CN113252407A - 在线取样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在线取样装置,涉及流体试样取样技术领域,该在线取样装置包括取样阀、旁路管和取样筒;取样阀包括进液取样阀和排液取样阀,取样阀包括阀体和阀芯,阀芯紧密且滑动连接于阀体内;阀体上设有原液进出口、旁路口和取样口,阀芯内设有旁路腔和取样腔;旁路管连通在进液取样阀的旁路口与排液取样阀的旁路口之间;取样筒连通在进液取样阀的取样口与排液取样阀的取样口之间;原液进出口、旁路腔和旁路口三者形成旁路通道,原液进出口、取样腔和取样口三者形成取样通道,阀芯能够相对阀体运动以控制旁路通道和取样通道的连通或断开,以实现对输送中的原油进行在线高精度分析。

Description

在线取样装置
技术领域
本发明涉及流体试样取样技术领域,尤其是涉及一种在线取样装置。
背景技术
在油田开采过程中,需要对油井生产出来的原油进行取样,检测其含水率,以获取油井产量等重要信息。因此,采取代表性的试样对准确检测原油含水率起着重要的作用。
一般的,在原油的正常生产过程中,流经原油管的原油保持持续输送,因而对输送中的原油在线采样中,保证所采集油样具有足够的代表性非常关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线取样装置,通过设置多个取样筒实现在一个油样分析周期内增加取样频次,以实现对输送中的原油进行在线高精度分析。
第一方面,本发明提供一种在线取样装置,包括:取样阀、旁路管和取样筒;
所述取样阀包括进液取样阀和排液取样阀,所述取样阀包括阀体和阀芯,所述阀芯紧密且滑动连接于所述阀体内;所述阀体上设有原液进出口、旁路口和取样口,所述阀芯内设有旁路腔和取样腔;
所述旁路管连通在所述进液取样阀的旁路口与所述排液取样阀的旁路口之间;
所述取样筒连通在所述进液取样阀的取样口与所述排液取样阀的取样口之间;
所述原液进出口、所述旁路腔和所述旁路口三者形成旁路通道,所述原液进出口、所述取样腔和所述取样口三者形成取样通道,所述阀芯能够相对所述阀体运动以控制所述旁路通道和所述取样通道的连通或断开。
进一步的,所述取样筒设置为多个;
相应的,所述阀体上设有与所述取样筒数量相等的取样口,且所述阀芯上设有与所述取样筒数量相等的取样腔,且各所述取样腔互不连通;
其中,多个所述取样通道不同时连通,且多个所述取样通道中的一个由连通向断开转换时,所述旁路通道由断开向连通转换。
进一步的,所述取样筒包括第一取样筒和第二取样筒,两者对称设置于所述旁路管的两侧;
所述原液进出口与所述旁路口相对设置,所述第一取样筒的取样口和所述第二取样筒的取样口对称设置于所述旁路管的两侧;
所述第一取样筒的取样腔和所述第二取样筒的取样腔对称设置于所述旁路腔的两侧。
进一步的,所述旁路腔为线型腔,所述线型腔连通所述原液进出口与所述旁路口时,三者同轴设置。
进一步的,所述原液进出口、所述旁路口和所述旁路腔三者的内径相等。
进一步的,所述取样腔的入口和出口非同轴设置;
所述取样腔的入口距所述原液进出口之间的最小距离等于所述取样腔的出口距所述取样口之间的最小距离。
进一步的,所述取样腔采用曲线型腔;
所述曲线型腔的入口轴线与所述曲线型腔的出口轴线相平行设置。
进一步的,所述阀芯的一端设有阀杆;
所述进液取样阀和所述排液取样阀两者的阀杆共同连接驱动机构,以实现两者的同步运动。
进一步的,所述驱动机构包括传动连接的驱动件和连接板;
所述进液取样阀和所述排液取样阀两者的阀杆均固定连接于所述连接板。
进一步的,还包括支架;
所述驱动件和所述取样阀均安装于所述支架;所述进液取样阀和所述排液取样阀两者的阀杆相对所述驱动件的输出轴对称设置。
有益效果:
本发明提供的在线取样装置,旁路管连通在进液取样阀的旁路口与排液取样阀的旁路口之间,取样筒连通在进液取样阀的取样口与排液取样阀的取样口之间,当阀芯相对阀体运动,并使旁路通道连通时,原油可以由旁路通道进入旁路管,并通过旁路管持续的输送原油;同样地,当阀芯相对阀体运动,并使旁路通道断开时,取样原油可通过取样通道进入取样筒进行取样,当取样结束后,可进一步通过阀芯的运动,使旁路通道连通以实现原油的持续输送。
