CN113686622B - 一种基于无线传输的石油监测取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无线传输的石油监测取样装置，涉及检测取样设备领域，技术方案为，包括用于进行不同层次取样的取样机构，以及用于控制取样机构移动的驱动机构，驱动机构包括支撑架，支撑架的中部设置贯穿的通道，支撑架的上表面固定设置卷扬机，卷扬机的卷筒位于通道的上方，卷筒上缠绕钢丝绳，钢丝绳贯穿通道并延伸到支撑架的下方，钢丝绳延伸到支撑架下方的一端固定设置取样机构。本发明的有益效果是：可实现对不同深度的石油进行取样，可实现对储存罐中的石油进行有效的监控；并且能够一次性取样不同深度的石油样本，简化了取样的过程，提高了取样的效率。

Description

一种基于无线传输的石油监测取样装置

技术领域

本发明涉及检测取样设备领域，特别涉及一种基于无线传输的石油监测取样装置。

背景技术

石油，地质勘探的主要对象之一，是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。石油被开采后需要放置在储罐中进行储存，储罐用于收集、储存石油和保证管线输油量的稳定。

石油储存在石油储存罐内部时，石油内部的物质沉淀在储存罐的底端，在进行石油取样时，由于石油的粘度较高，传统的石油取样装置难以进入石油的内部，且难以取出储存罐内部不同层次的石油样本，从而难以确定石油储存罐内部石油的品质；而传统的石油取样器只能进行单次取样，取样过程复杂，取样过程受人为影响较大，无法确保取样的精度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于无线传输的石油监测取样装置。

其技术方案为，包括用于进行不同层次取样的取样机构，以及用于控制取样机构移动的驱动机构，所述驱动机构包括支撑架，所述支撑架的中部设置贯穿的通道，所述支撑架的上表面固定设置卷扬机，所述卷扬机的卷筒位于所述通道的上方，所述卷筒上缠绕钢丝绳，所述钢丝绳贯穿所述通道并延伸到所述支撑架的下方，所述钢丝绳延伸到所述支撑架下方的一端固定设置取样机构；

所述取样机构包括若干首尾依次连接的取样单元，位于最上方的一个所述取样单元上固定设置控制单元，所述控制单元与所述钢丝绳的一端固定连接。

优选为，所述取样单元包括圆形筒状的取样桶，所述取样桶的侧壁上开设采样口，所述取样桶内转动设置旋转件，所述旋转件包括转筒，所述转筒与所述取样桶转动连接，所述转筒的一侧通过支架固定设置弧形的挡板，所述挡板的外表面与所述取样桶的内壁紧贴。

优选为，每个所述转筒内均固定设置一个从动齿轮，三个所述从动齿轮自上而下依次设置在所述转筒的上部、中部和下部。

优选为，所述控制单元包括与最上方的取样单元连接的外壳，所述外壳内部中空，所述外壳朝所述取样单元的一侧设置转轴，所述转轴延伸至最下方的所述取样单元内，所述转轴的上端同轴设置转轴锥齿，所述转轴能够随所述转轴锥齿进行旋转且所述转轴能够沿所述转轴锥齿的轴线进行轴向移动，所述转轴锥齿与所述外壳的内壁转动连接；

所述转轴上同轴固定设置若干个主动齿轮，所述主动齿轮至少与一个所述从动齿轮啮合。

优选为，所述转轴的上端设置调节单元，所述调节单元包括转动设置在所述外壳内的轴套，所述轴套的内壁上设置内螺纹，所述轴套内螺纹连接调节块，所述调节块的下端固定设置推力滚子轴承，所述推力滚子轴承的两个垫圈分别与所述调节块的下表面和所述转轴的上表面固定连接。

优选为，所述轴套的外表面同轴固定设置轴套锥齿，所述轴套锥齿与所述转轴锥齿的齿牙相对。

优选为，所述外壳内设置切换单元，所述切换单元包括固定设置在所述外壳内的滑轨，所述滑轨上滑动连接滑块，所述滑块的一侧固定设置驱动电机，所述驱动电机的电机轴上同轴固定设置主动锥齿，所述主动锥齿与所述轴套锥齿和所述转轴锥齿中的一个啮合；

还包括设置在所述外壳内的电动推杆，所述电动推杆的固定端与所述外壳固定连接，活动端与所述滑块固定连接。

优选为，所述取样桶的上端内壁上设置内螺纹，所述取样桶的下端设置外螺纹，相邻的两个所述取样桶螺纹连接，所述外壳的下端设置外螺纹，所述外壳与最上方的取样桶螺纹连接。

优选为，位于最下方的所述取样单元的下端设置倒锥形的配重块，所述配重块的上表面设置内螺纹，所述配重块与所述取样桶螺纹连接，所述配重块的中部设置沉孔，所述沉孔与所述转轴同轴。

