CN2908780Y

CN2908780Y - 原油在线连续式自动取样装置

Info

Publication number: CN2908780Y
Application number: CN 200520117896
Authority: CN
Inventors: 娄跃辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2015-09-07

Abstract

本实用新型为石油在线取样技术领域，提供了一种理想的原油在线连续式自动取样装置。与现有技术相比，其特点是：由于采用了变频调速器和螺旋杆机构组成的分液装置，使取样的容积与在线原油流量形成准确的比例关系；由于采用了浮动活塞和螺旋搅拌机构组成的样品接收器，使采集的样品油始终保持着均匀混合状态；由于采用了主控系统、回收系统、加热系统和防爆电器，使取样过程更加安全、可靠、自动化。因此，本实用新型原油在线连续式自动取样装置，具有取样准确、真实、代表性强，工作安全、可靠、自动化程度高等显著优点。

Description

原油在线连续式自动取样装置

技术领域：

本实用新型属于石油在线取样技术领域，是一种原油在线连续式自动取样装置。

背景技术：

现有的取样方法有二种：一种是在线原油的组成和品质是稳定的，即不随时间变化发生明显改变的，一般采用手工取样。但是，由于原油在线液体的组成、水份、密度、粘度、沉淀物的含量等都在随时间的变化而变化，因此，目前原油在线取样，大都采用另一种取样方法——间歇式取样。即用取样探头从在线液流中提取液体的某一系统，该系统的样品接收器用于接纳从液流中提取的各单位样品。用控制装置改变取样与在线流量成比例的取样频率或者单位样品的体积，以控制取样量，使所提取的样品尽可能具有代表性。

间歇式取样法采用的是间歇式取样器。间歇式取样器的取样结构通常是采用一个循环回路上连接一个活塞式吸入油缸，电磁阀进行换向控制。即活塞位移通过取样探头将在线原油吸入，电磁阀换向，再将吸入油缸中的原油的一部分送到样品接受器备用；剩余部分再送回主管线。因此，取样的频率或者数量是由活塞吸入油缸的工作次数决定的，而原油在线时是非均匀性液体，其组成、品质随时都在改变，所以，还不能确切代表在线液体的真实性。

同时，样品接收器所接受的各单位样品，是静态贮存在样品接收器内的，容易造成沉淀，待到实验室进行提取分析时，又一次改变了液体的组成和品质，使样品分析代表性不强。

发明内容：

本实用新型的目的：是设计一种原油在线连续式自动取样装置，使原油在线液体的任何组成的变化，都能反映到采集的样品中。即从主管线液体中连续提取与主管线流量成比例的样品油，该样品油由样品接收器接纳，并在样品接收器内进行自动的搅拌，使其模拟为主管线液体的状态，待到实验室进行提取与分析时，获得的管线液体测量参数更加准确、更加真实、更加具有代表性。

