CN114593364B - 油田输油管内在线气体取样设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及气体取样领域，尤其涉及一种油田输油管内在线气体取样设备。技术问题：现有取样设备难以对输油管内混杂的气体取样，影响原油采集时气体成分数据准确性。技术方案是：一种油田输油管内在线气体取样设备，包括有安装台和分析系统等；安装台上表面左部连接有分析系统。本发明对输油管内夹杂的硫化氢气体与二氧化碳进行取样，整个取样过程保持密封，避免取样气体与外界气体发生混合影响数据的准确性，对气体进行分隔，利用定量气体压强与容积的关系进行气体输送，同时对硫化氢气体进行溶解，确保二氧化碳的纯度，得出输油管中定量原油的二氧化碳及未溶于原油中的硫化氢的成分含量，再配合输气管中的数据得到完整的成分数据。
Description
技术领域
本发明涉及气体取样领域，尤其涉及一种油田输油管内在线气体取样设备。
背景技术
在油田开发过程中，硫化氢气体和二氧化碳气体也随着输油管道一起被输送，虽然硫化氢气体溶于原油，但还是有硫化氢气体与二氧化碳混合在一起。
现有取样设备只仅仅针对输气管道进行气体取样监测，但是输油管道内同样夹杂了部分残留气体，而现有取样设备难以针对输油管进行气体取样，容易造成样品气体中混合空气，样品不纯，得不到准确数据，影响对油井内气体成分的判断。
针对上述问题，现提出一种油田输油管内在线气体取样设备。
发明内容
为了克服现有取样设备难以对输油管内混杂的气体取样，影响原油采集时气体成分数据准确性的缺点，本发明提供一种油田输油管内在线气体取样设备。
技术方案是：一种油田输油管内在线气体取样设备，包括有安装台，气液分离系统和分析系统；安装台上表面右部连接有用于将二氧化碳等气体和原油实现分离的气液分离系统；安装台上表面左部连接有用于对硫化氢进行吸收分离并定压测量其含量的分析系统；气液分离系统与分析系统相连接；
气液分离系统包括有第一支撑架、储油器、连杆架、第一固定座、推挤板、第一电动推杆和密封板；安装台上表面左部固接有第一支撑架；第一支撑架内部下侧固接有储油器；储油器上部左侧连接分析系统；储油器上部滑动式连接有连杆架；连杆架底部固接有第一固定座；第一固定座底部固接有推挤板；第一固定座上部固接有第一电动推杆；第一电动推杆伸缩部固接有密封板。
进一步，推挤板中部开有圆形的孔，且密封板与圆孔之间相互配合形成密封。
进一步，分析系统包括有第一输气管、第一双向阀、气体存储箱、压强检测器、第二电动推杆、活塞、顶杆、U形平衡管、第二支撑架、第三支撑架、第二固定座、储液罐、第二输气管和第二双向阀门；安装台上表面右部固接有第二支撑架；第二支撑架上部固接有气体存储箱；气体存储箱上部固接有第一输气管；第一输气管连通储油器；第一输气管上安装有第一双向阀；气体存储箱内部上侧固接有两个对称的压强检测器；气体存储箱内部下表面固接有两个第二电动推杆；两个第二电动推杆伸缩部固接有活塞；气体存储箱与活塞进行密封式滑动连接；活塞底部固接有顶杆；安装台上表面右部固接有第三支撑架，且第三支撑架位于第二支撑架的右方；第三支撑架上固接有用于显示容积变化的U形平衡管；顶杆可在U形平衡管内部滑动；安装台上表面左部固接有第二固定座，第二固定座位于第二支撑架的后方；第二固定座上方连接有可拆卸更换的储液罐；气体存储箱上部后侧连通有第二输气管；第二输气管上安装有第二双向阀门；第二输气管连通储液罐。
进一步，U形平衡管内注定量显示读数的溶液。
进一步，还包括有动力系统；第一支撑架连接有动力系统；动力系统包括有伺服电机、丝杆、限位杆和移动块；第一支撑架上表面固接有伺服电机；第一支撑架上部转动连接有丝杆；伺服电机输出轴固接丝杆；第一支撑架上部固接有限位杆，且限位杆位于丝杆正前方；丝杆上部旋接有移动块；限位杆上部滑动连接移动块；移动块底部固接连杆架。
