CN104374622A - 油气样品转样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气样品转样器，它包括依序连接的第一部件、第二部件、第三部件以及第四部件的壳体，第一部件以及第三部件由导电材料制成，第二部件以及第四部件由绝缘材料制成，第一部件、第二部件、第三部件以及第四部件共同形成空腔；活塞能滑动地设于壳体的空腔内，活塞外套设有与壳体的内壁相匹配的导电密封圈，活塞和导电密封圈将壳体的空腔分隔为相互独立的第一空间和第二空间；第一连接件上开设有第一贯通孔；第二连接件上开设有第二贯通孔；体积指示装置包括电阻检测装置和计算装置。本申请采用上述结构，通过测量电阻来获取转样容器活塞的准确位置，从而确切的得到转样器内油气样品的体积或转样器输出的油气样品的体积。

Description

油气样品转样器

技术领域

本发明涉及了一种油气田开发实验装置，尤其还涉及一种油气样品转样器。

背景技术

在油气藏地层流体高温高压物性测试(PVT)实验中，油气转样器可以在实验室中对预先充装在井下取样器中的现场高压油气样品运输进行油藏条件恢复，在油气样品达到地层条件后转移至PVT相态分析仪或其他测试装置。

在PVT实验中，准确确定油气样品体积是实验数据可靠的前提。现有技术中的油气转样器包括一个内部密闭不可见且具有入口端和出口端的金属容器，金属容器内容置有能在其内滑动的活塞，金属容器的入口端接一计量泵，金属容器的出口端接诸如PVT分析容器等的测试仪器。在转样过程中，计量泵通过水推动活塞移动，使得活塞两边产生压差变化，从而使得转样器中油气样品转入至PVT分析容器或其他测试装置内。在现有技术中，计量泵对通过其的水体积的变化量作为所转移的油气样品的体积。

但是经过本申请人的多次实践试验证明，现有技术中得到的油气样品体积与通过泵的水体积的变化量存在误差。因而现有技术中急需一种能够准确确定油气样品体积的转样器。

发明内容

在现有技术中，得到的油气样品体积与通过泵的水体积的变化量存在的误差由下面几方面造成：

①在转样过程中，由于计量泵内工作介质水是常温(室温)状态，为了将油气样品达到地层条件都需要通过通过加热带等加热方式将油气样品加热至油藏温度，当计量泵内的水进入转样器内活塞底部后，水的压缩系数发生改变，因而从计量泵上显示的体积差不够精确。

②在转样初期，计量泵输出的水需要克服计量泵启动瞬间的启动压力以及活塞与内壁的摩擦阻力，因而计量泵对通过其的水体积的变化量与所转移的油气样品的体积存在误差。

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了一种油气样品转样器，其能够准确确定油气样品的体积。

本发明的具体技术方案是：

一种油气样品转样器，其特征在于，它包括：

壳体，其包括依序连接的第一部件、第二部件、第三部件以及第四部件，所述第一部件以及第三部件由导电材料制成，所述第二部件以及第四部件由绝缘材料制成，所述第一部件、第二部件、第三部件以及第四部件共同形成空腔；

活塞，其能滑动地设于所述壳体的空腔内，所述活塞外套设有与所述壳体的内壁相匹配的导电密封圈，所述活塞和所述导电密封圈将所述壳体的空腔分隔为相互独立的第一空间和第二空间；

设在所述壳体靠近所述第一空间端部的第一连接件，所述第一连接件上开设有用于与所述第一空间相连通的第一贯通孔；

设在所述壳体靠近所述第二空间端部的第二连接件，所述第二连接件上开设有用于与所述第二空间相连通的第二贯通孔；

体积指示装置，其包括分别与所述第一部件以及第三部件相电性连接的电阻检测装置、用于根据所述电阻检测装置得到油气样品体积的计算装置。

优选地，所述壳体呈圆筒形，所述第一连接件具有朝向所述第一空间并伸入所述壳体内的第一延伸部，所述第二连接件具有朝向所述第二空间并伸入所述壳体内的第二延伸部，所述第一延伸部和所述第二延伸部的外壁与所述壳体的内壁相匹配。

