CN110108512B - 一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，其特征在于包括固定环、固定支架、旋转支架、取样器和照明装置，固定环的外壁与固定支架的一端连接，固定支架的另一端连接旋转支架，取样器的一端安装在旋转支架上，取样器的另一端设有照明装置；本发明可以对管道内部不同空间位置的沉积物进行取样和测厚，具有取样点分布广和操作精度高的特点，且径向及轴向上的移动都通过刻度尺进行精确校核。

Description

一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置 及方法

技术领域

本发明涉及一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置及方法，能够对管道内特定位置的蜡沉积物实现精确高效的取样操作。可以应用于石油化工领域的各类管道沉积物取样操作过程中。

背景技术

原油管道中的蜡沉积是影响石油开采与运输过程中流动安全的严峻问题之一。近年来，石油开发逐渐从陆地走向海洋，随之而来出现海底管道低温输送问题，含蜡原油在管道中流动时发生蜡沉积的概率大大增加。蜡沉积的发生减小了管道的流通面积，增大了管输压力，降低了管道的输送能力，严重时甚至会造成堵塞管道的事故。

蜡沉积问题一直是石油行业的热点问题，很多学者围绕着含蜡原油管道产生的蜡沉积物特性进行研究。很多现场及实验室的管道切面沉积物都呈现出径向上的性质差异，沉积物的组分分布并不是均匀状态。在研究沉积物性质特性过程中，首先需要对沉积物进行精确取样。但是，目前蜡沉积的取样大多采用手动取样，研究人员一般利用刀片和尺子来进行取样和测厚。这样的取样和测厚方法会造成很大误差，会对蜡沉积研究产生不利影响。特别是远离管道切口的内部管壁上的沉积物的取样过程，这种方法产生的误差更大且操作极度不便。目前并没有专门针对管道内壁不同空间位置蜡沉积物进行精确取样的装置。同时，在石油化工领域中，由于物质扩散或对流运动等原因造成物质组分分布或其他性质在空间位置存在差异的情况并不少见。实现空间位置的快速准确取样，对这类情况的监测和深入分析都大有益处。

发明内容

本发明提供一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，用于准确对管壁上不同空间位置处的蜡沉积物实现取样以及测厚。

本发明另一目的在于提供一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚方法，其能利用取样装置对油管中不同位置的蜡沉积进行快速、准确取样。

本发明的技术方案如下：

一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，包括固定环、固定支架、旋转支架、取样器和照明装置，固定环的外壁与固定支架的一端连接，固定支架的另一端连接旋转支架，取样器的一端安装在旋转支架上，取样器的另一端设有照明装置。

所述固定环包括两个半圆形本体，本体的两端设置安装耳，安装耳上开设有拴紧螺孔，拴紧螺丝穿过拴紧螺孔将固定环固定在管道外壁上，固定环的外壁上设有支架固定孔，固定孔采用等边三角形排列，固定孔设有拧紧螺丝，拧紧螺丝顶部设有扁平的片状结构。

所述固定支架由固定支架外管和固定支架内管组成，所述固定支架内管在固定支架外管中伸缩移动，固定支架内管的端头设置凸起，固定支架内管上设有量尺。

所述旋转支架包括旋转支架卡槽、三脚架和旋转环，旋转环内部设有滑道结构，三脚架的三个端部设置滑球，滑球在滑道内部沿滑道旋转滑动，带动取样器旋转，刮取管壁上的沉积物，三角架上设置滑道孔和旋转握把，旋转环外壁设置旋转支架卡槽，旋转支架卡槽与固定支架内管的凸起连接，用以固定旋转支架。

所述滑道孔的两侧设有刻度尺，用以记录取样杆的移动距离，并进而知道取样刀片嵌入沉积物的深度。

所述的取样器包括取样刀片、取样器底座、取样杆、照明装置卡槽、拧紧螺母及滑道杆，取样刀片通过螺纹结构固定在取样器底座上，取样器底座焊接在取样杆上，所述取样杆的一端设有直径较小的滑道杆，滑道杆穿过滑道孔并通过拧紧螺母固定，取样杆的另一端设有照明装置卡槽。

