CN215677598U - 一种原油海管的取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种原油海管的取样装置，属于原油取样技术领域，为解决测量误差大等问题而设计。原油海管的取样装置包括气液分离筒和固体沉降室，气液分离筒通过第一引管与海管取样点连通，气液分离筒内设置带有通孔的塔板，第一引管的出口位于塔板的上方，气液分离筒的第一底部设有液体取样点和第一顶部上设有气体取样点；固体沉降室通过第二引管与海管取样点连通，在第二引管上且位于第一引管的后置方设有第一阀门，第一引管上设有第二阀门，固体沉降室的第二底部设有固体取样点和第二顶部设上有排放口。该原油海管的取样装置使得测量更加精确、有效，造成的误差较小。

Description

一种原油海管的取样装置

技术领域

本实用新型涉及原油取样技术领域，尤其涉及一种原油海管的取样装置。

背景技术

目前在海洋石油开采中，海洋石油浮式生产储油装置生产过程需要持续对上游海管来液进行采样监测，其中包括对气体、液体、固体分别进行取样。常规取样方法如下：液、固两相取样时，通过使用100ml的锥型离心瓶在取样点取50ml的液固样品再加入50ml的航空煤油进行萃取和离心机分离，以获取水、油、固体颗粒的含量数值；气体采样时，取样点流体接入简易的容器后进行降压脱气，气体通过容器顶部排放口排出，最后通过在容器顶部进行气体样品采集。

但是上述取样方式存在以下几点技术问题：一是在测量固体颗粒含量时，仅采集了50ml的海管来液样品，采样时间短和总量少，测量数据没有实际的参考价值；二是气体采样时，通过测量固定容器内部气体的成分，由于流体无法定量，以及气、液、固三相分离的过程没有达到动态平衡，因此无法真实反映出实际海管溶解气的溶解浓度；三是油水取样时，由于海管来液溶解气多，取样时大量气体析出快速充满取样瓶，导致取样中断从而造成误差偏大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种原油海管的取样装置，该原油海管的取样装置使得测量更加精确、有效，造成的误差较小。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种原油海管的取样装置，包括气液分离筒和固体沉降室，所述气液分离筒通过第一引管与海管取样点连通，所述气液分离筒内设置带有通孔的塔板，所述第一引管的出口位于所述塔板的上方，所述气液分离筒的第一底部设有液体取样点和第一顶部上设有气体取样点；所述固体沉降室通过第二引管与所述海管取样点连通，在所述第二引管上且位于所述第一引管的后置方设有第一阀门，所述第一引管上设有第二阀门，所述固体沉降室的第二底部设有固体取样点和第二顶部设上有排放口。

可选地，所述塔板设有多个，多个所述塔板沿所述气液分离筒的长度方向间隔设置，每个所述塔板上设有多个通孔。

可选地，所述气液分离筒上设有可视液位计，其用于监视液位线是否位于最靠近所述液位线的所述塔板的下方。

可选地，所述固体沉降室包括沉降腔和设置在所述沉降腔内的旋流盖，所述第二引管的末端设有旋流喷头，所述旋流喷头的上方位于所述旋流盖内。

可选地，所述沉降腔的底部为倒锥型结构；所述旋流盖为碗型结构。

可选地，所述沉降腔的顶部内设有过滤网，且所述过滤网位于所述排放口的下方。

可选地，所述排放口上设有流量计，且所述排放口与闭排管线相连通，所述排放口与所述闭排管线之间设有第三阀门。

可选地，所述固体沉降室还包括标定刻度筒，所述排放口通过开排管线连通至所述标定刻度筒内，所述排放口与所述开排管线之间设有第四阀门。

本实用新型相对于现有技术的有益效果：原油海管的取样装置包括用于气体和液体取样的气液分离筒，还包括用于固体取样的固体沉降室，仅通过原油海管的取样装置即可能够对气体、液体和固体三者进行取样，相比传统的采用两种取样方式才能对气体、液体和固体进行取样而言，本实用新型的原油海管的取样装置具有操作方便、功能多、误差小的优点。另外，在气液分离筒内设置带有通孔的塔板，能够延长气体和液体之间的分离时间，并使气液分离形成动态平衡，通过记录液体取样点和气体取样点的流量大小，能够在气体取样点准确地测量出一定流量的液体中溶解气的成分和含量，同时，也能够在液体取样点中连续并稳定地取得液体样品。因此，本实施例的原油海管取样装置具有操作方便、测量更加精确、有效，造成的误差较小和功能多的特点。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的原油海管的取样装置的结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的旋流盖和旋流喷头配合的结构示意图。

