超稠原油大罐分層取樣裝置改進(jìn)型設(shè)計(jì)

宋 傳 陽(yáng)

（新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

超稠原油大罐分層取樣裝置改進(jìn)型設(shè)計(jì)

宋 傳 陽(yáng)

（新疆石油勘察設(shè)計(jì)研究院（有限公司）， 新疆 克拉瑪依 834000）

超稠原油大罐分層取樣裝置一直是國(guó)內(nèi)外高粘液體生產(chǎn)中常用的大罐取樣裝置，本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，針對(duì)原有分層取樣裝置提手、取樣尺宜斷裂、取樣瓶宜掉落等問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種改進(jìn)型大罐分層取樣裝置，該裝置使用方便、易于操作、取樣效果好，有效滿足了油田及化工日常生產(chǎn)的需要。

分層取樣裝置；高粘液體；大罐

該裝置涉及油田及化工領(lǐng)域高粘液體大罐分層取樣技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同深度超稠原油大罐分層取樣的需要。與原有取樣器相比，對(duì)于大深度取樣具有較高的可靠性。

1 常用分層取樣裝置簡(jiǎn)介

目前，油田現(xiàn)場(chǎng)的凈化原油交接、聯(lián)合站脫水設(shè)備運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)通常使用取樣器對(duì)凈化原油罐及沉降罐內(nèi)部不同液位高度的介質(zhì)進(jìn)行取樣分析，油田現(xiàn)場(chǎng)的大罐分層取樣器主要由卷尺、懸掛裝置、取樣瓶組成。

2 常用分層取樣裝置存在的問(wèn)題

分層取樣時(shí)將帶軟木塞的銅制取樣瓶通過(guò)卷尺下降到要求的液面深度，上下抖動(dòng)卷尺依靠銅瓶重力將懸掛在卷尺末端鉸鏈上的瓶塞拉開(kāi)實(shí)現(xiàn)取樣，當(dāng)取樣器所下深度較淺時(shí)瓶塞打開(kāi)成功率較高，但當(dāng)取樣器下到液面下較深部位時(shí)由于液柱壓力作用，瓶塞常出現(xiàn)提前打開(kāi)或無(wú)法在目的層打開(kāi)的現(xiàn)象，也常出現(xiàn)因劇烈上下抖動(dòng)導(dǎo)致懸掛提手、鉸鏈斷裂的現(xiàn)象。同時(shí)取樣器上提過(guò)程中由于重量較大勞動(dòng)強(qiáng)度大操作困難。超稠原油粘度較高，90 ℃時(shí)粘度值仍大于500 mPa·s，在液面下較深位置取樣時(shí)，取樣瓶塞無(wú)法通過(guò)通常的上下抖動(dòng)的方式在相應(yīng)深度順利開(kāi)啟的現(xiàn)象特別明顯，現(xiàn)有的解決方法通常是進(jìn)一步增加取樣瓶重量、提手、鉸鏈的強(qiáng)度，以及取樣卷尺的強(qiáng)度，以便施加更大的抖動(dòng)力量拉開(kāi)開(kāi)瓶塞，這直接造成取樣器重量過(guò)大，經(jīng)常出現(xiàn)提手、取樣尺斷裂、取樣瓶掉落的問(wèn)題。設(shè)備可靠性較低[1]。

3 改進(jìn)設(shè)計(jì)

為了克服現(xiàn)有液體分層取樣器的上述不足，本改進(jìn)型設(shè)計(jì)提供了一種新型液體分層取樣裝置，該裝置能夠提高油罐或類(lèi)似容器任意深度取樣成功率,圖1為分層取樣裝置改進(jìn)前后對(duì)比。

大罐分層取樣器各部件的名稱(chēng)：瓶體1、提手2、瓶嘴3、瓶塞4和提繩5。該裝置利用特殊結(jié)構(gòu)的瓶塞結(jié)構(gòu)解決原有取樣器瓶塞在超稠原油大罐分層取樣過(guò)程中由于原油粘住瓶塞，導(dǎo)致瓶塞無(wú)法可靠開(kāi)啟的問(wèn)題，提高了超稠原油大罐分層取樣的可靠性、準(zhǔn)確性[2]。

