超稠原油大罐分層取樣裝置改進型設計

宋 傳 陽

（新疆石油勘察設計研究院（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型設計

宋 傳 陽

（新疆石油勘察設計研究院（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內外高粘液體生產中常用的大罐取樣裝置，本文結合現場實際應用，針對原有分層取樣裝置提手、取樣尺宜斷裂、取樣瓶宜掉落等問題，設計出一種改進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域高粘液體大罐分層取樣技術，能夠實現對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，對于大深度取樣具有較高的可靠性。

1 常用分層取樣裝置簡介

目前，油田現場的凈化原油交接、聯合站脫水設備運行效果監測通常使用取樣器對凈化原油罐及沉降罐內部不同液位高度的介質進行取樣分析，油田現場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題

分層取樣時將帶軟木塞的銅制取樣瓶通過卷尺下降到要求的液面深度，上下抖動卷尺依靠銅瓶重力將懸掛在卷尺末端鉸鏈上的瓶塞拉開實現取樣，當取樣器所下深度較淺時瓶塞打開成功率較高，但當取樣器下到液面下較深部位時由于液柱壓力作用，瓶塞常出現提前打開或無法在目的層打開的現象，也常出現因劇烈上下抖動導致懸掛提手、鉸鏈斷裂的現象。同時取樣器上提過程中由于重量較大勞動強度大操作困難。超稠原油粘度較高，90 ℃時粘度值仍大于500 mPa·s，在液面下較深位置取樣時，取樣瓶塞無法通過通常的上下抖動的方式在相應深度順利開啟的現象特別明顯，現有的解決方法通常是進一步增加取樣瓶重量、提手、鉸鏈的強度，以及取樣卷尺的強度，以便施加更大的抖動力量拉開開瓶塞，這直接造成取樣器重量過大，經常出現提手、取樣尺斷裂、取樣瓶掉落的問題。設備可靠性較低[1]。

3 改進設計

為了克服現有液體分層取樣器的上述不足，本改進型設計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似容器任意深度取樣成功率,圖1為分層取樣裝置改進前后對比。

大罐分層取樣器各部件的名稱：瓶體1、提手2、瓶嘴3、瓶塞4和提繩5。該裝置利用特殊結構的瓶塞結構解決原有取樣器瓶塞在超稠原油大罐分層取樣過程中由于原油粘住瓶塞，導致瓶塞無法可靠開啟的問題，提高了超稠原油大罐分層取樣的可靠性、準確性[2]。

改進型裝置設計所采用的技術方案是：取樣瓶通過鏈繩或提手懸掛在卷尺末端，卷尺卷繞在手持式卷揚器上，取樣裝置的取樣瓶口具備合適的角度，

降低瓶塞對瓶壁的擠壓力，從而降低原油對瓶塞、瓶壁的粘連作用，進而減小液面以下通過上下抖動方式打開瓶塞的作用力[3]，提高超稠原油大罐取樣可靠性。設原取樣裝置的瓶口角度為75°，改進后超稠原油大罐取樣裝置的瓶口角度為 55°[4]，瓶塞對瓶壁的壓力值計算方法如下：

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

計算結果表明，瓶口角度從75°改為55°時，瓶塞對瓶側壁的壓力降低為原來的45%，即在相應液面高度打開瓶塞所需要的力降低到原來的45%。

本改進型設計有益效果是，可以提高超稠原油的大罐分層取樣成功率，降低大罐取樣勞動量、降低取樣裝置受力過大而損毀的概率。

4 結 語

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，大罐分層取樣時將蓋有軟木塞的銅制取樣瓶通過卷尺下降到大罐內要求的液面深度，上下抖動卷尺依靠銅瓶重力將懸掛在卷尺末端鉸鏈上的瓶塞拉開實現取樣。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瓶塞所需要的拉力[5]，確保在大罐不同深度實現超稠原油取樣的成功率，同時提高取樣裝置的可靠性。

圖1 大罐取樣器結構改進前后對比圖Fig.1 Comparison chart of large pot sampler before and after structural improvement

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

［2］劉中立．取油錘改進應用技術探討[J].中國油脂，2012，8（7）：78-78.

［3］毛志新．重力取樣器取樣技術研究 [J].探礦工程，2006，2（4）：52-62.

［4］劉海濤．低剪切取樣器的研制與應用[J].2009年石油裝備學術研討會論文專輯，2009，9（37）：175-176.

［5］趙秀英．油田聚合物驅油專用新型密閉取樣器 [J].石油機械,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（1989-），男，遼寧東港人，助理工程師，2012年畢業于遼寧石油化工大學油氣儲運專業，研究方向：油氣田地面工程工藝設計。E-mail：462570495@qq.com。