进一步，还包括有真空处理系统；安装台上表面后部连接有真空处理系统；真空处理系统包括有固定架、第三输气管、第三双向阀门、真空发生器、第四输气管和第四双向阀门；安装台上表面后部固接有真空发生器；安装台上表面后部固接有固定架，且固定架位于真空发生器左方；固定架固接有第三输气管；第三输气管上安装有第三双向阀门；第三输气管一端连通气体存储箱上部；第三输气管另一端连通真空发生器；固定架固接有第四输气管，且第四输气管位于第三输气管右方；第四输气管上安装有第四双向阀门；第四输气管一端连通储油器中后部；第四输气管另一端连通真空发生器。
进一步，还包括有密封箱和压力传感器；储油器底部密封式固接有密封箱；密封箱上固接有压力传感器。
进一步，压力传感器上表面固接有与储油器保持密封的挡板。
进一步，还包括有第一导油管、第一接头和第一单向阀；储油器上部左侧连通有第一导油管；第一导油管端部固接有第一接头；第一导油管上安装有第一单向阀。
进一步，还包括有第四支撑架、第二导油管、第五双向阀门和第二接头；安装台上表面前部固接有第四支撑架；第四支撑架上固接有第二导油管；第二导油管上安装有第五双向阀门；第二导油管一端固接有第二接头；第二导油管连通储油器前部。
本发明的优点如下：
本发明对输油管内夹杂的硫化氢气体与二氧化碳进行取样，整个取样过程保持密封，避免取样气体与外界气体发生混合影响数据的准确性，对气体进行分隔，利用定量气体压强与容积的关系进行气体输送，同时对硫化氢气体进行溶解，确保二氧化碳的纯度，得出输油管中定量原油的二氧化碳及未溶于原油中的硫化氢的成分含量，再配合输气管中的数据得到完整的成分数据。
附图说明
图1为本发明油田输油管内在线气体取样设备的第一种立体结构示意图；
图2为本发明油田输油管内在线气体取样设备的第一种局部结构剖视图；
图3为本发明油田输油管内在线气体取样设备的第二种局部结构剖视图；
图4为本发明油田输油管内在线气体取样设备的第二种立体结构示意图；
图5为本发明油田输油管内在线气体取样设备的第三种立体结构示意图。
图中零部件名称及序号：1-管道，2-取样阀，3-安装台，4-第一支撑架，5-储油器，6-第一导油管，7-第一接头，8-第一单向阀，9-密封箱，10-压力传感器，11-伺服电机，12-丝杆，13-限位杆，14-移动块，15-连杆架，16-第一固定座，17-推挤板，18-第一电动推杆，19-密封板，20-第一输气管，21-第一双向阀，22-气体存储箱，23-压强检测器，24-第二电动推杆，25-活塞，26-顶杆，27-U形平衡管，28-第二支撑架，29-第三支撑架，30-第二固定座，31-储液罐，32-第二输气管，33-第二双向阀门，34-固定架，35-第三输气管，36-第三双向阀门，37-真空发生器，38-第四输气管，39-第四双向阀门，40-第四支撑架，41-第二导油管，42-第五双向阀门，43-第二接头，A-第一舱室，B-第二舱室，C-第三舱室。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明的实施例中，储液罐31内放置的是乙醇溶液，U形平衡管27内注入的是水。
实施例
一种油田输油管内在线气体取样设备，如图1-5所示，包括有安装台3，气液分离系统和分析系统；安装台3上表面右部连接有气液分离系统；安装台3上表面左部连接有分析系统；气液分离系统与分析系统相连接；
气液分离系统包括有第一支撑架4、储油器5、连杆架15、第一固定座16、推挤板17、第一电动推杆18和密封板19；安装台3上表面左部焊接有第一支撑架4；第一支撑架4内部下侧固接有储油器5；储油器5上部左侧连接分析系统；储油器5上部滑动式连接有连杆架15；连杆架15底部固接有第一固定座16；第一固定座16底部固接有推挤板17；第一固定座16上部固接有第一电动推杆18；第一电动推杆18伸缩部固接有密封板19。
推挤板17中部开有圆形的孔，且密封板19与圆孔之间相互配合形成密封。