改進(jìn)型裝置設(shè)計(jì)所采用的技術(shù)方案是：取樣瓶通過(guò)鏈繩或提手懸掛在卷尺末端，卷尺卷繞在手持式卷?yè)P(yáng)器上，取樣裝置的取樣瓶口具備合適的角度，

降低瓶塞對(duì)瓶壁的擠壓力，從而降低原油對(duì)瓶塞、瓶壁的粘連作用，進(jìn)而減小液面以下通過(guò)上下抖動(dòng)方式打開(kāi)瓶塞的作用力[3]，提高超稠原油大罐取樣可靠性。設(shè)原取樣裝置的瓶口角度為75°，改進(jìn)后超稠原油大罐取樣裝置的瓶口角度為 55°[4]，瓶塞對(duì)瓶壁的壓力值計(jì)算方法如下：

F1=N1×cosαF2=N2×cosβN2/ N1= cosα/ cosβα=75° β=55°N2/ N1=0.45

計(jì)算結(jié)果表明，瓶口角度從75°改為55°時(shí)，瓶塞對(duì)瓶側(cè)壁的壓力降低為原來(lái)的45%，即在相應(yīng)液面高度打開(kāi)瓶塞所需要的力降低到原來(lái)的45%。

本改進(jìn)型設(shè)計(jì)有益效果是，可以提高超稠原油的大罐分層取樣成功率，降低大罐取樣勞動(dòng)量、降低取樣裝置受力過(guò)大而損毀的概率。

4 結(jié) 語(yǔ)

一種超稠原油大罐分層取樣裝置。它是由卷尺、懸掛裝置、取樣瓶、一定角度的瓶口組成，大罐分層取樣時(shí)將蓋有軟木塞的銅制取樣瓶通過(guò)卷尺下降到大罐內(nèi)要求的液面深度，上下抖動(dòng)卷尺依靠銅瓶重力將懸掛在卷尺末端鉸鏈上的瓶塞拉開(kāi)實(shí)現(xiàn)取樣。帶一定角度的瓶塞能夠大幅度降低取樣裝置在液面以下打開(kāi)瓶塞所需要的拉力[5]，確保在大罐不同深度實(shí)現(xiàn)超稠原油取樣的成功率，同時(shí)提高取樣裝置的可靠性。

圖1 大罐取樣器結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后對(duì)比圖Fig.1 Comparison chart of large pot sampler before and after structural improvement

［1］汪書(shū)華．油品分層與計(jì)量工作[J].石油庫(kù)管理與安全，1998，5（7）：22-25.

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［4］劉海濤．低剪切取樣器的研制與應(yīng)用[J].2009年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專(zhuān)輯，2009，9（37）：175-176.

［5］趙秀英．油田聚合物驅(qū)油專(zhuān)用新型密閉取樣器 [J].石油機(jī)械,2009，37（8）：65-66.

Improved Design of High Viscous Crude Oil Stratification Sampling Facility

SONG Chuan-yang
（ Xinjiang Petroleum Survey and Design Institute Co.,Ltd. , Xinjiang Karamay 834000，China）

Stratification sampling facility is always adopted in high viscous liquid production at home and abroad. In this paper, based on practical application, aiming at problems of old stratification sampling facility, a new improved stratification sampling facility was designed. The improved facility is excellent in convenient use, easy operation and high sampling efficiency.

Stratification sampling facility; High viscous liquid; Tank

TE 82

A

1671-0460（2014）09-1898-02

2013-02-25

宋傳陽(yáng)（1989-），男，遼寧東港人，助理工程師，2012年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，研究方向：油氣田地面工程工藝設(shè)計(jì)。E-mail：462570495@qq.com。