附图标记：

1-气液分离筒，11-第一引管，12-塔板，13-气体取样点，14-液体取样点，15-第二阀门，16-可视液位计；

2-固体沉降室，21-第二引管，211-旋流喷头，22-第一阀门，23-固体取样点，24-排放口，25-沉降腔，26-旋流盖，27-过滤网，28-流量计，29-第三阀门，30-标定刻度筒，31-第四阀门，32-闭排管线，33-开排管线,34-冲洗排放口。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

下面参考图1-图2描述本实用新型实施例的原油海管的取样装置的具体结构。

如图1所示，本实施例提供了一种原油海管的取样装置，包括气液分离筒1和固体沉降室2，气液分离筒1通过第一引管11与海管取样点连通，气液分离筒1内设置带有通孔的塔板12，第一引管11的出口位于塔板12的上方，气液分离筒1的第一底部设有液体取样点14和第一顶部上设有气体取样点13；固体沉降室2通过第二引管21与海管取样点连通，在第二引管21上且位于第一引管11的后置方设有第一阀门22，第一引管11上设有第二阀门15，固体沉降室2的第二底部设有固体取样点23和第二顶部设上有排放口24。

需要说明的是，当需要对气体、液体取样时，由于气液分离筒1内设置带有通孔的塔板12且第一引管11的出口位于塔板12的上方，缓慢打开第二阀门15调节开度并关闭第一阀门22，则海管取样点的流体通过第一引管11进入到气液分离筒1内，流体在重力作用下流进塔板12上的通孔，缓慢达到气液分离筒1的底部，在流体流动的过程中，流体内的溶解气逐渐析出并沿通孔向上运动，并能够到达气体取样点13处，控制进出流体的流量保持一致，从而达到动态的气液分离平衡，析出溶解气之后的液体能够从液体取样点14处流出，使用100ml锥形瓶在液体取样点14进行取来液样品，在气液分离筒1内的气体被析出溶解气完全置换后，可在气体取样点13采集气体样品，从而实现对气体和液体的分别取样。当需要对固体取样时，缓慢打开第一阀门22调节开度并关闭第二阀门15，则海管取样点的流体通过第二引管21进入到固体沉降室2内，流体中的固体逐渐沉降在固体沉降室2的底部，并能够从固体取样点23流出，从而进行固样品采集，流体中的液体和溶解气能够从排放口24处排放，从而实现对固体的取样。

本实施例的原油海管的取样装置包括用于气体和液体取样的气液分离筒1，还包括用于固体取样的固体沉降室2，仅通过原油海管的取样装置即可能够对气体、液体和固体三者进行取样，相比传统的采用两种取样方式才能对气体、液体和固体进行取样而言，本实用新型的原油海管的取样装置具有操作方便、功能多、误差小的优点。另外，在气液分离筒1内设置带有通孔的塔板12，能够延长气体和液体之间的分离时间，并使得气液分离形成动态平衡，通过记录液体取样点14和气体取样点13的流量大小，能够在气体取样点13准确地测量出一定流量的液体中溶解气的成分和含量，同时，也能够在液体取样点14中连续并稳定地取得液体样品。

综上可知，本实施例的原油海管的取样装置具有操作方便、测量更加精确、有效，造成的误差较小和功能多的特点。

补充说明一下，气液分离的动态平衡原理为：当原油的流体压力降低至大气压时，气体在流体中的溶解度为零。因此，控制气液分离筒1内的压力为零时，可将流体中的溶解气全部析出并进行准确测量，同时，有效地避免了液体出现气泡的现象，提高了液体取样的准确性。此外，由于一次取样的流体含量很少(例如50ml)，流体内的固体颗粒对液体的测量影响几乎可以不考虑。

可选地，塔板12设有多个，多个塔板12沿气液分离筒1的长度方向间隔设置，每个塔板12上设有多个通孔。

需要说明的是，在气液分离筒1内设置多个间隔设置的塔板12，能够有效地延长气体和液体的流动时间，并且流体内的溶解气能够从多个通孔向上析出并流入气体取样点13，便于达到气液分离的动态平衡。在优选的实施例中，塔板12的个数选择为四级塔板12。具体地，塔板12通过支撑件固定设置在气液分离筒1的内侧壁上。