优选为，每个所述取样桶的侧壁下端均设置一个带开关的排料阀，所述排料阀与所述取样桶的内部连通。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：可实现对不同深度的石油进行取样，可实现对储存罐中的石油进行有效的监控；并且能够一次性取样不同深度的石油样本，相较于传统的取样方式，具有效率高，取样准确的特点，同时简化了取样的过程，提高了取样的效率。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图。

图2为本发明实施例的采样机构示意图。

图3为本发明实施例的采样机构的剖视图。

图4为图3的A部分放大示意图。

图5为本发明实施例的采样单元示意图。

其中，附图标记为：1、驱动机构；1-1、支撑架；1-2、通道；1-3、卷扬机；1-4、钢丝绳；2、取样机构；2-1、取样单元；2-11、取样桶；2-12、采样口；2-13、旋转件；2-14、转筒；2-15、挡板；2-16、从动齿轮；2-2、控制单元；2-21、外壳；2-22、转轴；2-23、转轴锥齿；2-24、主动齿轮；2-3、调节单元；2-31、轴套；2-32、调节块；2-33、推力滚子轴承；2-34、轴套锥齿；2-4、切换单元；2-41、滑轨；2-42、滑块；2-43、驱动电机；2-44、主动锥齿；2-45、电动推杆；2-5、配重块；2-51、沉孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

参见图1至图5，本发明提供一种基于无线传输的石油监测取样装置，包括用于进行不同层次取样的取样机构2，以及用于控制取样机构2移动的驱动机构1，驱动机构1包括支撑架1-1，支撑架1-1的中部设置贯穿的通道1-2，支撑架1-1的上表面固定设置卷扬机1-3，卷扬机1-3的卷筒位于通道1-2的上方，卷筒上缠绕钢丝绳1-4，钢丝绳1-4贯穿通道1-2并延伸到支撑架1-1的下方，钢丝绳1-4延伸到支撑架1-1下方的一端固定设置取样机构2；

取样机构2包括若干首尾依次连接的取样单元2-1，位于最上方的一个取样单元2-1上固定设置控制单元2-2，控制单元2-2与钢丝绳1-4的一端固定连接。

取样单元2-1包括圆形筒状的取样桶2-11，取样桶2-11的侧壁上开设采样口2-12，取样桶2-11内转动设置旋转件2-13，旋转件2-13包括转筒2-14，转筒2-14与取样桶2-11转动连接，转筒2-14的一侧通过支架固定设置弧形的挡板2-15，挡板2-15的外表面与取样桶2-11的内壁紧贴。

通过不同的取样单元2-1中的旋转件2-13进行旋转，挡板2-15转离采样口2-12，储油桶内的石油经过采样口2-12进入取样桶2-11中，在挡板2-15沿取样桶2-11的内壁进行旋转一周后，挡板2-15对采样口2-12进行封堵，实现对当前层次的石油进行取样。

每个取样桶2-11的侧壁上均设置一个深度传感器，当某一个取样桶2-11进行工作时，在工作位取样桶2-11上的深度传感器记录下取样的深度，并传输至接收终端，通过深度传感器记录每个取样桶2-11的取样深度，提高取样过程的规范化。

每个转筒2-14内均固定设置一个从动齿轮2-16，三个从动齿轮2-16自上而下依次设置在转筒2-14的上部、中部和下部。

控制单元2-2包括与最上方的取样单元2-1连接的外壳2-21，外壳2-21内部中空，外壳2-21朝取样单元2-1的一侧设置转轴2-22，转轴2-22延伸至最下方的取样单元2-1内，转轴2-22的上端同轴设置转轴锥齿2-23，转轴2-22能够随转轴锥齿2-23进行旋转且转轴2-22能够沿转轴锥齿2-23的轴线进行轴向移动，转轴锥齿2-23与外壳2-21的内壁转动连接；

转轴2-22上同轴固定设置若干个主动齿轮2-24，主动齿轮2-24至少与一个从动齿轮2-16啮合。

通过主动齿轮2-24与不同的从动齿轮2-16啮合时，转轴2-22通过从动齿轮2-16带动不同的旋转件2-13进行转动，从而使不同的采样单元进行工作。

转轴2-22的上端设置调节单元2-3，调节单元2-3包括转动设置在外壳2-21内的轴套2-31，轴套2-31的内壁上设置内螺纹，轴套2-31内螺纹连接调节块2-32，调节块2-32的下端固定设置推力滚子轴承2-33，推力滚子轴承2-33的两个垫圈分别与调节块2-32的下表面和转轴2-22的上表面固定连接，推力滚子轴承2-33能够承载调节块2-32驱动转轴2-22轴向移动的轴向载荷，同时在转轴2-22旋转的过程中不影响调节块2-32的状态，提高装置使用的稳定性。