所述的取样刀片带有一定弧度。

所述照明装置包括LED灯、电源和固定卡扣，LED灯与电源相连，固定卡扣与照明装置卡槽扣合。

一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚方法，包括下述步骤：

a) 组装取样装置，首先将固定环通过拴紧螺丝固定在管道外壁上，而后将固定支架穿过支架固定孔并使用拧紧螺丝进行固定。再将旋转支架与固定支架内管相互连接固定，最后将取样杆和旋转支架进行固定，将滑道杆部分穿过滑道孔，并通过拧紧螺母固定，将取样刀片和照明装置固定在取样杆上，组装好整套取样装置；

b) 测厚与取样开始前，移动固定支架内管，根据支架内管上的量尺进行校零；

c) 如要对沉积物测厚，则将取样刀片调整至与沉积物表面刚刚相接触，记录滑道孔上的刻度值1，然后调整取样杆带动取样刀片嵌入到沉积物内部，直至与管壁接触为止，此时再记录滑道孔上的刻度值2，刻度值2与刻度值1之差就是管道沉积物的厚度；

d) 取样开始，打开照明装置的LED灯源，保证清楚的看到管道内部沉积物分布情况和取样操作准确性。通过移动固定支架内管来带动取样杆向管内移动，记录移动的轴向距离，将取样刀片调整至与沉积物表面相接触，记录此时取样杆在旋转支架上滑道孔的刻度位置。根据取样厚度调整取样杆，使取样刀片嵌入沉积物不同深度处，转动旋转握把，可以对管道周向上的沉积物进行刮取，完成取样；

e) 取样结束，首先调整取样杆位置，使得取样刀片远离沉积物表面，防止取样刀片上的沉积物被刮碰，然后旋转握把，将刀片调整至水平且保证沉积物在上，将旋转支架向外移动，取出样品，转移至取样瓶中妥善保存，以进行后续分析。

本发明的特点及优点是：本发明的取样测厚装置主要包含固定、旋转和取样三大部分，各组分可以拆分成多个零部件，方便携带和组装。此外，本装置的取样器可以通过取样杆和支架内管的移动在径向和轴向上移动，如此，可以对管道内部不同空间位置的沉积物进行取样和测厚，具有取样点分布广和操作精度高的特点，且径向及轴向上的移动都通过刻度尺进行精确校核，相较于传统的手工刮取操作进行取样以及测厚，此方法更为精确。同时，本装置可以得到管壁上一定范围内任意空间位置的蜡沉积物，保证了实验重复性和精确性。而且由于装置固定在输油管上，操作在管外进行，所以不会对管内的沉积物原始状态进行破坏，可以避免直接用尺子或者刀片刮取对样品的破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2是固定环的平面示意图。

图3是拧紧螺丝的平面示意图。

图4为固定支架的结构示意图。

图5为旋转支架的结构示意图。

图6为滑球与旋转环剖面的结构示意图。

图7为取样器及取样杆的结构示意图。

图8为照明装置的结构示意图。

图中，1-固定环，2-固定支架，3-旋转支架，4-旋转握把，5-取样器，6-照明装置，7-管道，11-支架固定孔，12-拴紧螺孔，13-拴紧螺丝，14-拧紧螺丝，21-固定支架外管，22-固定支架内管，25-量尺，26-凸起，31-旋转支架卡槽，32-滑道孔，33-旋转环，34-旋转环内的滑道，35-旋转环内的滑球，51-取样刀片，52-取样器底座，53-取样杆，54-照明装置卡槽，55-拧紧螺母，56-滑道杆，61-LED灯，62-电源，63-固定卡扣。

具体实施方式

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做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。

如图所示，一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样装置，包括固定环1、固定支架2、旋转支架3、取样器5和照明装置6，固定环的外壁与固定支架的一端连接，固定支架的另一端连接旋转支架，取样器的一端安装在旋转支架上，取样器的另一端设有照明装置。

