CN212432616U - 井口取样装置及井口取样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种井口取样装置及井口取样系统。本实用新型的井口取样装置包括取样瓶，取样瓶的进液口连接有进液管，进液管用于与采油树连接、并且进液管设有用于控制进液管液体流量的进液阀，取样瓶的出液口连接有出液管，出液管包括出水支管以及出样支管，出水支管设置有用于控制出水支管流量的出水阀，出样支管设置有用于控制出样支管流量的出样阀。本实用新型还提供一种井口取样系统，其包括油气井、采油树、取样车以及如上的井口取样装置，取样车用于存放样品收集容器以及废液收集容器。通过井口取样装置接收从采油树流出的液体，将液体中多余的水排出井口取样装置外，使井口取样装置内部样品符合规定样品需求，减轻工人劳动强度，提高取样效率。

Description

井口取样装置及井口取样系统

技术领域

本实用新型属于油气开采技术领域，具体涉及一种井口取样装置及井口取样系统。

背景技术

油气井是人类勘探与开发地下石油与天然气资源必须的物质通道。在油气田开发的过程中，需要定期对油气井内液体进行取样检测，监测液体的变化特征，根据液体的变化特征指导生产。但是油气田在开发的后期，油气井通常为高含水情况，从油气井内取出的样品含水量过高。

通常情况下工人使用5L容器进行取样，在井口取满样品后将容器上部的油倒入另一5L容器中，将容器下部的水倒掉，重复取样，直至获得符合要求的样品。

然而，通过现有的这种方式进行取样，劳动强度大，消耗时间长，效率低。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有油气井取样过程中，人为将样品中的水与油进行分离，取样劳动强度大，消耗时间长，效率低的问题。

本实用新型提供一种井口取样装置，包括取样瓶，用于对从采油树取到的样品进行油水分离；所述取样瓶的进液口连接有进液管，所述进液管用于与采油树连接、并且所述进液管设有用于控制所述进液管液体流量的进液阀；所述取样瓶的出液口连接有出液管，所述出液管包括出水支管以及出样支管，所述出水支管设置有用于控制所述出水支管流量的出水阀，所述出样支管设置有用于控制所述出样支管流量的出样阀；所述出水阀被配置成晚于所述进液阀并早于所述出样阀打开；所述出样阀被配置成在所述取样瓶中油的含量达到预设值后再打开。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，所述取样瓶由透明或者半透明材料制作而成。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，所述取样瓶形成为球状容器。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，所述进液管的管径被配置成大于所述出水支管的管径。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，所述出水阀和出样阀的至少一个被配置为管堵。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，还包括控制器，所述进液阀、出水阀和出样阀为与所述控制器通信连接的电磁阀，所述控制器用于控制所述进液阀、出水阀和出样阀的开闭状态。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，还包括样品收集容器，所述样品收集容器设置于所述出样支管的末端，用于收集从所述出样支管流出的样品。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，所述样品收集容器的进样口与所述出样支管通过连通管连接。

在上述井口取样装置的一个可选实施方案中，还包括废液收集容器，所述废液收集容器的进水口与所述出水支管通过废液排出管连接；所述废液收集容器的排水口设置有排水阀。

本实用新型还提供一种井口取样系统，包括油气井、采油树、取样车以及如上所述的井口取样装置，所述取样车用于存放样品收集容器以及废液收集容器。

本领域人员能够理解的是，本实用新型提供的井口取样装置，包括用于对采油树渠道的样品进行油水分离的取样瓶，取样瓶的进液口连接有与采油树连接的进液管，取样瓶的出液口连接有包括出水支管与出样支管的出液管，进液管、出水支管与出样支管分别设置有进液阀、出水阀与出样阀，出水阀被配置成晚于进液阀并早于出样阀打开，出样阀被配置成取样瓶中油的含量达到预设值后打开。通过设置取样瓶以及控制进液阀、出水阀以及出样阀实现多余废水排出以及样品获取，劳动强度低，取样效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种井口取样装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的另一种井口取样装置结构示意图；