优选地，所述第一贯通孔与PVT分析容器相连通。

优选地，所述油气样品转样器还包括具有输入端和输出端的柱塞泵，所述柱塞泵的输入端与水箱相连通，所述柱塞泵的输出端与所述第二贯通孔相连通。

优选地，所述第一部件和第三部件由金属材料制成，所述第二部件和所述第四部件由橡胶制成。

优选地，所述第一部件和第三部件由铂制成。

优选地，电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线与所述第一部件靠近所述第一连接件的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线与所述第三部件靠近所述第一连接件的一端相电性连接。

优选地，电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线与所述第一部件靠近所述第二连接件的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线与所述第三部件靠近所述第二连接件的一端相电性连接。

优选地，所述第一部件和所述第三部件的截面积相同。

优选地，所述体积指示装置还包括用于输出的油气样品体积或所述第一空间内残余的油气样品体积的显示部，所述显示部与所述计算装置相电性连接。

本发明采用上述结构，具有以下优点：

1.解决了现有转样器体积不可见的缺点，能够直观的根据体积指示表读数读取转样体积；

2.电阻是一个物质固有的属性，通过测量金属丝的电阻值，间接反映转样器的体积，解决了在不同温度和压力下体积的不确定性；

3.简化了实验过程中由于水的压缩性改变而增加的校正计算；

4.对PVT和粘度等实验测试分析的准确进行，实验结果的真实可靠，实验结果分析的权威性等具有重要意义。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1显示了本申请中油气样品转样器的一个实施方式的横截面示意图。

图2显示了图1中E-E向结构示意图。

图3显示了本申请中油气样品转样器的另一个实施方式的横截面示意图。

图4显示了本申请中油气样品转样器的又一个实施方式的横截面示意图。

图5显示了本申请中油气样品转样器的再一个实施方式的横截面示意图。

以上附图的附图标记：1、壳体；11、第一部件；12、第二部件；13、第三部件；14、第四部件；2、活塞；3、导电密封圈；41、第一空间；42、第二空间；5、第一连接件；51、第一贯通孔；52、第一延伸部；6、第二连接件；61、第二贯通孔；62、第二延伸部；71、第一导线；72、第二导线；8、PVT分析容器；9、柱塞泵；91、第一阀门；10、水箱；101、第二阀门。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。

参照图1和图2所示，本发明公开了一种油气样品转样器，它包括壳体1，其包括依序连接的第一部件11、第二部件12、第三部件13以及第四部件14，所述第一部件11以及第三部件13由导电材料制成，所述第二部件12以及第四部件14由绝缘材料制成，所述第一部件11、第二部件12、第三部件13以及第四部件14共同形成空腔；活塞2，其能滑动地设于所述壳体1的空腔内，所述活塞2外套设有与所述壳体1的内壁相匹配的导电密封圈3，所述活塞2和所述导电密封圈3将所述壳体1的空腔分隔为相互独立的第一空间41和第二空间42；设在所述壳体1靠近所述第一空间41端部的第一连接件5，所述第一连接件5上开设有用于输出的第一贯通孔51；设在所述壳体1靠近所述第二空间42端部的第二连接件6，所述第二连接件6上开设有用于输入的第二贯通孔61；体积指示装置(图中未示出)，其包括分别与所述第一部件11以及第三部件13相电性连接的电阻检测装置、用于根据所述电阻检测装置得到油气样品体积的计算装置。

壳体1大体呈圆筒形，壳体1具有沿圆筒的轴线延伸的空腔。壳体1由第一部件11、第二部件12、第三部件13以及第四部件14依序连接而成。第一部件11、第二部件12、第三部件13以及第四部件14在垂直于圆筒的轴线截面呈扇环形。第一部件11、第三部件13可以镶嵌在第二部件12和第四部件14中从而固定住。第一部件11和第三部件13由诸如铂等导电金属材料制成。在本实施方式中，为了计算方便，第一部件11和第三部件13在垂直于圆筒的轴线截面的截面积相同。第二部件12和第四部件14由诸如橡胶等绝缘材料制成。第一部件11和第三部件13被第二部件12和第四部件14隔断，以使得第一部件11和第三部件13隔断的部分相电性隔离。空腔由第一部件11、第二部件12、第三部件13以及第四部件14围住形成。