分析系统包括有第一输气管20、第一双向阀21、气体存储箱22、压强检测器23、第二电动推杆24、活塞25、顶杆26、U形平衡管27、第二支撑架28、第三支撑架29、第二固定座30、储液罐31、第二输气管32和第二双向阀门33；安装台3上表面右部固接有第二支撑架28；第二支撑架28上部固接有气体存储箱22；气体存储箱22上部固接有第一输气管20；第一输气管20连通储油器5；第一输气管20上安装有第一双向阀21；气体存储箱22内部上侧固接有两个对称的压强检测器23；气体存储箱22内部下表面固接有两个第二电动推杆24；两个第二电动推杆24伸缩部固接有活塞25；气体存储箱22与活塞25进行密封式滑动连接；活塞25底部固接有顶杆26；安装台3上表面右部固接有第三支撑架29，且第三支撑架29位于第二支撑架28的左方；第三支撑架29上固接有用于显示容积变化的U形平衡管27；顶杆26可在U形平衡管27内部滑动；安装台3上表面左部焊接有第二固定座30，第二固定座30位于第二支撑架28的后方；第二固定座30上方连接有可拆卸更换的储液罐31；气体存储箱22上部后侧连通有第二输气管32；第二输气管32上安装有第二双向阀门33；第二输气管32连通储液罐31。
U形平衡管27内注定量显示读数的溶液。
还包括有动力系统；第一支撑架4连接有动力系统；动力系统包括有伺服电机11、丝杆12、限位杆13和移动块14；第一支撑架4上表面固接有伺服电机11；第一支撑架4上部转动连接有丝杆12；伺服电机11输出轴固接丝杆12；第一支撑架4上部固接有限位杆13，且限位杆13位于丝杆12正前方；丝杆12上部旋接有移动块14；限位杆13上部滑动连接移动块14；移动块14底部固接连杆架15。
还包括有真空处理系统；安装台3上表面后部连接有真空处理系统；真空处理系统包括有固定架34、第三输气管35、第三双向阀门36、真空发生器37、第四输气管38和第四双向阀门39；安装台3上表面后部固接有真空发生器37；安装台3上表面后部焊接有固定架34，且固定架34位于真空发生器37左方；固定架34固接有第三输气管35；第三输气管35上安装有第三双向阀门36；第三输气管35一端连通气体存储箱22上部；第三输气管35另一端连通真空发生器37；固定架34固接有第四输气管38，且第四输气管38位于第三输气管35右方；第四输气管38上安装有第四双向阀门39；第四输气管38一端连通储油器5中后部；第四输气管38另一端连通真空发生器37。
还包括有密封箱9和压力传感器10；储油器5底部密封式固接有密封箱9；密封箱9上固接有压力传感器10。
压力传感器10上表面固接有与储油器5保持密封的挡板。
还包括有第一导油管6、第一接头7和第一单向阀8；储油器5上部左侧连通有第一导油管6；第一导油管6端部固接有第一接头7；第一导油管6上安装有第一单向阀8。
还包括有第四支撑架40、第二导油管41、第五双向阀门42和第二接头43；安装台3上表面前部焊接有第四支撑架40；第四支撑架40上固接有第二导油管41；第二导油管41上安装有第五双向阀门42；第二导油管41一端固接有第二接头43；第二导油管41连通储油器5前部。
工作过程：油田输油管内在线气体取样设备整体安装在石油输送的监控站的位置，在使用油田输油管内在线气体取样设备前，以下简称为气体取样设备，检查好第一接头7与取样阀2连接的密封性，同时为气体取样设备接通上电源，随后工作人员启动整个气体取样设备，储油器5内部的推挤板17和密封板19保持密封，使得储油器5内部分为第一舱室A和第二舱室B，而气体存储箱22内则由活塞25分为第三舱室C；率先控制真空发生器37运行，打开第四输气管38上的第四双向阀门39，打开第三输气管35上的第三双向阀门36，真空发生器37通过第四输气管38和第三输气管35将第一舱室A、第二舱室B和第三舱室C内抽至真空，此时两个压强检测器23内显示的气体压强为零，完成气体取样设备的准备工作。
随后控制取样阀2打开，管道1内的原油从第一导油管6内流经第一单向阀8到达储油器5内，储油器5底部的压力传感器10开始对压力计数，在接近取样的定量前，每次取样的原油量在储油器5的高度远低于第四输气管38连接的位置，压力传感器10发出的信号通过控制系统操作取样阀2关闭，此时第一导油管6内的残留原油由于储油器5压强极小而全数经过第一单向阀8到达储油器5内，此时压力传感器10得到准确的数值并记录，由于原油粘稠，内部存在空腔，因此造成储油器5内液面不平整，其液面为倾斜的，此时原油会优先从向倾斜的地方补充，导致气泡向上透出的延后，气泡透出是通过原油向气泡空腔内移动，从而排挤气泡向上移动，使得储油器5内原油静止等待气体透出的时间加长，因此控制伺服电机11运行，同时控