本实用新型为实现上述目的，所采用的主要技术方案是：在取样装置中，设置有取样探头、主流量计、自动循环回路、取样系统、回收系统、主控系统和加热系统。自动循环回路，模拟原油主管线液体状态。该回路由主流量计、取样探头、过滤器、高速离心泵、流量开关和手动阀等组成。其中，主管线上主流量计的流量信号被设定为主控系统的设定值。高速离心泵用以管线循环增速和搅拌。设置一个取样系统，实现原油液体的在线连续式自动成比例提取。该系统与循环回路连接，由二通电磁阀、分液装置、压力开关、样品接受器、电位器和三通电磁阀等组成。设置一个回收系统用作样品接收器内的样品油清空和样品接收器的维护之用。该系统由回收仓、液位计、离心泵、单向阀和手动阀等组成。设置一个主控系统，实现取样器各部分功能的综合自动化控制。该系统由模拟量PLC、操作显示器等组成。同时，在循环管路、取样管路、样品接收器的底部和回收管路中都安装有电加热器，控制在线介质的温度。在取样器中使用的电器元件，全部采用防爆型的，以满足取样装置的安全性能要求。其中，取样系统中的分液装置，采用的是电机驱动变频调速器和螺旋杆机构，螺旋杆上刻有螺旋槽，介质在高压作用下，通过螺旋杆上的螺旋槽流向样品接收器，螺旋杆的转速由主控系统控制变频调速器实现，当螺旋杆转向与螺旋槽方向作逆向转动时，转速越高流入样品接收器内的样品量越少，以实现样品接收器内的取样量与主管线流量保持设定的比例关系。取样系统的样品接收器一组两个，用于样品接收器清空和维护使用，其采用的是电机驱动减速机构、浮动活塞和搅拌机构。浮动活塞在电机和减速机构的作用下可以做上下位移和旋转运动。取样时，打开安装在样品接收器下部的二通、三通阀，浮动活塞在弹簧和自重的作用下挤压样品油均匀流出。弹簧安装在浮动活塞的上部。在浮动活塞的上端还安装有两个对称的电位器刻度杆与固定在样品接收器顶部的电位器相匹配，电位器被对称配置的目的是为消除因机械误差引起的电阻值摆动。电位器的位移值被设定为样品接收器的容积实测值。用来与主控系统中的主流量设定值进行比对，通过模拟量PLC中的PID运算控制分液装置的转向、转速，实现闭路循环控制样品接收器中样品量与主管线流量的比例关系。如果系统出现故障，造成介质压力高于设定压力值时，分液装置中的压力开关将控制其前端的二通电磁阀自动关闭，切断介质通路，确保设备安全。搅拌机构在电机和减速机构的作用下，搅拌杆带动浮动活塞、螺旋叶片转动，使样品接收器内的样品油得到充分混合，在取样系统中，配置二个样品接收器，以便其清空或故障时更替使用。

具体地说，就是取样探头在高速离心泵的作用下，将主管线内的液体原油吸入。取样探头顶端吸入流速，是按照主管线流量计显示的流量，调整手动阀开度，并确定流量开关的设定值，将取样探头顶端处的吸入介质流速调整到最佳状态值，即主管线的内介质流速的最大可能值，来改变循环回路中液体的流速。从取样探头吸入的液体原油经过滤器，将砂粒等较大杂质滤下，经高速离心泵增速、搅拌，使循环回路中的原油得到充分混合，一部分流入取样系统中；另一部分，通过流量开关、手动阀返回主管线内。若循环回路出现故障，介质流速低于设定值，流量开关会发出报警信号。

取样系统的工作是按照主控系统的指令进行的，主控系统把主管线上的主流量计的流量信号作为设定值，把样品接收器中的电位器发出的信号作为实侧值，该值是根据样品接收器内的容积设定。正常情况下，高速离心泵工作，原油从分液装置中的螺旋杆上的螺旋槽流入样品接收器内，当流入比例关系变化时，流量信号与实测信号经过主控系统中模拟量PLC的PID运算，确定样品接收器中的样品容量与主管线流量保持的比例关系后，指令取样系统中的分液装置进行工作，以满足主管线流量与样品容量比例关系要求，分液装置接到主控系统的工作指令后，启动电机，驱动变频调速器和螺旋杆机构进行工作，当螺旋杆转向与其上的螺旋槽方向相反时，转速越高进入样品接收器内的样品油越少，反之，进入样品接收器内的样品油量增多。当出现故障时，系统压力升高，安装在分液装置上的压力开关发出指令信号，控制分液装置前端的二通电磁阀关闭，切断介质通道，确保设备安全。来自分液装置的样品液体流入样品接收器内，样品接收器内的搅拌机构在电机，减速机构的作用下将样品油均匀搅拌，以备分析之用。同时，搅拌机构上方的浮动活塞在转动中上下位移，带动电位器的刻度杆一起上、下位移，被设定为样品接收器容积的电阻值发生变化，给主控系统发出样品接收器的容量信号。长时间进行工作的两个样品接收器，可以轮替使用，以便系统的交替维护和清空。交替使用的工作指令是由主控制系统指令该系统内的二通电磁阀和三通电磁阀自动切换实现的。