可见,该在线取样装置可在输送原油的过程中对原油进行取样,待取样结束后,不影响原油的持续输送。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明实施例提供的在线取样装置的结构示意图;
图2为在线取样装置中的取样阀和取样筒的局部剖视图之一;
图3为在线取样装置中的取样阀和取样筒的局部剖视图之二。
图标:
100-取样阀;110-阀体;120-阀芯;130-阀杆;140-旁路通道;150-取样通道;111-原液进出口;112-旁路口;113-取样口;121-旁路腔;122-取样腔;
200-旁路管;
300-取样筒;
410-驱动件;420-连接板;430-联轴器;440-传动副;
500-支架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参照图1和图2,本实施例提供一种在线取样装置,在线取样装置包括取样阀100、旁路管200和取样筒300;取样阀100包括进液取样阀和排液取样阀,取样阀100包括阀体110和阀芯120,阀芯120紧密且滑动连接于阀体110内;阀体110上设有原液进出口111、旁路口112和取样口113,阀芯120内设有旁路腔121和取样腔122;旁路管200连通在进液取样阀的旁路口112与排液取样阀的旁路口112之间;取样筒300连通在进液取样阀的取样口113与排液取样阀的取样口113之间;原液进出口111、旁路腔121和旁路口112三者形成旁路通道140,原液进出口111、取样腔122和取样口113三者形成取样通道150,阀芯120能够相对阀体110运动以控制旁路通道140和取样通道150的连通或断开。
本实施例提供的在线取样装置,旁路管200连通在进液取样阀的旁路口112与排液取样阀的旁路口112之间,取样筒300连通在进液取样阀的取样口113与排液取样阀的取样口113之间,当阀芯120相对阀体110运动,并使旁路通道140连通时,原油可以由旁路通道140进入旁路管200,并通过旁路管200持续的输送原油;同样地,当阀芯120相对阀体110运动,并使旁路通道140断开时,取样原油可通过取样通道150进入取样筒300进行取样,当取样结束后,可进一步通过阀芯120的运动,使旁路通道140连通以实现原油的持续输送。
需要说明的是,原液进出口111进液取样阀的原液进出口111为原油的进口,排液取样阀的原液进出口111为原油的出口,为了便于描述,统称为原液进出口111。
本实施例中,取样筒300设置为多个;相应的,阀体110上设有与取样筒300数量相等的取样口113,且阀芯120上设有与取样筒300数量相等的取样腔122,且各取样腔122互不连通;其中,多个取样通道150不同时连通,且多个取样通道150中的一个由连通向断开转换时,旁路通道140由断开向连通转换,如此设置,可实现多路取样,在具体测试原油含水率时,可求取多路样品的平均值,以提高测试的准确性。
在本申请的一种实施方式中,取样筒300包括第一取样筒和第二取样筒,两者对称设置于旁路管200的两侧;原液进出口111与旁路口112相对设置,第一取样筒的取样口113和第二取样筒的取样口113对称设置于旁路管200的两侧;第一取样筒的取样腔122和第二取样筒的取样腔122对称设置于旁路腔121的两侧。
具体的,第一取样筒的取样通道150全开渐变到全关的同时,旁路通道140由全关渐变到全开,这个称为通道过渡区,在工作状态下,当阀芯120移动到通道过渡区时,原油同时在第一取样筒的取样通道150和旁路通道140内交叉流动,从而保持原油管道始终稳压。
需要说明的是,在取样时,可使旁路通道140全开,取样通道150全闭;或者,可使旁路通道140部分打开,取样通道150部分打开,此时,在不影响原油输送的前提下,还可实现取样。