制第一电动推杆18运行，第一电动推杆18带动密封板19脱离推挤板17，使得原油内的二氧化碳及硫化氢可从推挤板17的中心圆孔中流出，伺服电机11输出轴带动丝杆12进行转动，丝杆12带动移动块14在限位杆13上向下滑动，而移动块14则带动连杆架15向下移动，跟随移动的推挤板17开始向下移动，推挤板17在接触到原油之后推动原油向低洼处流动，因此原油液面在不平齐时不会漫过推挤板17中心孔洞，在原油液面接近平整时，此时压力传感器10由于推挤板17的推挤作用而数值小变动，此时控制第一电动推杆18运行，第一电动推杆18带动密封板19将推挤板17密封，此时推挤板17和密封板19构成一个完整的塞并向下推挤原油，因此原油内的气泡被压缩在第一舱室A内，使得气体开始想旁侧涌出，而快速控制伺服电机11反转，并使得推挤板17再次打开，由于第一双向阀21的作用，原油中的多余气体就从空洞中快速向上导流，静置一段时间之后，第一电动推杆18带动密封板19将推挤板17密封，随后控制伺服电机11继续反转，而连杆架15向上拉起推挤板17和密封板19，此时第二舱室B的空间不断地被压缩，使得第二舱室B内的气体压强不断增大，因此第二舱室B内的气体只能向第二舱室B内的气体流通，因此加速原油中气体的透出。
第二舱室B内的气压与第三舱室C的压强一致时，控制两个第二电动推杆24运行，两个第二电动推杆24带动活塞25向下移动，此时第三舱室C内的容积不断地增大，而由于第二舱室B内的混合气体不断地向第三舱室C流入，因此两个压强检测器23监测的数据开始出现变化，在两个压强检测器23监测的数值出现明显的下降时，快速关闭第一双向阀21，随后控制两个第二电动推杆24带动活塞25向上移动回至两个压强检测器23监测的数据出现明显变化的位置，同时活塞25移动的位置依靠U形平衡管27的液面高度进行确定，U形平衡管27内液面的变化间接性反应的是第三舱室C内容积的变化，随后记录下压强检测器23的数值，打开第二双向阀门33，使得第三舱室C可以连通储液罐31，由于硫化氢气体比二氧化碳轻，因此更多的硫化氢气体向储液罐31流动，硫化氢气体溶解在储液罐31内的乙醇溶液中，静置一端时间之后压强检测器23的数值不再变化，记录下数值，随后利用真空发生器37将第三舱室C抽至真空，二次让第二舱室B的残留气体流入，再次静置，调整第三舱室C的容积变化，并记录压强检测器23的数值，使得硫化氢更多地被溶解；最后保持第二舱室B和第三舱室C连通，记录下压强检测器23的数值，气体在线取样的成分分析则可根据压强检测器23的数值及对应的容积变化算出原油中含有的未溶解的硫化氢及二氧化碳的含量。
完成数据的抽样之后，控制伺服电机11运行，打开第五双向阀门42，并打开接通第二接头43的管道1上的回流阀，储油器5内部的原油在推挤板17和密封板19的推挤之下从第二导油管41内排出，实现储油器5内部原油的回流。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种油田输油管内在线气体取样设备，包括有安装台（3），其特征在于，还包括有气液分离系统和分析系统；安装台（3）上表面右部连接有用于将二氧化碳等气体和原油实现分离的气液分离系统；安装台（3）上表面左部连接有用于对硫化氢进行吸收分离并定压测量其含量的分析系统；气液分离系统与分析系统相连接；
气液分离系统包括有第一支撑架（4）、储油器（5）、连杆架（15）、第一固定座（16）、推挤板（17）、第一电动推杆（18）和密封板（19）；安装台（3）上表面左部固接有第一支撑架（4）；第一支撑架（4）内部下侧固接有储油器（5）；储油器（5）上部左侧连接分析系统；储油器（5）上部滑动式连接有连杆架（15）；连杆架（15）底部固接有第一固定座（16）；第一固定座（16）底部固接有推挤板（17）；第一固定座（16）上部固接有第一电动推杆（18）；第一电动推杆（18）伸缩部固接有密封板（19）；
推挤板（17）中部开有圆形的孔，且密封板（19）与圆孔之间相互配合形成密封；