轴套2-31的外表面同轴固定设置轴套锥齿2-34，轴套锥齿2-34与转轴锥齿2-23的齿牙相对。

外壳2-21内设置切换单元2-4，切换单元2-4包括固定设置在外壳2-21内的滑轨2-41，滑轨2-41上滑动连接滑块2-42，滑块2-42的一侧固定设置驱动电机2-43，驱动电机2-43的电机轴上同轴固定设置主动锥齿2-44，主动锥齿2-44与轴套锥齿2-34和转轴锥齿2-23中的一个啮合；

还包括设置在外壳2-21内的电动推杆2-45，电动推杆2-45的固定端与外壳2-21固定连接，活动端与滑块2-42固定连接。

通过电动推杆2-45带动滑块2-42进行上下移动，从而带动驱动电机2-43进行往复移动，从而使主动锥齿2-44分别与轴套锥齿2-34和转轴锥齿2-23中的一个啮合，当通过主动锥齿2-44与转轴锥齿2-23啮合时，驱动电机2-43带动转轴2-22进行转动，此时转轴2-22上的一个主动齿轮2-24与其中一个从动齿轮2-16啮合，转轴2-22带动旋转件2-13进行转动，挡板2-15旋转离开采样口2-12后，石油经过采样口2-12进入采样桶内，旋转件2-13旋转一周，采样口2-12封闭，完成当前层次石油的采样；

当主动锥齿2-44与轴套锥齿2-34啮合时，驱动电机2-43带动轴套锥齿2-34旋转，轴套锥齿2-34带动轴套2-31进行转动，进而带动调节块2-32进行上下移动，通过推力滚子轴承2-33驱动转轴2-22进行轴向的移动，使转轴2-22上的主动齿轮2-24去匹配不同的从动齿轮2-16。

取样桶2-11的上端内壁上设置内螺纹，取样桶2-11的下端设置外螺纹，相邻的两个取样桶2-11螺纹连接，外壳2-21的下端设置外螺纹，外壳2-21与最上方的取样桶2-11螺纹连接。相邻的两个取样桶2-11之间通过螺纹连接，便于后期对取样桶2-11进行拆卸，拆卸后便于对取样桶2-11进行清洗。

位于最下方的取样单元2-1的下端设置倒锥形的配重块2-5，配重块2-5能够使取样单元2-1在石油中始终保持竖直的状态，配重块2-5的上表面设置内螺纹，配重块2-5与取样桶2-11螺纹连接，配重块2-5的中部设置沉孔2-51，沉孔2-51与转轴2-22同轴，沉孔2-51可以在转轴2-22进行轴向移动时，能够插入沉孔2-51内，提高转轴2-22的轴向移动的行程。

每个取样桶2-11的侧壁下端均设置一个带开关的排料阀，排料阀与取样桶2-11的内部连通。需要取出取样桶2-11内的石油时，打开排料阀，将石油从取样桶2-11内流向专门的容器中，等待对石油进行检测。

本发明使用时，将支撑架1-1架设在储油罐顶部的量油口的上方，通道1-2与量油口对应，将取样机构2通过量油口下放至储油罐内，首先通过卷扬机1-3将取样机构2下放至距石油液面六分之一处此处的六分之一指石油储罐内的石油总高度的六分之一，主动锥齿2-44与转轴锥齿2-23啮合，最上方的主动齿轮2-24与最上方的取样单元2-1中的从动齿轮2-16啮合，驱动电机2-43带动转轴2-22进行旋转，从而带动旋转件2-13进行转动，每个取样单元内设置角度传感器，角度传感器的感应端与电动推杆2-45形成控制回路，当角度传感器监测到旋转件2-13旋转一周后，电动推杆2-45带动驱动电机2-43移动，使主动锥齿2-44与轴套锥齿2-34啮合，此时驱动电机2-43通过调节单元2-3带动转轴2-22向下移动，在转轴2-22进行轴向移动的过程中，卷扬机1-3启动，将取样机构2下放至距石油液面二分之一处，此时转轴2-22移动至中部主动齿轮2-24与中部从动齿轮2-16啮合，继而对中层的石油进行取样，中层石油取样结束后，取样机构2向下移动至距石油液面六分之五处，转轴2-22移动至下部主动齿轮2-24与下部从动齿轮2-16啮合，对底部的石油进行取样，底部石油取样结束后，卷扬机1-3带动取样机构2移动至储油罐的量油口处，然后由工作人员将石油装入指定的容器并做好标记，等待对石油进行检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于无线传输的石油监测取样装置，其特征在于，包括用于进行不同层次取样的取样机构（2），以及用于控制取样机构（2）移动的驱动机构（1），所述驱动机构（1）包括支撑架（1-1），所述支撑架（1-1）的中部设置贯穿的通道（1-2），所述支撑架（1-1）的上表面固定设置卷扬机（1-3），所述卷扬机（1-3）的卷筒位于所述通道（1-2）的上方，所述卷筒上缠绕钢丝绳（1-4），所述钢丝绳（1-4）贯穿所述通道（1-2）并延伸到所述支撑架（1-1）的下方，所述钢丝绳（1-4）延伸到所述支撑架（1-1）下方的一端固定设置取样机构（2）；