另外,进液取样阀和排液取样阀平行布局,采用多个取样通道150,各取样通道150相互独立控制,通过阀芯120的移动、旁路通道140以及取样通道150的设置,可使旁路通道140的原液进出口111和旁路口112,以及取样通道150的取样口113和原液进出口111,同时连通和同时断开,使得本装置的简单紧凑,制造成本低,同时,通过设置多个取样筒300实现在一个油样分析周期内增加取样频次,以实现对输送中的原油进行在线高精度分析,保证了采取的油品试样代表性好,测出的原油含水率精度高。此外,随着阀芯120的循环同步移动,可在第一取样筒和第二取样筒中完成一次取样、二次取样……至n次取样。
参照图2,旁路腔121为线型腔,线型腔连通原液进出口111与旁路口112时,三者同轴设置,如此设置,可优化旁路通道140的线路,使得线路最短。
进一步的,原液进出口111、旁路口112和旁路腔121三者的内径相等,能够使原油在旁路通道140中流动时各处的压力保持一致。
请继续参照图2,取样腔122的入口和出口非同轴设置;取样腔122的入口距原液进出口111之间的最小距离等于取样腔122的出口距取样口113之间的最小距离,如此设置,能够使取样腔122的进口与原液进出口111逐渐连通时,取样腔122的出口能够逐渐与取样口113连通。
其中,取样腔122的进口口径、取样腔122的出口口径、原液进出口111的口径、取样口113的口径均相等。
具体的,取样腔122采用曲线型腔;曲线型腔的入口轴线与曲线型腔的出口轴线相平行设置。
其中,曲线型腔不限于为图2所示形式,当然其他能够满足要求的形式也均在本发明的保护范围之内。
本实施例中,阀芯120的一端设有阀杆130;进液取样阀和排液取样阀两者的阀杆130共同连接驱动机构,以实现两者的同步运动。
在本申请的一种实施方式中,参照图2,驱动机构包括传动连接的驱动件410和连接板420;进液取样阀和排液取样阀两者的阀杆130均固定连接于连接板420。
具体的,在线取样装置还包括支架500,驱动件410、进液取样阀和排液取样阀均安装于支架500,进液取样阀和排液取样阀两者的阀杆130相对驱动件410的输出轴对称设置,如此设置,可使进液取样阀和排液取样阀两者的阀杆130平稳地移动。
进一步的,驱动件410的输出轴通过联轴器430与传动副440连接,传动副440与连接板420连接。
工作时,驱动件410运动可通过联轴器430带动传动副440往复移动,从而使传动副440带动连接板420往复移动。
需要说明的是,可以通过设置,使驱动件410在初始状态下,能够使旁路通道140连通,且驱动件410带动阀杆130向右运动可以使图1所示的左侧的取样筒300取样,同时,驱动件410带动阀杆130向左运动可以使图1所示的右侧的取样筒300取样。
本实施例中,取样筒300可竖向放置或水平放置。优选为竖向放置。
在具体使用时,该在线取样装置连接在原油输送管与原油输出管之间,以确保原油在任一状态下的持续输送。
该在线取样装置的工作过程为:
在无需取样状态下,参照图2,旁路腔121与原液进出口111和旁路口112连通,此时,原油可以由进液取样阀的原液进出口111进入,并通过进液取样阀的旁路通道140、旁路管200、排液取样阀的旁路口112进入排液取样阀的旁路通道140,最终从排液取样阀的原液进出口111流出,实现原油的持续输送;
在需要取样状态下,如需要图1所示的左侧取样筒取样,参照图1和图3,则驱动件410向右伸出,使其带动阀杆130向右运动,从而使阀芯120向右运动,以使进液取样阀的取样腔122的进口与原液进出口111(该原液进出口111连通原油输送管)连通,同时,进液取样阀的取样腔122的出口与取样口113连通,以使原油进入左侧取样筒;出液取样阀的取样腔122的进口与左侧取样筒连通,同时,出液取样阀的取样腔122的出口与原液进出口111(该原液进出口111连通原油输出管)连通,以实现原油在取样状态下的持续输送。