所述固定环包括两个半圆形本体，本体的两端设置安装耳，安装耳上开设有拴紧螺孔12，拴紧螺丝13穿过拴紧螺孔将固定环固定在管道7外壁上，固定环的外壁上设有支架固定孔11，固定孔采用等边三角形排列，这样可以提高固定支架的稳定性，固定孔设有拧紧螺丝14，拧紧螺丝顶部设有扁平的片状结构。

所述固定支架2由固定支架外管21和固定支架内管22组成，所述固定支架内管在固定支架外管中伸缩移动，固定支架内管的端头设置凸起26，固定支架内管上设有量尺25，可以通过逐差法确定取样深度和测量沉积物厚度，方便记录移动的距离；固定支架2通过固定孔11利用拧紧螺丝14固定，拧紧螺丝顶部设有扁平的片状结构，手动即可拧紧螺丝，方便操作。

所述旋转支架包括旋转支架卡槽31、三脚架和旋转环33，旋转环内部设有滑道34，三脚架的三个端部设置滑球35，滑球在滑道内部沿滑道旋转滑动，带动取样器旋转，刮取管壁上的沉积物，三角架上设置滑道孔32和旋转握把4，旋转环外壁设置旋转支架卡槽31，旋转支架卡槽与固定支架内管的凸起连接，用以固定旋转支架。

所述的取样器包括取样刀片51、取样器底座52、取样杆53、照明装置卡槽54、拧紧螺母55及滑道杆56，取样刀片51通过螺纹结构固定在取样器底座52上，取样器底座焊接在取样杆53上，所述取样杆的一端设有直径较小的滑道杆56，滑道杆穿过滑道孔并通过拧紧螺母55固定，取样杆的另一端设有照明装置卡槽54

所述的取样刀片带有一定弧度，方便刮取沉积物，且在取样完成后也能有效防止取样物滑落。

所述照明装置包括LED灯61、电源62和固定卡扣63，LED灯与电源相连，固定卡扣与照明装置卡槽扣合，在取样过程中照亮管道内部，方便取样和测厚操作。

所述滑道孔32的两侧设有刻度尺，用以记录取样杆53的移动距离，并进而知道取样刀片嵌入沉积物的深度。

本发明适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样过程，利用该装置可以对管道壁面上不同空间位置的蜡沉积物实施快速、准确取样，包括下述步骤：

a) 组装取样装置，首先将固定环通过拴紧螺丝固定在管道外壁上，而后将固定支架穿过支架固定孔并使用拧紧螺丝进行固定。再将旋转支架与固定支架内管相互连接固定，最后将取样杆和旋转支架进行固定，将滑道杆部分穿过滑道孔，并通过拧紧螺母固定，将取样刀片和照明装置固定在取样杆上，组装好整套取样装置；

b) 测厚与取样开始前，移动固定支架内管，根据支架内管上的量尺进行校零；

c) 如要对沉积物测厚，则将取样刀片调整至与沉积物表面刚刚相接触，记录滑道孔上的刻度值1，然后调整取样杆带动取样刀片嵌入到沉积物内部，直至与管壁接触为止，此时再记录滑道孔上的刻度值2，刻度值2与刻度值1之差就是管道沉积物的厚度；

d) 取样开始，打开照明装置的LED灯源，保证清楚的看到管道内部沉积物分布情况和取样操作准确性。通过移动固定支架内管来带动取样杆向管内移动，记录移动的轴向距离，将取样刀片调整至与沉积物表面相接触，记录此时取样杆在旋转支架上滑道孔的刻度位置。根据取样厚度调整取样杆，使取样刀片嵌入沉积物不同深度处，转动旋转握把，可以对管道周向上的沉积物进行刮取，完成取样；

e) 取样结束，首先调整取样杆位置，使得取样刀片远离沉积物表面，防止取样刀片上的沉积物被刮碰，然后旋转握把，将刀片调整至水平且保证沉积物在上，将旋转支架向外移动，取出样品，转移至取样瓶中妥善保存，以进行后续分析。

