可移动式取样系统研制与应用

陈学军(中石化胜利油田分公司临盘采油厂 山东德州 253507)

一、前言

在目前每天的盘库计算中，老化油的产生量主要是依靠计量工上罐用电流表和量油尺测量。测量方法如下：

1.测量沉降罐液面至量油口的距离；

2.将电流表一端连接在管壁上，另一端连接在量油尺上，这样量油尺、水、罐壁形成闭合电路，电流表指针摆动，向上慢慢提起量油尺，至电流表指针归零，这时记录量油尺读数；

3.将第二步的读书减去第一步就可以得出老化油的厚度；

4.根据5000方沉降罐体积换算表换算出老化油的体积。

这种传统的老化油测量方法，能较方面的测量估算出老化油的量，但是当老化油量油水界面不明显时，所产生的生误差也较大。同时，还要面对高处作业、油气浓度高、含硫化氢等各种安全隐患。针对于此，我构想设计了这款可移动式取样系统。

二、可移动取样系统构造、原理

目前油田在强调HSE生产模式下，安全、健康是首要考虑的问题，临盘采油厂一矿有多口高硫化氢油井，来油中气体经压气站检测后的数据最高可达到2000ppm，大大超出了安全界限。可以说给职工的生命健康带来极大的隐患。在采用传统的爬到罐口用量油尺和电流表测量老化油时，操作时间较长，即使操作者站在上风口，而罐顶的风向往往不固定，在操作过程中也会因为风向改变而吸入硫化氢气体。同时沉降罐为封闭罐体，在打开量油孔量油时，由于罐内外存在温度差及压力差，大量的油气会从量油口冲出罐体，5000方的沉降罐内气体在短时间内很难从不足10平方厘米的量油口中冒出罐外，达到内外压力平衡，这时往往冒着油气进行测量，给职工健康带来很大危害。

在我们站使用的沉降罐中，液位基本在10.5m至11.5m之间波动，而老化油的厚度基本在10cm至50cm之间。所以老化油的波动范围应该在10m至11.5m之间。可移动式取样系统的取样口可以在此区间内上下移动取样，根据液位高度和取样口所在的位置之差，就可以轻易的计算出老化油的量。移动式取样系统在工作时要保证虹吸管内充满液体，而进液口始终浸没在液体中，这样在进液口、橡胶软管和虹吸管之间就形成了负压，使液体经过进液口源源不断的流向取样口。取样时可以转动牵引滑轮来上下移动进液口，使不同层的老化油都能进入取样口，然后从取样口取样。

可移动取样系统共有6部分组成，各部分的作用如下：1、固定支架。固定支架由长度为3.5m的钢筋制成，伸进罐内部分长度3.3米，主要起引导进液口和配重铁作直线上下运动作用。露出罐外部分长度20cm，上端装有滑轮，起到支撑牵引线作用；2、进液口。进液口连接有重量为5kg的配重铁，可以用废弃法兰片代替，安装配重铁主要是保证进液口不会浮出液面或者因为浮力卡在固定支架上。3、橡胶软管。用2m橡胶管制作，连接在进液口和虹吸管之间，当进液口上下移动时，起到缓冲作用。4、牵引绳。上端和进液口连接在一起，中间经过滑轮，下端和旋转齿轮连接。当需要进液口上下移动时，只需在下面转动旋转齿轮即可。5、虹吸管。由“∩”型4寸钢管制作，上端伸进罐内1.3m，另一端沿管壁伸展到罐下取样口处，虹吸管顶部装有虹吸阀门，第一次使用时关闭取样口，从虹吸阀门处向虹吸管内灌满液体，由于重力作用，虹吸管内夜里下流，使虹吸管内形成负压，从而使罐内液体在大气压力作用下源源不断的流向取样口。6、旋转齿轮。为进液口上下移动提供动力，在牵引绳上标有刻度，旋转时根据刻度可以计算出进液口所在的位置。

移动式取样系统主要是利用虹吸原理，使虹吸管内始终保持负压状态，在此状态下通过转动旋转齿轮，带动进液口在液面以下做上下运动，由于虹吸管内压力低于外部大气压，罐内液体就会在大气压的作用下压进进液口，源源不断的流向取样口进行连续取样。

三、安装应用

可移动取样系统结构简单，安装时将固定支架固定在沉降罐取样口处，从取样口沿罐壁架设虹吸管，虹吸管下端做一个10cm左右漏斗，连接到低位放水管线上。进液口套在固定支架上，应上下移动不哐、不卡。进液口和虹吸管之间用橡胶软管连接，橡胶软管的长度应保证进液口能在固定支架导杆的最低端与最高端之间往复运动。牵引绳选用细钢丝绳，可以减少伸缩造成的测量误差，在读数区标记以厘米为单位刻度。旋转齿轮设有键槽，不使用时防止旋转。

本移动取样系统适用于沉降罐顶部老化油取样、分析含水。由于固定支架的导杆长度所限，在沉降罐液面波动不是很大，老化油产生量不是很多的情况下使用较理想。

传统测量方式与可移动取样系统的应用对比。

1.工作量。传统计量方法要计量工爬到罐顶测量，且需多次测量电流值。如果需要化验分析含水时还要用吊样桶吊样。每次工作都要带上电流表、量油尺、吊样桶、棉纱等工具，工作量较大。

可移动取样系统只需在罐底取样口处打开取样阀门，转动旋转齿轮，就可以取到不通层次的老化油样品。

2.安全性。传统测量方法需要面对登高、硫化氢中毒、油气浓度超标对身体造成伤害等危险。移动式取样系统可以有效地避免以上危险。

四、存在的问题

可移动取样系统虽然结构简单，成本低廉，操作取样方面，但也存在一系列问题，主要有以下几点。1、冻、堵问题。可移动取样系统虹吸管采用4寸钢管，冬季温度低时很容易造成管线内液体上冻、堵塞，这时必须投加蒸汽伴热管线，增加了成本投入。2、进液口不进液。当沉降罐液位较低时，虹吸管内负压减小，加上老化油粘度较大，增加了流动的阻力，可能会出现不进液情况。这时只能缩短进液口的上下移动范围，降低了该系统的使用性能。