如需要图1所示的右侧取样筒取样,则驱动件410向左缩回,使其带动阀杆130向左运动,具体方式同左侧取样筒取样,在此不再赘述。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种在线取样装置,其特征在于,包括:取样阀(100)、旁路管(200)和取样筒(300);
所述取样阀(100)包括进液取样阀和排液取样阀,所述取样阀(100)包括阀体(110)和阀芯(120),所述阀芯(120)紧密且滑动连接于所述阀体(110)内;所述阀体(110)上设有原液进出口(111)、旁路口(112)和取样口(113),所述阀芯(120)内设有旁路腔(121)和取样腔(122);
所述旁路管(200)连通在所述进液取样阀的旁路口(112)与所述排液取样阀的旁路口(112)之间;
所述取样筒(300)连通在所述进液取样阀的取样口(113)与所述排液取样阀的取样口(113)之间;
所述原液进出口(111)、所述旁路腔(121)和所述旁路口(112)三者形成旁路通道(140),所述原液进出口(111)、所述取样腔(122)和所述取样口(113)三者形成取样通道(150),所述阀芯(120)能够相对所述阀体(110)运动以控制所述旁路通道(140)和所述取样通道(150)的连通或断开。
2.根据权利要求1所述的在线取样装置,其特征在于,所述取样筒(300)设置为多个;
相应的,所述阀体(110)上设有与所述取样筒(300)数量相等的取样口(113),且所述阀芯(120)上设有与所述取样筒(300)数量相等的取样腔(122),且各所述取样腔(122)互不连通;
其中,多个所述取样通道(150)不同时连通,且多个所述取样通道(150)中的一个由连通向断开转换时,所述旁路通道(140)由断开向连通转换。
3.根据权利要求2所述的在线取样装置,其特征在于,所述取样筒(300)包括第一取样筒和第二取样筒,两者对称设置于所述旁路管(200)的两侧;
所述原液进出口(111)与所述旁路口(112)相对设置,所述第一取样筒的取样口(113)和所述第二取样筒的取样口(113)对称设置于所述旁路管(200)的两侧;
所述第一取样筒的取样腔(122)和所述第二取样筒的取样腔(122)对称设置于所述旁路腔(121)的两侧。
4.根据权利要求3所述的在线取样装置,其特征在于,所述旁路腔(121)为线型腔,所述线型腔连通所述原液进出口(111)与所述旁路口(112)时,三者同轴设置。
5.根据权利要求4所述的在线取样装置,其特征在于,所述原液进出口(111)、所述旁路口(112)和所述旁路腔(121)三者的内径相等。
6.根据权利要求3所述的在线取样装置,其特征在于,所述取样腔(122)的入口和出口非同轴设置;
所述取样腔(122)的入口距所述原液进出口(111)之间的最小距离等于所述取样腔(122)的出口距所述取样口(113)之间的最小距离。
7.根据权利要求6所述的在线取样装置,其特征在于,所述取样腔(122)采用曲线型腔;
所述曲线型腔的入口轴线与所述曲线型腔的出口轴线相平行设置。
8.根据权利要求1-7任一项所述的在线取样装置,其特征在于,所述阀芯(120)的一端设有阀杆(130);
所述进液取样阀和所述排液取样阀两者的阀杆(130)共同连接驱动机构,以实现两者的同步运动。
9.根据权利要求8所述的在线取样装置,其特征在于,所述驱动机构包括传动连接的驱动件(410)和连接板(420);
所述进液取样阀和所述排液取样阀两者的阀杆(130)均固定连接于所述连接板(420)。
10.根据权利要求9所述的在线取样装置,其特征在于,还包括支架(500);
所述驱动件(410)和所述取样阀(100)均安装于所述支架(500);
所述进液取样阀和所述排液取样阀两者的阀杆(130)相对所述驱动件(410)的输出轴对称设置。
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