图3为本实用新型提供的再一种井口取样装置结构示意图；

图4为本实用新型提供的又一种井口取样装置结构示意图；

图5为本实用新型提供的井口取样装置与控制器结构示意图；

图6为本实用新型提供的井口取样装置与样品收集容器以及废液收集容器结构示意图；

图7为本实用新型提供的井口取样系统结构示意图。

附图标记说明：

1-井口取样装置； 2-控制器；

11-取样瓶； 3-样品收集容器；

111-刻度； 4-连通管；

12-进液管； 5-废液收集容器；

13-进液阀； 51-排水阀；

14-出液管； 6-油气井；

141-出水支管； 7-采油树；

142-出样支管； 71-生产立管；

15-出水阀； 8-取样车；

16-出样阀； 9-废液排出管。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构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实用新型的限制。

在油气田开发的过程中，需要定期对油气井内的液体进行取样检测。油气田在开发的后期，油气井通常为高含水的情况，从油气井内取出的样品含水量过高，能达到90％以上，不符合送检样品的要求，需要人为的将取出样品中的水与油进行分离，满足送检样品需求，然而人为取样的方式劳动强度大，消耗的时间长，效率低。

如果能够将从油气井内取出的样品，在取样容器中连续不断的将样品中多余的水分排出，就可以连续取样，直到取样容器中留存的油满足送检需求，这样将会节省人为分离样品中的水与油，可以有效提高效率。

有鉴于此，发明人设计一种井口取样装置来承接从油气井中抽出的液体，井口取样装置包括取样瓶，取样瓶的进液口连接有进液管并在进液管设置用于控制进液管液体流量的进液阀，取样瓶的出液口连接出水支管以及出样支管并分别设置出水阀与出样阀，液体进入取样瓶中，由于油水分离作用产生分层，多余的水分从出水支管排出，待取样瓶中液体满足送检样品需求，关闭进液阀与出水阀后即可从出样支管取出取样瓶中符合要求的样品。

实施例一

图1为本实施例提供的一种井口取样装置结构示意图，图2为本实施例提供的另一种井口取样装置结构示意图，图3为本实施例提供的再一种井口取样装置结构示意图，图4为本实施例提供的又一种井口取样装置结构示意图。

如图1-4所示，井口取样装置1包括用于对采油树取到的样品进行油水分离的取样瓶11，具体而言，从采油树7中流出的液体从取样瓶11的进液口进入取样瓶11内部腔体，并在取样瓶11内从上往下流的过程中进行油水分离，分层后的废水从取样瓶11的出水口排出到取样瓶11外。取样瓶11可以采用多种结构，示例性地，取样瓶11为直筒状结构。

需要说明的是，这里的废水指含有杂质的水以及多余的水，下文以水为例，但不应视为是对保护范围的具体限制。

在一些可实现方式中，取样瓶11可以设置成底部直径逐渐减小的近似于漏斗状的瓶体，示例性地，如图1所示，取样瓶11设置成球形形状，或者，将取样瓶11设置成图3中示出的锥形形状。通过将取样瓶11设置成底部直径逐渐减小的瓶体，可以方便工作人员控制取样瓶11中油水分界面的高度，便于实现较佳的油水分离效果，将取样瓶11中多余的水排出，也即是说，相较于直筒状结构的取样瓶11，从底部直径逐渐减小的取样瓶11中排出相同体积的水时，底部直径逐渐减小的取样瓶11中油水分界面下降高度大，通过控制底部直径逐渐减小的取样瓶11中油水分界面高度可以更加精确控制多余废水的排出量。

在一些可实现方式中，取样瓶11由透明或者半透明的材料制成。使用透明或者半透明的材料制成取样瓶11，可以方便工作人员能够直观观测到取样瓶11内部油水分界面以及液体液面的具体高度，从而判定取样瓶11中液体是否满足送检要求。

较佳的，如图4所示，取样瓶11的侧壁上设置有刻度111，通过在取样瓶11侧壁上设置刻度111，可以使工作人员能够准确判定取样瓶11内部油水分界面以及液体液面的准确高度，进一步准确排出取样瓶11中多余的废水。

值得注意的是，取样瓶11的材料应该能够满足压力要求，也即是说，从采油树进入到取样瓶11中的液体带有一定压力，取样瓶11需要满足在压力条件下不会产生裂缝或变形，至于取样瓶11能够承受的最大压力值需要根据油气井6的井口处的压力来决定。本实施例此处对于取样瓶11的具体材料并不限制，本领域工作人员可根据实际需求进行确定。