活塞2位于壳体1的空腔内，且能够在壳体1的空腔中滑动。导电密封圈3套设在活塞2外并与壳体1的内壁相匹配，使得活塞2与壳体1相密封匹配从而将壳体1的空腔分隔为相互独立的第一空间41(位于图1的左侧位置)和第二空间42(位于图1的右侧位置)，同时使得第一部件11和第三部件13通过导电密封圈3相电性连通。第一空间41内存有油气样品。

如图1所示，第一连接件5位于壳体1的左端，第一连接件5与壳体1相固连。第一贯通孔51开设在第一连接件5上，第一贯通孔51可以与诸如PVT分析容器8的测试装置相连通，以将第一空间41内油气样品输入诸如PVT分析容器8等测试装置中。在第一贯通孔51与PVT分析容器8之间设有第一阀门91，以实现开闭。

第二连接件6位于壳体1的右端，第二连接件6与壳体1相固连。第二贯通孔61开设在第二连接件6上，第二贯通孔61依次与柱塞泵9和水箱10相连通，从而能将水输入第二空间42中。具体的，柱塞泵9具有输入端和输出端，所述柱塞泵9的输入端与水箱10相连通，所述柱塞泵9的输出端与所述第二贯通孔61相连通。在第二贯通孔61与柱塞泵9之间设有第二阀门101，以实现开闭。

电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线71与所述第一部件11靠近所述第一连接件5的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线72与所述第三部件13靠近所述第一连接件5的一端相电性连接。

计算装置可以通过电阻检测装置检测第一部件11以及第三部件13之间的电阻值，进而得到输出的油气样品体积或所述第一空间41内残余的油气样品体积。

本申请的工作原理如下：

已知当活塞2位于某处时，电阻检测装置检测到的电阻值为R0，该活塞2位于的位置为L0。如图1所示，活塞2位于A处时，电阻检测装置检测到的电阻值为Ra，该活塞2位于的位置为La，第一空间41内的转样样品体积为Va。

根据公式可知：

R＝ρ*2L/S

有公式可知：

Ra-R0＝ρ*2(La-L0)/S

则得出

La＝(Ra-R0)/(2 Sρ)+L0

Va＝La*d＝【(Ra-R0)/(2 Sρ)+L0】*d

当活塞2从A处移动至B处时，电阻检测装置检测到的电阻值为Rb，该活塞2位于的位置为Lb，第一空间41内的转样样品体积为Vb。

Rb-R0＝ρ*2(Lb-L0)S

Vb＝Lb*d＝【(Rb-R0)/(2Sρ)+L0】*d

在活塞2从A处移动至B的过程中，转样器中转出的油气样品体积为：

Vba＝Vb-Va＝【(Rb-R0)/(2Sρ)+L0】*d-【(Ra-R0)/(2 Sρ)+L0】*d＝(Rb-Ra)*d/(2Sρ)。

其中，S为第一部件11和第二部件12的横截面积，电阻率ρ查表可得，d为壳体1内径。

本申请采用上述结构，通过测量第一部件11以及第三部件13之间的电阻来获取转样容器活塞2的准确位置，从而确切的得到转样器内油气样品的体积或转样器输出的油气样品的体积。

与现有的结构比较，本发明具有以下优点：

1.解决了现有转样器体积不可见的缺点，能够直观的根据体积指示表读数读取转样体积；

2.电阻是一个物质固有的属性，通过测量金属丝的电阻值，间接反映转样器的体积，解决了在不同温度和压力下体积的不确定性；

3.简化了实验过程中由于水的压缩性改变而增加的校正计算；

4.对PVT和粘度等实验测试分析的准确进行，实验结果的真实可靠，实验结果分析的权威性等具有重要意义。

在一个优选的实施方式中，所述第一连接件5具有朝向所述第一空间41并伸入所述壳体1内的第一延伸部52，所述第二连接件6具有朝向所述第二空间42并伸入所述壳体1内的第二延伸部62，所述第一延伸部52和所述第二延伸部62的外壁与所述壳体1的内壁相匹配。