分析系统包括有第一输气管（20）、第一双向阀（21）、气体存储箱（22）、压强检测器（23）、第二电动推杆（24）、活塞（25）、顶杆（26）、U形平衡管（27）、第二支撑架（28）、第三支撑架（29）、第二固定座（30）、储液罐（31）、第二输气管（32）和第二双向阀门（33）；安装台（3）上表面右部固接有第二支撑架（28）；第二支撑架（28）上部固接有气体存储箱（22）；气体存储箱（22）上部固接有第一输气管（20）；第一输气管（20）连通储油器（5）；第一输气管（20）上安装有第一双向阀（21）；气体存储箱（22）内部上侧固接有两个对称的压强检测器（23）；气体存储箱（22）内部下表面固接有两个第二电动推杆（24）；两个第二电动推杆（24）伸缩部固接有活塞（25）；气体存储箱（22）与活塞（25）进行密封式滑动连接；活塞（25）底部固接有顶杆（26）；安装台（3）上表面右部固接有第三支撑架（29），且第三支撑架（29）位于第二支撑架（28）的右方；第三支撑架（29）上固接有用于显示容积变化的U形平衡管（27）；顶杆（26）可在U形平衡管（27）内部滑动；安装台（3）上表面左部固接有第二固定座（30），第二固定座（30）位于第二支撑架（28）的后方；第二固定座（30）上方连接有可拆卸更换的储液罐（31）；气体存储箱（22）上部后侧连通有第二输气管（32）；第二输气管（32）上安装有第二双向阀门（33）；第二输气管（32）连通储液罐（31）；
还包括有真空处理系统；安装台（3）上表面后部连接有真空处理系统；真空处理系统包括有固定架（34）、第三输气管（35）、第三双向阀门（36）、真空发生器（37）、第四输气管（38）和第四双向阀门（39）；安装台（3）上表面后部固接有真空发生器（37）；安装台（3）上表面后部固接有固定架（34），且固定架（34）位于真空发生器（37）左方；固定架（34）固接有第三输气管（35）；第三输气管（35）上安装有第三双向阀门（36）；第三输气管（35）一端连通气体存储箱（22）上部；第三输气管（35）另一端连通真空发生器（37）；固定架（34）固接有第四输气管（38），且第四输气管（38）位于第三输气管（35）右方；第四输气管（38）上安装有第四双向阀门（39）；第四输气管（38）一端连通储油器（5）中后部；第四输气管（38）另一端连通真空发生器（37）；
还包括有密封箱（9）和压力传感器（10）；储油器（5）底部密封式固接有密封箱（9）；密封箱（9）上固接有压力传感器（10）。
2.根据权利要求1所述的一种油田输油管内在线气体取样设备，其特征在于，U形平衡管（27）内注定量显示读数的溶液。
3.根据权利要求1所述的一种油田输油管内在线气体取样设备，其特征在于，还包括有动力系统；第一支撑架（4）连接有动力系统；动力系统包括有伺服电机（11）、丝杆（12）、限位杆（13）和移动块（14）；第一支撑架（4）上表面固接有伺服电机（11）；第一支撑架（4）上部转动连接有丝杆（12）；伺服电机（11）输出轴固接丝杆（12）；第一支撑架（4）上部固接有限位杆（13），且限位杆（13）位于丝杆（12）正前方；丝杆（12）上部旋接有移动块（14）；限位杆（13）上部滑动连接移动块（14）；移动块（14）底部固接连杆架（15）。
4.根据权利要求1所述的一种油田输油管内在线气体取样设备，其特征在于，压力传感器（10）上表面固接有与储油器（5）保持密封的挡板。
5.根据权利要求1所述的一种油田输油管内在线气体取样设备，其特征在于，还包括有第一导油管（6）、第一接头（7）和第一单向阀（8）；储油器（5）上部左侧连通有第一导油管（6）；第一导油管（6）端部固接有第一接头（7）；第一导油管（6）上安装有第一单向阀（8）。
6.根据权利要求5所述的一种油田输油管内在线气体取样设备，其特征在于，还包括有第四支撑架（40）、第二导油管（41）、第五双向阀门（42）和第二接头（43）；安装台（3）上表面前部固接有第四支撑架（40）；第四支撑架（40）上固接有第二导油管（41）；第二导油管（41）上安装有第五双向阀门（42）；第二导油管（41）一端固接有第二接头（43）；第二导油管（41）连通储油器（5）前部。
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