参照图1-4，取样瓶11的顶部设置有进水口，取样瓶11进水口处连接有筒状结构的进液管12，具体而言，进液管12一端连接取样瓶11进液口，进液管12另一端连接采油树。进液管12与取样瓶11可以采用多种连接方式，示例性地，将进液管12与取样瓶11制成一体件。进液管12设置有进液阀13，进液管12与进液阀13可以采用多种连接方式。示例性地，当进液阀13为管堵时，进液管12与进水阀之间可以采用螺纹连接，并在液管12与进液阀13之间的连接处设置密封圈或密封胶等将二者密封，该密封圈或者密封胶可以设于管堵的表面。或者，进液阀13也可以是闸阀或者截止阀等，其可以通过安装座安装于进液管12。

需要说明的是，这里的“筒状结构”当作广义理解，即筒状结构的横截面不限于圆形，且筒状结构的各横截面尺寸可以相等或不等。以图1-4为例，筒状结构的轴线大体沿图中所示的上下方向延伸。

通过设置进液管12与进液阀13可以实现控制从进液管12流入到取样瓶11中的液体流量，工作人员控制进液阀13的开合大小即可控制取样瓶内部液体液面高度以及油水分界面高度，这将在下文的描述中变得明显。

继续参照图1-4，取样瓶11的底部设置有出液口，取样瓶11的出液口连接有出液管14，出液管14包括出水支管141以及出样支管142，出水支管141设置有用于控制出水支管141流量的出水阀15，出样支管142设置有用于控制出样支管142流量的出样阀16，出水支管141以及出样支管142皆为筒状结构，出水支管141与出水阀15间的连接方式以及出样支管142与出样阀16间的连接方式与上文中进水管与进水阀间的连接方式相同，本实施例此处不再描述。

通过设置出水支管141排出取样瓶中多余的水，设置出样支管142获取取样瓶中符合样品规定的样品，容易理解的是，这里的样品可以为油样也可以为水样与油样的混合的样品。

在一些可实现方式中，如图1所示，位于取样瓶11底部的出液口数量为一个，出水支管141与出样支管142顶部与出液口三通连接，具体而言，出水支管141沿图1中上下方向设置，出水支管141顶部与取样瓶11出液口连接，出水支管141底部连接出水阀15，出水支管141侧壁靠上方设置有开口，出样支管142一端与出水支管141侧壁连接并与开口相通，出样支管142另一端连接出样阀16。

在另一种可实现方式中，如图2所示，位于取样瓶11底部的出液口数量为两个，出水支管141与出样支管142分别与两个出液口连通，具体而言，出水支管141顶部与取样瓶11连接并与一个出液口连通，出样支管142顶部与取样瓶11连接并与另一个出液口连通。

在一些可实现方式中，将进液管12的管径配置成大于出水支管141的管径，也即是说，当进液管12与出水支管141不存在封堵的情况下，同一时间内从进液管12流入取样瓶11的液体多于从出水支管141流出的水，此时，使用取样瓶11取样的过程中可以同时打开进液阀13与出水阀15，同一时间内流入取样瓶内的液体多余从取样瓶流出的液体，在取样瓶11内部逐渐积蓄液体，积蓄的液体在油水分离作用下分层，密度低的油液位于液体上层，密度高的水位于液体下层，油液与水之间形成一个分界面，随着取样瓶11内部液体积蓄越来越多，油液与水之间分界面以及液体的液面逐渐上升，当上升到一定高度后通过控制进液阀13与出水阀15实现控制进液管12与出水支管141液体流速，当进液管12流速大于出水支管141流速时，油液与水之间分界面上升，当进液管12流速小于出水支管141流速时，油液与水之间分界面下降。

在一些可实现方式中，可以将出水阀15配置成管堵，也即是说，出水支管141只能设置成连通或者封堵两种状态，在取样瓶11获取样品的过程中，工作人员只需要控制进液阀13开合大小即控制进液管12处流量大小，即可获得所需样品。相较于调节进液阀13与两个阀门操作更加简便。

在另一可实现方式中，也可以将出样阀16配置成管堵，也即是说，出样支管142只能设置成连通或者封堵两种状态，当取样瓶11内液体满足规定样品需求后，关闭进液阀13与出水阀15，打开出样阀16即打开出样支管142的管堵后，即可从出样支管142处获取取样瓶11内部液体样品。