优选地，塔板12与水平方向之间呈的角度范围为10°-15°，更有利于流体的流动，流动性能较好，并且可以克服海洋石油浮式生产储油装置的倾斜角度对取样带来的误差。

优选地，气液分离筒1的顶部采用螺纹密封，便于拆卸检修和清洁塔板12。

可选地，气液分离筒1上设有可视液位计16，其用于监视液位线是否位于最靠近液位线的塔板12的下方。需要说明的是，当气液分离筒1未有液位时，气液分离的动态平衡效果最佳，保证了流体的连续流动性，从而减小了取样误差；当气液分离筒1内有液位时，且低于最靠近液位线的塔板12的下方，则可通过调节第二阀门15的开度来控制流体的流速，进而趋于保持气液分离的动态平衡。

可选地，固体沉降室2包括沉降腔25和设置在沉降腔25内的旋流盖26，第二引管21的末端设有旋流喷头211，旋流喷头211的上方位于旋流盖26内。

需要说明的是，在牛顿液体或幂律液体中的颗粒，只要固体与液体之间存在密度差，就会以一定的极限速度下沉或上浮，可以理解为液体向上浮动和固体向下沉降。由于海管来样的流体含砂密度较高，同时固体密度大、惯性强，通过旋流喷头211上方的旋流盖26改变了流体流动方向，更加提高了液固分离的效率。

当需要对固体取样时，缓慢打开第一阀门22调节开度并关闭第二阀门15，同时使用秒表进行计时，则海管取样点的流体通过第二引管21进入到固体沉降室2内，并通过旋流喷头211喷射在旋流盖26内，改变了流体的流动方向，液体逐渐向上浮动，固体逐渐向下沉降在固体沉降室2的底部，并能够从固体取样点23流出，从而进行取来固样品，流体中的液体和溶解气能够从排放口24处排放，实现了对固体的取样。补充说明一下，海管流体的气体是溶解气，溶解在液体中，能够一起通过排放口24排出。

具体地，旋流喷头211和旋流盖26在固体沉降室2内通过支撑固定件连接。

可选地，沉降腔25的底部为倒锥型结构；旋流盖26为碗型结构。可以理解的是，沉降腔25的底部设置为倒锥型结构，更有利于固体朝向固体取样点23汇集，便于取样；旋流盖26设置为碗型结构，更有利于改变流体的流动方向，进行固液分离。当然，在本实用新型的其他实施例中，沉降腔25和旋流盖26不限于上述结构，可根据实际情况需要进行其他选择。

具体地，沉降腔25的顶部为圆柱型结构，且其顶部为法兰连接，便于拆卸从而进行清洁滤网和检测内部构件。

可选地，排放口24上设有流量计28，且排放口24与闭排管线32相连通，排放口24与闭排管线32之间设有第三阀门29。可以理解的是，液体逐渐向上浮动从排放口24处排出，再通过流量计28排入闭排管线32，流量计28可计算液体的流量大小。

可选地，固体沉降室2还包括标定刻度筒30，排放口24通过开排管线33连通至标定刻度筒30内，排放口24与开排管线33之间设有第四阀门31。

需要说明的是，由于固体沉降室2还设置了标定刻度筒30和开排管线33，因此可以用于验证流量计28的准确性，或者当流量计28出现故障时也能测量液体的流量大小。首先待海管流体稳定流出后，打开第四阀门31并关闭第三阀门29，使用秒表计时，固定时间段进行标定刻度筒30内的液体体积，通过公式：V总体积＝V标定筒×t总测砂时间/t标定时间，计量取样总液体体积，测量一段时后关闭固体沉降室2的第一阀门22，结束测量，记录测砂总时间t，使用烧杯在沉降室底部的固体取样点23进行取砂，送至化验室测量总体积V砂样并分析成分，含砂率S＝V砂样/V总体积×100％。

在一些实施例中，沉降腔25的顶部内设有过滤网27，且过滤网27位于排放口24的下方。可以理解为，在内部装有的过滤网27可最大程度过滤掉少量未沉降的固体颗粒。

具体地，排放口24上设有Y型过滤器，能够对液体进行过滤，进一步确保液体中无杂质，以防止流量计受损。

具体地，沉降腔25的顶部设有冲洗排放口34，便于对固体沉降室2进行清洗和除垢。

综上，固体沉降室2对流体进行旋流、沉降和过滤三个步骤进行固液分离从而达到良好的分离效果。同时，使用流量计28和标定刻度筒30对液体进行计量，能够准确计算海管流体的整体出砂情况。

