[发明专利]一种油井自动采样装置

说明书

发明领域

一种油井自动采样装置，涉及油田采油领域，具体说是采油井井口上的一种取样装置。

背景技术

油井取样是油田采油领域里的一项日常资料录取工作，其取样数据属油田第一手资料。由于取样的准确性将直接影响对油藏的分析，因此，每个油田都非常重视油井的取样工作。

目前，世界各国的油井取样，都是通过在油井的出油管线上直接打开取样阀门的方式取样的。在取样标准上，要求分段(一般三段)分时(每段间隔大致5分钟)录取。

由于现有的取样流程设计不科学(见图1、图2)，取样标准也不完全切合生产实际，因此，很容易造成含水变化大或间出严重的井，取样不准或取样时间偏长的现象发生。如图1并结合图3分析，存在问题可能有：1、若在T1或T3时间段取样，即便分段分时均满足取样标准，但最终的取样值仍将偏高或偏低。2、若该井出油差，取样阀门又打开太大，往往还会造成P1处压力小于P2处压力，这将产生地面管线的液体倒流现象，从而大大影响取样准度。3、因T3时间段地层不出液，若在此时间段取样，显然无法取上。这不仅浪费巡检工的取样时间，同时也直接影响了巡检工对其它油水井的管理，从而降低了巡检质量。又如图2，存在问题可能有：若流量Q1＜Q2，井筒内的流体会因憋压而相对静止，油气水会相对分离(水上升慢，油上升快)，其结果会影响取样的准确度；相反，若流量Q1＞Q2，井筒内的流体会因井口压力减小而加速上升，受重力作用，水相对油上升更慢，其最终结果同样会影响取样的准确度。

上述几个问题，主要是现有的取样流程设计不科学造成的，换句话说，现有的取样方式造成取样值不准是客观存在的。若再加之人为的主观因素影响(有些巡检工为争取时间，往往不分段分时取样)，最终的取样值将更加不准。因此，设计一种准度高不受人为因素影响的油井自动采样装置，便是本发明的主要目的。

技术方案

一种油井自动采样装置，包括采样容器、取样开关、堵塞器；所述采样容器由样品采集段、管线连接段、样品储集段三部分组成；样品采集段置于输油管线内部，管线连接段与输油管线相连，样品储集段则置于输油管线外部；所述取样开关设置在采样容器底部；所述样品采集段设有采样入口、天然气出口；所述堵塞器放置在采样容器中；当采样容器中的液位上涨到一定程度后，所述堵塞器能自动堵塞采样入口和天然气出口，以阻止自动采样装置继续采样；相反，当采样容器中的液位下降到一定程度后，所述堵塞器能自动打开采样入口和天然气出口，以便自动采样装置开始自动采样。

依据上述技术方案，若自动采样装置安放在横向段的输油管上，其优选设计方案是：一种油井自动采样装置，包括采样容器、浮子、浮子导向筒、取样开关；所述采样容器由样品采集段、管线连接段、样品储集段三部分组成；样品采集段置于横向的输油管线内部，管线连接段与输油管线相连，样品储集段则置于输油管线外部；所述取样开关设置在采样容器底部；样品采集段为锥形状，其锥形中部左侧(流体上游)开设采样入口，右侧(流体下游)开设天然气出口；所述浮子导向筒安装在采样容器中；所述浮子放置在浮子导向筒中，浮子随采样容器中的液位涨落，当浮子涨到一定程度后能自动堵塞采样入口和天然气出口，相反，自动打开采样入口和天然气出口。

上述设计方案工作原理：

采样阶段：油井在正常生产状态下，流体在输油管线内流动。当流体流到自动取样装置时，部分流体会经采样入口自动流进到采样容器中，采样容器中液量相应增多，浮子随液位相应上涨。当液位上涨到一定高度后，浮子会自动堵塞采样入口和天然气出口。此后，流体不再进入采样容器中，原油采样阶段完成。在液位上涨过程中，采样容器中的油气水会在重力作用下分离。由于样品采集段置于管线内，对输油管线起到了一定的节流作用，所以处在节流后的天然气出口压力会小于采样入口和采样容器中的压力，因此，从采样容器中分离出来处于上层的气体会随液位的上涨而相应的从天然气出口排出。浮子的作用就是在液位上涨到采样入口和天然气出口高度前有效堵塞它们，以阻止继续采样，同时阻止原油从天然气出口溢出，以达到样品保真、具有分析价值的目的(若此时继续采样，原油将从天然气出口溢出，会造成采样容器中的样品含水偏高)。

待取样阶段：指浮子有效堵塞采样入口和天然气出口时起，至开始取样的这一阶段。在此阶段，采样容器中的样品被完全封闭，不与输油管线中的流体接触，因此样品成分不变。

取样阶段：打开取样阀门，让储存在采样容器中的样品全部流入取样桶中，之后关闭取样阀门，原油取样阶段完成。取样阶段完成后，浮子会相应的下沉到采样容器底部，这意味着下一轮采样又将自动开始。