所述取样机构（2）包括若干首尾依次连接的取样单元（2-1），位于最上方的一个所述取样单元（2-1）上固定设置控制单元（2-2），所述控制单元（2-2）与所述钢丝绳（1-4）的一端固定连接；

所述取样单元（2-1）包括圆形筒状的取样桶（2-11），所述取样桶（2-11）的侧壁上开设采样口（2-12），所述取样桶（2-11）内转动设置旋转件（2-13），所述旋转件（2-13）包括转筒（2-14），所述转筒（2-14）与所述取样桶（2-11）转动连接，所述转筒（2-14）的一侧通过支架固定设置弧形的挡板（2-15），所述挡板（2-15）的外表面与所述取样桶（2-11）的内壁紧贴；

每个所述转筒（2-14）内均固定设置一个从动齿轮（2-16），三个所述从动齿轮（2-16）自上而下依次设置在所述转筒（2-14）的上部、中部和下部；

所述控制单元（2-2）包括与最上方的取样单元（2-1）连接的外壳（2-21），所述外壳（2-21）内部中空，所述外壳（2-21）朝所述取样单元（2-1）的一侧设置转轴（2-22），所述转轴（2-22）延伸至最下方的所述取样单元（2-1）内，所述转轴（2-22）的上端同轴设置转轴锥齿（2-23），所述转轴（2-22）能够随所述转轴锥齿（2-23）进行旋转且所述转轴（2-22）能够沿所述转轴锥齿（2-23）的轴线进行轴向移动，所述转轴锥齿（2-23）与所述外壳（2-21）的内壁转动连接；

所述转轴（2-22）上同轴固定设置若干个主动齿轮（2-24），所述主动齿轮（2-24）至少与一个所述从动齿轮（2-16）啮合。

2.根据权利要求1所述的基于无线传输的石油监测取样装置，其特征在于，所述转轴（2-22）的上端设置调节单元（2-3），所述调节单元（2-3）包括转动设置在所述外壳（2-21）内的轴套（2-31），所述轴套（2-31）的内壁上设置内螺纹，所述轴套（2-31）内螺纹连接调节块（2-32），所述调节块（2-32）的下端固定设置推力滚子轴承（2-33），所述推力滚子轴承（2-33）的两个垫圈分别与所述调节块（2-32）的下表面和所述转轴（2-22）的上表面固定连接。

3.根据权利要求2所述的基于无线传输的石油监测取样装置，其特征在于，所述轴套（2-31）的外表面同轴固定设置轴套锥齿（2-34），所述轴套锥齿（2-34）与所述转轴锥齿（2-23）的齿牙相对。

4.根据权利要求3所述的基于无线传输的石油监测取样装置，其特征在于，所述外壳（2-21）内设置切换单元（2-4），所述切换单元（2-4）包括固定设置在所述外壳（2-21）内的滑轨（2-41），所述滑轨（2-41）上滑动连接滑块（2-42），所述滑块（2-42）的一侧固定设置驱动电机（2-43），所述驱动电机（2-43）的电机轴上同轴固定设置主动锥齿（2-44），所述主动锥齿（2-44）与所述轴套锥齿（2-34）和所述转轴锥齿（2-23）中的一个啮合；

还包括设置在所述外壳（2-21）内的电动推杆（2-45），所述电动推杆（2-45）的固定端与所述外壳（2-21）固定连接，活动端与所述滑块（2-42）固定连接。

5.根据权利要求4所述的基于无线传输的石油监测取样装置，其特征在于，所述取样桶（2-11）的上端内壁上设置内螺纹，所述取样桶（2-11）的下端设置外螺纹，相邻的两个所述取样桶（2-11）螺纹连接，所述外壳（2-21）的下端设置外螺纹，所述外壳（2-21）与最上方的取样桶（2-11）螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的基于无线传输的石油监测取样装置，其特征在于，位于最下方的所述取样单元（2-1）的下端设置倒锥形的配重块（2-5），所述配重块（2-5）的上表面设置内螺纹，所述配重块（2-5）与所述取样桶（2-11）螺纹连接，所述配重块（2-5）的中部设置沉孔（2-51），所述沉孔（2-51）与所述转轴（2-22）同轴。

7.根据权利要求6所述的基于无线传输的石油监测取样装置，其特征在于，每个所述取样桶（2-11）的侧壁下端均设置一个带开关的排料阀，所述排料阀与所述取样桶（2-11）的内部连通。

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