一种原油海管的取样方法，依据如图1至图2所示的原油海管的取样装置，包括如下步骤：

在进行气体、液体取样时，关闭第一阀门22和打开第二阀门15，使得气液分离筒1的第一引管11与海管取样点连通，原油中的流体流入至气液分离筒1内，控制从第一引管11进入的流体流量与从液体取样点14和气体取样点13流出的流体流量保持一致，待进出流体保持平衡后，在液体取样点14进行取来液样品，待气液分离筒1内的气体析出溶解气置换后，在气体取样点13采集气体样品；

在进行固体取样时，打开第一阀门22和关闭第二阀门15，并导通闭排管线32与排放口24之间的第三阀门29，使得流体通过旋流喷头211流入至固体沉降室2并经过旋流盖26板旋流，部分固体沉降至第二底部，剩余固体随液体上升至过滤网27后沉降至第二底部，液体从排放口排出经过流量计28后排入闭排管线32。

需要说明的是，本实施例的原油海管对气体、液体取样和固体取样的先后顺序不做具体限制，也可以选择先进行固体取样，再进行气体、液体取样。通过上述原油海管的取样方法，具有操作方便、测量更加精确、有效，造成的误差较小和功能多的特点。

可选地，待液体稳定流出后，打开开排管线33的第四阀门31，关闭第三阀门29，使用秒表计时，测出固定时间段进入标定刻度筒30内的液体体积。可以理解的是，由于固体沉降室2还设置了标定刻度筒30和开排管线33，因此可以用于验证流量计28的准确性，或者当流量计28出现故障时也能测量液体的流量大小。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”、“安装”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述属于在本实用新型中的具体含义。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种原油海管的取样装置，其特征在于，包括气液分离筒(1)和固体沉降室(2)，所述气液分离筒(1)通过第一引管(11)与海管取样点连通，所述气液分离筒(1)内设置带有通孔的塔板(12)，所述第一引管(11)的出口位于所述塔板(12)的上方，所述气液分离筒(1)的第一底部设有液体取样点(14)和第一顶部上设有气体取样点(13)；所述固体沉降室(2)通过第二引管(21)与所述海管取样点连通，在所述第二引管(21)上且位于所述第一引管(11)的后置方设有第一阀门(22)，所述第一引管(11)上设有第二阀门(15)，所述固体沉降室(2)的第二底部设有固体取样点(23)和第二顶部设上有排放口(24)。

2.如权利要求1所述的原油海管的取样装置，其特征在于，所述塔板(12)设有多个，多个所述塔板(12)沿所述气液分离筒(1)的长度方向间隔设置，每个所述塔板(12)上设有多个通孔。

3.如权利要求2所述的原油海管的取样装置，其特征在于，所述气液分离筒(1)上设有可视液位计(16)，其用于监视液位线是否位于最靠近所述液位线的所述塔板(12)的下方。

4.如权利要求1所述的原油海管的取样装置，其特征在于，所述固体沉降室(2)包括沉降腔(25)和设置在所述沉降腔(25)内的旋流盖(26)，所述第二引管(21)的末端设有旋流喷头(211)，所述旋流喷头(211)的上方位于所述旋流盖(26)内。

5.如权利要求4所述的原油海管的取样装置，其特征在于，所述沉降腔(25)的底部为倒锥型结构；所述旋流盖(26)为碗型结构。

6.如权利要求4所述的原油海管的取样装置，其特征在于，所述沉降腔(25)的顶部内设有过滤网(27)，且所述过滤网(27)位于所述排放口(24)的下方。

7.如权利要求1所述的原油海管的取样装置，其特征在于，所述排放口(24)上设有流量计(28)，且所述排放口(24)与闭排管线(32)相连通，所述排放口(24)与所述闭排管线(32)之间设有第三阀门(29)。

8.如权利要求1所述的原油海管的取样装置，其特征在于，所述固体沉降室(2)还包括标定刻度筒(30)，所述排放口(24)通过开排管线(33)连通至所述标定刻度筒(30)内，所述排放口(24)与所述开排管线(33)之间设有第四阀门(31)。

Images