需要指出的是，将进液阀13、出水阀15、出样阀16等配置成管堵的形式可以减低成本，简化操作。

图5为本实施例提供的井口取样装置与控制器结构示意图。如图5所示，可以采用电磁阀作为进液阀13、出水阀15与出样阀16，进液阀13、出水阀15和出样阀16与控制器2通信连接，也即是说，进液阀13、出水阀15和出样阀16可以与控制器2有线电连接，也可以与控制器2无线信号连接。进液阀13、出水阀15和出样阀16可以分别与不同的控制器2通信连接，也可以与同一个控制器2通信连接。本实施例此处对于电磁阀与控制器2的具体结构并不做限制，本领域工作人员可根据实际需要选择任意合适的电磁阀与控制器2，当然，也可以选择市面上现有的电磁阀与控制器2。

以下简要介绍井口取样装置1的工作过程，以便本领域工作人员能够更好的理解本实施例的方案。

将井口取样装置1连接在采油树上，保证从采油树流出的液体可以从进液管12流入取样瓶11内部，此时进液阀13、出水阀15与出样阀16皆为关闭状态，先打开进液阀13后打开出水阀15，(若进液管12管径大于出水支管141管径，可以同时打开进液阀13与出水阀15)使取样瓶11内部积存一定量液体。取样瓶11内部积存的液体在油水分离的作用下油与水分离，密度小的油液位于上层，密度大的水位于下层，液体中产生油液与水的分界面，此时从进液管12进入的液体中油停留在上层油层中，液体中的水穿过油液与水的分界面进入到下层水层中，多余的水从出水支管141排出取样瓶11外。通过控制进液阀13与出水阀15的开合大小进而控制进液管12与出水支管141的流量大小实现控制油液与水的分界面以及液体液面位于取样瓶11内部高度，当进液管12流量大于出水支管141流量时，油液与水的分界面上升，当进液管12流量小于出水支管141流量时，油液与水的分界面下降。当液体液面以及油液与水的分界面分别达到预设高度即取样瓶11中油的含量达到预设值后关闭进液阀13与出水阀15，从出样支管142处获取取样瓶11中符合规定的样品。

此处液体液面以及油液与水的分界面达到的预设高度根据规定样品含量进行确定。以球状容器的取样瓶11为例，若规定样品中油与水的含量为1:1，可以将液体液面的预设高度设置为取样瓶顶部，将油与水的分界面达到的预设高度设置为取样瓶11的二分之一处。当液体液面高度与油与水的分界面高度同时达到预设高度时，取样瓶11内部油的含量达到的预设值为取样瓶容积的一半。

实施例二

图6为本实施例提供的井口取样装置与样品收集容器以及废液收集容器结构示意图。如图6所示，在实施例一的基础上设置样品收集容器3，样品收集容器3设置于出样支管142的末端，收集从出样支管142流出的样品。

样品收集容器3结构并非限制性的，示例性地，样品收集容器3可以为具有预设容积的桶体，其中，预设的容积可以为5L，但不限于此，本领域人员可根据实际需要进行设定。

在一些可实现方式中，样品收集容器3的进样口与出样支管142通过连通管4连接，连通管4的一端与出样支管142紧固连接，示例性地，连通管4与出样支管142螺纹连接。连通管4的另一端与样品收集容器3可拆卸连接，示例性地，连通管4的另一端与样品收集容器3的进样口插接。

通过使用样品收集容器3专门收集取样瓶11中符合规定的样品，工作人员可直接将收集有样品的样品收集容器3直接送检。

在另一些可实现方式中，如图6所示，还包括废液收集容器5，废液收集容器5的进水口与出水支管141通过废液排出管9连接，具体而言，废液排出管9一端与出水支管141紧固连接，废液排出管9另一端与废液收集容器5的进水口紧固连接，紧固连接的具体方式可以为螺纹连接也可以为其他连接方式。废液收集容器5的排水口设置有排水阀51，排水阀51可以为球阀或蝶阀等手动开关阀门，也可以采用电磁阀等电动开关阀门。

较佳的，废液收集容器5可以设置为具有较大容量的废液存储桶，可存储较多的废水，可供多次取样操作使用。

目前，在进行取样的过程中，操作人员会使用5L的容器，例如采用5L的塑料壶进行采样。首先在井口取满5L的样品后，将容器中上面的油倒入另一容器中，将剩下的水倒掉，但是水中含有其他溶解的物质，直接倒掉会造成环境的污染。通过使用废液收集容器5收集取样瓶11中排出的多余的水，即从取样瓶11排出的废水可以通过废水排出管9流入废液收集容器5中进行统一存储，以便取样结束后能够统一处理排出的废水。废液收集容器5的排水口设置有排水阀51，在取样瓶11中多余的水通过废液排出管9流入废液收集容器5的过程中，排水阀51关闭；在需要统一排出、处理废液收集容器5中的废水时，将排水阀51打开进行排水。

