超稠原油大罐分层取样装置改进型设计

宋 传 阳

（新疆石油勘察设计研究院（有限公司）， 新疆 克拉玛依 834000）

超稠原油大罐分层取样装置改进型设计

宋 传 阳

（新疆石油勘察设计研究院（有限公司）， 新疆 克拉玛依 834000）

超稠原油大罐分层取样装置一直是国内外高粘液体生产中常用的大罐取样装置，本文结合现场实际应用，针对原有分层取样装置提手、取样尺宜断裂、取样瓶宜掉落等问题，设计出一种改进型大罐分层取样装置，该装置使用方便、易于操作、取样效果好，有效满足了油田及化工日常生产的需要。

分层取样装置；高粘液体；大罐

该装置涉及油田及化工领域高粘液体大罐分层取样技术，能够实现对不同深度超稠原油大罐分层取样的需要。与原有取样器相比，对于大深度取样具有较高的可靠性。

1 常用分层取样装置简介

目前，油田现场的净化原油交接、联合站脱水设备运行效果监测通常使用取样器对净化原油罐及沉降罐内部不同液位高度的介质进行取样分析，油田现场的大罐分层取样器主要由卷尺、悬挂装置、取样瓶组成。

2 常用分层取样装置存在的问题

分层取样时将带软木塞的铜制取样瓶通过卷尺下降到要求的液面深度，上下抖动卷尺依靠铜瓶重力将悬挂在卷尺末端铰链上的瓶塞拉开实现取样，当取样器所下深度较浅时瓶塞打开成功率较高，但当取样器下到液面下较深部位时由于液柱压力作用，瓶塞常出现提前打开或无法在目的层打开的现象，也常出现因剧烈上下抖动导致悬挂提手、铰链断裂的现象。同时取样器上提过程中由于重量较大劳动强度大操作困难。超稠原油粘度较高，90 ℃时粘度值仍大于500 mPa·s，在液面下较深位置取样时，取样瓶塞无法通过通常的上下抖动的方式在相应深度顺利开启的现象特别明显，现有的解决方法通常是进一步增加取样瓶重量、提手、铰链的强度，以及取样卷尺的强度，以便施加更大的抖动力量拉开开瓶塞，这直接造成取样器重量过大，经常出现提手、取样尺断裂、取样瓶掉落的问题。设备可靠性较低[1]。

3 改进设计

为了克服现有液体分层取样器的上述不足，本改进型设计提供了一种新型液体分层取样装置，该装置能够提高油罐或类似容器任意深度取样成功率,图1为分层取样装置改进前后对比。

大罐分层取样器各部件的名称：瓶体1、提手2、瓶嘴3、瓶塞4和提绳5。该装置利用特殊结构的瓶塞结构解决原有取样器瓶塞在超稠原油大罐分层取样过程中由于原油粘住瓶塞，导致瓶塞无法可靠开启的问题，提高了超稠原油大罐分层取样的可靠性、准确性[2]。

改进型装置设计所采用的技术方案是：取样瓶通过链绳或提手悬挂在卷尺末端，卷尺卷绕在手持式卷扬器上，取样装置的取样瓶口具备合适的角度，

降低瓶塞对瓶壁的挤压力，从而降低原油对瓶塞、瓶壁的粘连作用，进而减小液面以下通过上下抖动方式打开瓶塞的作用力[3]，提高超稠原油大罐取样可靠性。设原取样装置的瓶口角度为75°，改进后超稠原油大罐取样装置的瓶口角度为 55°[4]，瓶塞对瓶壁的压力值计算方法如下：

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

计算结果表明，瓶口角度从75°改为55°时，瓶塞对瓶侧壁的压力降低为原来的45%，即在相应液面高度打开瓶塞所需要的力降低到原来的45%。

本改进型设计有益效果是，可以提高超稠原油的大罐分层取样成功率，降低大罐取样劳动量、降低取样装置受力过大而损毁的概率。

4 结 语

一种超稠原油大罐分层取样装置。它是由卷尺、悬挂装置、取样瓶、一定角度的瓶口组成，大罐分层取样时将盖有软木塞的铜制取样瓶通过卷尺下降到大罐内要求的液面深度，上下抖动卷尺依靠铜瓶重力将悬挂在卷尺末端铰链上的瓶塞拉开实现取样。带一定角度的瓶塞能够大幅度降低取样装置在液面以下打开瓶塞所需要的拉力[5]，确保在大罐不同深度实现超稠原油取样的成功率，同时提高取样装置的可靠性。

图1 大罐取样器结构改进前后对比图Fig.1 Comparison chart of large pot sampler before and after structural improvement

［1］汪书华．油品分层与计量工作[J].石油库管理与安全，1998，5（7）：22-25.

［2］刘中立．取油锤改进应用技术探讨[J].中国油脂，2012，8（7）：78-78.

［3］毛志新．重力取样器取样技术研究 [J].探矿工程，2006，2（4）：52-62.

［4］刘海涛．低剪切取样器的研制与应用[J].2009年石油装备学术研讨会论文专辑，2009，9（37）：175-176.

［5］赵秀英．油田聚合物驱油专用新型密闭取样器 [J].石油机械,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

宋传阳（1989-），男，辽宁东港人，助理工程师，2012年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，研究方向：油气田地面工程工艺设计。E-mail：462570495@qq.com。