部相连固定的底座，所述胶筒一端与压盖相连固定，另一端与底座相连固定，所述背压阀用于控制第一流道与胶筒内腔之间的通断，所述泄压阀用于控制第二流道与胶筒内腔之间的通断，所述底座上开设有与胶筒内腔相连通的进水孔，所述进水孔上螺接有换液螺栓。

3、上述结构中，本实用新型的具体操作步骤如下：

4、首先打开泄压阀，然后拧开换液螺栓，将活塞连杆提至最长升出量，从换液螺栓处注入净水；

5、将换液螺栓拧紧，手动施压推动底座，活塞连杆向左移动并将净水挤入背压腔，直至挤满为止；

6、将本实用新型通过连接头连接到取样管道上，连接管道前，确定三通球阀、泄压阀和背压阀处于关闭状态；

7、打开管道上取样口闸门，观察活塞连杆是否向右移动，若向右移动，说明净水缺失或泄压阀和背压阀密封不严，需补充净水或检查泄压阀和背压阀密封情况；

8、确认无需补充净水或泄压阀和背压阀无泄漏情况后，打开管道上取样口闸门，待本实用新型稳定后，再控制三通球阀切换流道，使得管道与排液管相连通，目的是把井口存积液放空（大约一分钟），再关闭井口球阀，紧接着控制三通球阀切换流道，使得管道与背压腔相连通；

9、再次打开管道上取样口闸门，手动缓慢打开背压阀，观察活塞连杆移动速度，保证其匀速缓慢移动，移动至最右端所需时间控制在5min左右，待样品溶液充满背压腔后，关闭管道上取样口闸门，打开泄压阀、关闭背压阀和切换三通球阀的流道，使得背压腔与排液管相连通，挤压底座缓慢向左移动，样品溶液经过排液管排出，如此往复2-3次，清洗取样装置；

10、清洗完毕后，关闭泄压阀，切换三通球阀的流道，使得管道内腔与背压腔相连通，再次打开管道上取样口闸门，手动缓慢打开背压阀，观察活塞连杆移动速度，保证其匀速缓慢移动，移动至最右端所需时间控制在5min左右，待样品溶液充满背压腔后，关闭管道上取样口闸门，关闭背压阀，打开泄压阀，切换三通球阀的流道，使得背压腔与排液管相连通，挤压底座缓慢向左移动，样品溶液经过排液管排出，取样完成。

11、通过将活塞与取样器主体内壁相抵接的密封面设置成弧形，能够在本实用新型取样时，粘性流体呈圆环形流如背压腔，有效降低了流速对粘性流体的剪切影响，优化了本实用新型的低剪切性能。采用三通球阀，能够使得本实用新型具有较高的粘度保留率，提高了本实用新型的采样精确度。通过设置储液筒能够存储背压腔所需的净水液体，同时由于换液螺栓的存在，使得净水液体更换更加便捷。在背压腔内充满净水，能够通过背压阀平衡本实用新型取样时活塞另一端的压力，从而提高了本实用新型的平衡性，提高了本实用新型取样时的可靠性。通过设置泄压阀能够用于保持背压腔与胶筒内腔压力平衡，从而能够便于将背压腔内样品溶液从排液管排出。通过背压阀与泄压阀的配合能够使得净水可以通过活塞的位移，实现从胶筒内腔与背压腔之间往复流动。通过设置背压阀还能够控制活塞移动速度，最大限度减少对样品溶液的剪切影响。本实用新型能有效缓解由于机械剪切导致的粘度损失，取样操作过程密闭进行，有效解决了平衡液的漏失等问题。

12、本实用新型进一步设置为，所述活塞与取样器主体内壁相抵接的密封面的弧度为0.7π°～π°。

13、采用上述结构，取样时粘性流体呈圆环形流如背压腔，有效降低了流速对粘性流体的剪切影响，进一步优化了取样器主体的结构和本实用新型的低剪切性能。

14、本实用新型进一步设置为，所述活塞的外圆周壁上嵌设有密封环。

15、采用上述结构，能够提高活塞与取样器主体内壁之间的密封性，保证高压液体不漏失，提高了本实用新型的可靠性。

16、本实用新型进一步设置为，所述活塞连杆两端均设有螺接头，分别与活塞及底座相连。

17、采用上述结构，能够便于活塞、底座与活塞连杆的连接，从而提高了本实用新型装配的便捷性。

18、本实用新型进一步设置为，所述压盖的内壁相对活塞连杆径向方向开设有第一通道，所述压盖的内壁上与第一通道相对称的位置处开设有第二通道，所述第一通道两端分别与第一流道及胶筒内腔相连通，所述背压阀用于控制第一流道与第一通道之间的通断，所述第二通道两端分别与第二流道及胶筒内腔相连通，所述泄压阀用于控制第二流道与第二通道之间的通断。

19、上述结构中，通过第一流道、第一通道、第二流道以及第二通道的设置能够便于净水液体在背压腔与胶筒内腔相流通，且能够通过背压阀与泄压阀进行两者之间的通断，实现了背压腔中活塞两端以及胶筒内腔之间的压力平衡，提高了本实用新型的可靠性。

20、本实用新型进一步设置为，所述第一流道内设有缓冲块。

21、上述结构中，为了防止背压腔内净水通过背压阀流速过快，设置了缓冲模，避免因背压阀开启时净水流速造成的活塞移动速度过快，从而保证样品溶液流动速度均匀缓慢，降低粘度损失。

22、本实用新型进一步设置为，所述胶筒两端均通过卡箍进行连接固定。

23、采用上述结构，能够便于胶筒的安装固定，且能够提高胶筒两端的密封性，提高了本实用新型的可靠性。

24、本实用新型进一步设置为，所述连接头与三通球阀的连接处连接有螺母轴承。

25、采用上述结构，能够使得本实用新型在与管道上的取样口连接时，能够用扳手快速方便的连接。

26、本实用新型进一步设置为，所述背压阀包括与压盖相连固定的阀体、穿过阀体设置的传动轴以及控固定于传动轴外端，用于控制传动轴转动的手轮，所述传动轴的内端与第一流道、第一通道配合，实现第一流道与第一通道之间的通断。

27、上述结构中，通过转动手轮，控制传动轴沿其轴向方向进行位移，实现第一流道与第一通道之间的通断，从而提高了背压阀操作的便捷性。