实施例三

图7为本实施例提供的井口取样系统结构示意图。如图7所示，在上述实施例的基础上，本实施例还提供一种井口取样系统，包括油气井6、采油树7、取样车8以及上述井口取样装置1。

如图7所示，采油树7是自喷井和机采井等油气井6用来开采石油的井口装置，其设置于油气井6井口处，是油气井6最上部的控制和调节油气生产的主要设备，采油树7包括生产立管71，生产立管71为竖直设置。井口取样装置1与生产立管71连接，示例性地，井口取样装置1的进液管12与生产立管71通过取样管连通，取样管的一端连接采油树7的生产立管71，取样管的另一端连接井口取样装置1的进液管12，取样管与生产立管71连接端高度高于取样管另一端高度。当然，取样管也可以有其他设置方式，本实施例此处并不限制，本领域工作人员可以根据实际需要自行设置。

通过将井口取样装置1连接在采油树7的生产立管71上，相较于将井口取样装置1连接在采油树7的其他管道例如水平管上，可以避免从采油树7进入到井口取样装置1的液体多为废水的情况，从而提高取样的效率。

在一些可实现方式中，还可以设置取样车8，取样车8可以包括样品存放区域，可以用于专门存放存储有样品的样品收集容器3。取样车8还可以包括废液存放区域，可以用于专门存放存储有井口取样装置1排出的废水的废液收集容器5，并且，当需要将废液收集容器5内部的水排出时，可以将取样车8行驶至固定地点，例如联合站污水池进行排污，从而可以避免从井口取样装置1排出的废水对环境造成污染。

本实施例提供的井口取样系统，使用上述实施例提供的井口取样装置1对采油树7中取到的样本进行处理，将样本中多余的水排出到废液收集容器5中，使井口取样装置1内部样本中油的含量逐渐升高，当井口取样装置1中油的含量达到规定样品需求后，井口取样装置1内部样品排入到样品收集容器3中。使用取样车8承载样品收集容器3和废液收集容器5，方便将废液收集容器5运送到固定地点进行排污，避免了废液造成环境污染。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种井口取样装置，其特征在于，包括取样瓶，用于对从采油树取到的样品进行油水分离；

所述取样瓶的进液口连接有进液管，所述进液管用于与采油树连接、并且所述进液管设有用于控制所述进液管液体流量的进液阀；

所述取样瓶的出液口连接有出液管，所述出液管包括出水支管以及出样支管，所述出水支管设置有用于控制所述出水支管流量的出水阀，所述出样支管设置有用于控制所述出样支管流量的出样阀；

所述出水阀被配置成晚于所述进液阀并早于所述出样阀打开；

所述出样阀被配置成在所述取样瓶中油的含量达到预设值后再打开。

2.根据权利要求1所述的井口取样装置，其特征在于，所述取样瓶由透明或者半透明材料制作而成。

3.根据权利要求2所述的井口取样装置，其特征在于，所述取样瓶形成为球状容器。

4.根据权利要求1所述的井口取样装置，其特征在于，所述进液管的管径被配置成大于所述出水支管的管径。

5.根据权利要求4所述的井口取样装置，其特征在于，所述出水阀和出样阀的至少一个被配置为管堵。

6.根据权利要求1所述的井口取样装置，其特征在于，还包括控制器，所述进液阀、出水阀和出样阀为与所述控制器通信连接的电磁阀，所述控制器用于控制所述进液阀、出水阀和出样阀的开闭状态。

7.根据权利要求1-6任一项所述的井口取样装置，其特征在于，还包括样品收集容器，所述样品收集容器设置于所述出样支管的末端，用于收集从所述出样支管流出的样品。

8.根据权利要求7所述的井口取样装置，其特征在于，所述样品收集容器的进样口与所述出样支管通过连通管连接。

9.根据权利要求1-6任一项所述的井口取样装置，其特征在于，还包括废液收集容器，所述废液收集容器的进水口与所述出水支管通过废液排出管连接；所述废液收集容器的排水口设置有排水阀。

10.一种井口取样系统，其特征在于，包括油气井、采油树、取样车以及权利要求1-9任一项所述的井口取样装置，所述取样车用于存放样品收集容器以及废液收集容器。

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