第一连接件5和第二连接件6分别通过第一延伸部52和第二延伸部62实现与壳体1的快速定位连接。

参照图3所示，电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线71与所述第一部件11靠近所述第二连接件6的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线72与所述第三部件13靠近所述第二连接件6的一端相电性连接。本实施方式的计算方法与上个实施例相类同，在此不再累述。

参照图4所示，电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线71与所述第一部件11靠近所述第二连接件6的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线72与所述第三部件13靠近所述第一连接件5的一端相电性连接。第一部件11和第二部件12在垂直于圆筒的轴线截面的截面积不相同。

或，参照图5所示，电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线71与所述第一部件11靠近所述第一连接件5的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线72与所述第三部件13靠近所述第二连接件6的一端相电性连接。第一部件11和第二部件12在垂直于圆筒的轴线截面的截面积不相同。

采用图4或图5中的结构，活塞2的移动距离与电阻的变化值不成线性比，因而不容易计算活塞2的移动距离，而必须要经过较为复杂的计算才可行。

在一个更优选的实施方式中，体积指示装置还包括用于输出的油气样品体积或所述第一空间41内残余的油气样品体积的显示部，所述显示部与所述计算装置相电性连接。

在现有技术中，当转样器内样品被部分转移至其他容器后，经过一段时间，当需要再次使用转样器内的油气样品时无法快速判定油气样品的残余体积。而显示部可以将计算装置输出的数值显示。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油气样品转样器，其特征在于，它包括：

壳体，其包括依序连接的第一部件、第二部件、第三部件以及第四部件，所述第一部件以及第三部件由导电材料制成，所述第二部件以及第四部件由绝缘材料制成，所述第一部件、第二部件、第三部件以及第四部件共同形成空腔；

活塞，其能滑动地设于所述壳体的空腔内，所述活塞外套设有与所述壳体的内壁相匹配的导电密封圈，所述活塞和所述导电密封圈将所述壳体的空腔分隔为相互独立的第一空间和第二空间；

设在所述壳体靠近所述第一空间端部的第一连接件，所述第一连接件上开设有用于与所述第一空间相连通的第一贯通孔；

设在所述壳体靠近所述第二空间端部的第二连接件，所述第二连接件上开设有用于与所述第二空间相连通的第二贯通孔；

体积指示装置，其包括分别与所述第一部件以及第三部件相电性连接的电阻检测装置、用于根据所述电阻检测装置得到油气样品体积的计算装置。

2.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：所述壳体呈圆筒形，所述第一连接件具有朝向所述第一空间并伸入所述壳体内的第一延伸部，所述第二连接件具有朝向所述第二空间并伸入所述壳体内的第二延伸部，所述第一延伸部和所述第二延伸部的外壁与所述壳体的内壁相匹配。

3.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：所述第一贯通孔与PVT分析容器相连通。

4.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：所述油气样品转样器还包括具有输入端和输出端的柱塞泵，所述柱塞泵的输入端与水箱相连通，所述柱塞泵的输出端与所述第二贯通孔相连通。

5.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：所述第一部件和第三部件由金属材料制成，所述第二部件和所述第四部件由橡胶制成。

6.根据权利要求5所述的油气样品转样器，其特征在于：所述第一部件和第三部件由铂制成。

7.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线与所述第一部件靠近所述第一连接件的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线与所述第三部件靠近所述第一连接件的一端相电性连接。

8.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：电阻检测装置具有第一端和第二端，所述电阻检测装置的第一端通过第一导线与所述第一部件靠近所述第二连接件的一端相电性连接，所述电阻检测装置的第二端通过第二导线与所述第三部件靠近所述第二连接件的一端相电性连接。

9.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：所述第一部件和所述第三部件的截面积相同。

10.根据权利要求1所述的油气样品转样器，其特征在于：所述体积指示装置还包括用于输出的油气样品体积或所述第一空间内残余的油气样品体积的显示部，所述显示部与所述计算装置相电性连接。