本实施所提供的取样与测厚装置组装方便、操作性强，克服了传统取样时精度不高、操作不易的缺点。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神的范围。这样，假若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求极其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，其特征在于包括固定环、固定支架、旋转支架、取样器和照明装置，固定环的外壁与固定支架的一端连接，固定支架的另一端连接旋转支架，取样器的一端安装在旋转支架上，取样器的另一端设有照明装置；

所述旋转支架包括旋转支架卡槽、三脚架和旋转环，旋转环内部设有滑道结构，三脚架的三个端部设置滑球，滑球在滑道内部沿滑道旋转滑动，带动取样器旋转，刮取管壁上的沉积物，三角架上设置滑道孔和旋转握把，旋转环外壁设置旋转支架卡槽，旋转支架卡槽与固定支架内管的凸起连接，用以固定旋转支架；

所述的取样器包括取样刀片、取样器底座、取样杆、照明装置卡槽、拧紧螺母及滑道杆，取样刀片通过螺纹结构固定在取样器底座上，取样器底座焊接在取样杆上，所述取样杆的一端设有直径较小的滑道杆，滑道杆穿过滑道孔并通过拧紧螺母固定，取样杆的另一端设有照明装置卡槽。

2.根据权利要求1所述的一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，其特征在于所述固定环包括两个半圆形本体，本体的两端设置安装耳，安装耳上开设有拴紧螺孔，拴紧螺丝穿过拴紧螺孔将固定环固定在管道外壁上，固定环的外壁上设有支架固定孔，固定孔采用等边三角形排列，固定孔设有拧紧螺丝，拧紧螺丝顶部设有扁平的片状结构。

3.根据权利要求1所述的一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，其特征在于所述固定支架由固定支架外管和固定支架内管组成，所述固定支架内管在固定支架外管中伸缩移动，固定支架内管的端头设置凸起，固定支架内管上设有量尺。

4.根据权利要求1所述的一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，其特征在于所述滑道孔的两侧设有刻度尺，用以记录取样杆的移动距离，并进而知道取样刀片嵌入沉积物的深度。

5.根据权利要求1所述的一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，其特征在于所述的取样刀片带有一定弧度。

6.根据权利要求1所述的一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置，其特征在于所述照明装置包括LED灯、电源和固定卡扣，LED灯与电源相连，固定卡扣与照明装置卡槽扣合。

7.用于权利要求1所述的一种适用于输油管内不同空间位置蜡沉积物的取样测厚装置的方法，其特征在于包括下述步骤：

a) 组装取样装置，首先将固定环通过拴紧螺丝固定在管道外壁上，而后将固定支架穿过支架固定孔并使用拧紧螺丝进行固定；再将旋转支架与固定支架内管相互连接固定，最后将取样杆和旋转支架进行固定，将滑道杆部分穿过滑道孔，并通过拧紧螺母固定，将取样刀片和照明装置固定在取样杆上，组装好整套取样装置；

b) 测厚与取样开始前，移动固定支架内管，根据支架内管上的量尺进行校零；

c) 如要对沉积物测厚，则将取样刀片调整至与沉积物表面刚刚相接触，记录滑道孔上的刻度值1，然后调整取样杆带动取样刀片嵌入到沉积物内部，直至与管壁接触为止，此时再记录滑道孔上的刻度值2，刻度值2与刻度值1之差就是管道沉积物的厚度；

d) 取样开始，打开照明装置的LED灯源，保证清楚的看到管道内部沉积物分布情况和取样操作准确性；通过移动固定支架内管来带动取样杆向管内移动，记录移动的轴向距离，将取样刀片调整至与沉积物表面相接触，记录此时取样杆在旋转支架上滑道孔的刻度位置；根据取样厚度调整取样杆，使取样刀片嵌入沉积物不同深度处，转动旋转握把，可以对管道周向上的沉积物进行刮取，完成取样；

e) 取样结束，首先调整取样杆位置，使得取样刀片远离沉积物表面，防止取样刀片上的沉积物被刮碰，然后旋转握把，将刀片调整至水平且保证沉积物在上，将旋转支架向外移动，取出样品，转移至取样瓶中妥善保存，以进行后续分析。

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