在样品接收器内的样品油过多、压力过高时，或者样品接收器需要清空时，主控系统按照设定程序启动回收系统的离心泵，打开单向阀将多余的样品油返回到主管线内。当样品接收器内的实际容量收缩为零时，电位器发出信号，主控系统指令离心泵停止工作。

本实用新型为石油在线取样技术领域，提供了一种理想的原油在线连续式自动取样装置。与现有技术相比，其特点是：由于采用了变频调速器和螺旋杆机构组成的分液装置，使取样的容积与在线液体流量形成准确的比例关系；由于采用了浮动活塞和螺旋搅拌机构组成的样品接收器，使采集的样品始终保持均匀混合状态；由于采用了主控系统、原油回收系统、加热系统和防爆电器，使取样全过程更加安全、可靠、自动化。因此，本实用新型原油在线连续式自动取样装置，具有取样准确、真实、代表性强，工作安全、可靠、自动化程度高等明显优点。

附图说明：

现结合附图进一步说明本实用新型原油在线连续式自动取样装置的结构特征。

图1原油在线连续式自动取样装置的系统示意图。

图2原油在线连续式自动取样装置的分液装置结构示意图。

图3原油在线连续式自动取样装置的样品接收器结构示意图。

具体实施方式：

参见图1原油在线连续式自动取样装置的系统示意图，图2原油在线连续式自动取样装置的分液装置结构示意图，图3原油在线连续式自动取样装置的样品接收器结构示意图。主流量计2、取样探头3连接在主管线1上，手动阀4、过滤器5、高速离心泵6、流量开关7用管线连接到手动阀8上，手动阀8连接在主管线1上。二通电磁阀9连接在高速离心泵6和流量开关7之间，分液装置10上端与二通电磁阀9连接，下端分别与样品接收器11、20连接，二通阀12、19一端分别与样品接收器11、20连接，另一端都连接在三通阀13上，三通阀13下端连接着三通阀14，回收仓15上部与三通阀14连接，并安装有液位计18，下部连接有手动阀16，并与离心泵17连接，离心泵17用管线与单向阀21和手动阀22连接，手动阀22与主管线1连接。其中，分液装置10由电机、变频调速器28和螺旋杆机构26装配而成，其上安装有压力开关25，接口27连接到样品接收器11、20。样品接收器11、20分别由电机、减速机构30、弹簧39、浮动活塞35、螺旋搅拌机构36装配而成，其顶部安装有两个对称的电位器32、34，浮动活塞35上安装有二个电位器32、34的刻度杆31、33和弹簧39。接口37与分液装置10连接，接口38分别与二通阀12、19连接。

Claims

1、一种原油在线连续式自动取样装置，具有取样探头、取样容器、循环回路和控制系统，其特征是：由主流量计、自动循环回路、取样系统、回收系统、主控系统和加热系统构成；其中，主流量计(2)安装在主管线(1)上；由过滤器(5)、高压离心泵(6)、流量开关(7)和手动阀(4)、(8)构成的自动循环回路连接在主管线(1)上；由二通电磁阀(9)、分液装置(10)、样品接收器(11)、(20)、二通阀(12)、(19)和三通阀(13)构成的取样系统和循环回路连接；由回收仓(15)、液位计(18)、离心泵(17)、单向阀(21)和手动阀(22)、(16)构成的回收系统，一端连接在取样系统，另一端连接在主管线(1)上；加热系统安装在各相关部位上；主控系统连接有模拟量PLC、操作显示器组成；全部电器元件均采用防爆型。

2、根据权利要求1所述的原油在线连续式自动取样装置，其特征是：分液装置(10)由电机、变频调速器(28)、螺旋杆机构(26)和压力开关(25)、接口(27)构成；螺旋杆上刻有螺旋槽。

3、根据权利要求1所述的原油在线连续式自动取样装置，其特征是：样品接收器(11)、(20)中由电机、减速机构(30)、电位器(32)、(34)、弹簧(39)、浮动活塞(35)和搅拌机构(36)组成。