[发明专利]一种取样装置及进行油田现场取样的系统，方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于油气油井开发领域中一种井口取样装置，尤其涉及一种针对高含H₂S/CO₂气田环境特点设计的井口取样器及其取样系统。

背景技术

在油气油田中高含H₂S/CO₂气体剧毒、腐蚀性极强，给生产和人民生命安带来了极大威胁。在现场正确测定气井内H₂S和CO₂浓度对生产过程中腐蚀防护具有重要意义，同时对于管材的合理选择也格外重要。

在现有技术中取样器用于高含H₂S/CO₂气体取样存在以下问题：

1)部件材质易被高含H₂S/CO₂气体腐蚀；

2)以往气体取样流程通径小，连接过长，管路中极易的形成死体积，影响测量精确；

3)以往检测须经长途运输，样品存放时间长、中间处理环节多，影响气样检测精确。

4)以往减压阀没有安全回路，故障时硫化氢散发到空气中，威胁到人的生命安全。

发明内容

本发明为了解决上述存在的技术问题，研发了一种取样装置及进行油田现场取样的系统。本发明改进材质，全部采用抗硫的不锈钢材料：316不锈钢加工制成，以防护高含H₂S/CO₂气体的腐蚀；并增加阀门的通径，外连接采用卡套式连接，减少了管路的死体积，使得使用更精确和安全；还设计了不锈钢减压阀，提高了钢瓶耐高压范围；同时允许现场取样检测，减少了气样的存放时间和中间处理环节，提高了气样检测精确。并在减压阀上设计了新型安全阀使得气井取样器取样过程更安全，实验过程更精确、快捷、适用压力范围更广、也更安全。尤其对研究高含硫化氢气体组分变化实验结果更精确。

本发明为了实现上述目的，所采用的技术方案如下，

一种取样装置，所述装置包括取样阀、取样瓶和减压阀，

所述取样瓶两端螺纹连接有所述取样阀，且所述取样阀的外连接为外螺纹卡套式连接；所述减压阀用于对取样瓶中高压气体进行减压并进样；所述减压阀包括外输进样端口，所述外输进样端口与外检测器连接；所述外输进样端口为卡套式连接端口，消除管路死角。

为了降低取样瓶内压力过大的问题，所述减压阀包括有安全阀结构，所述安全阀结构包括安全阀，气体回路和酸性气体中和池；当调节压力超过允许值4MPa或所述减压阀出故障时，所述安全阀开启，并将气体通过安全的气体回路排入到所述酸性气体中和池内。

具体的应用中，所述减压阀还包括有旋转手柄，压缩弹簧、垫块、膜片、顶杆和活门；所述压缩弹簧一端与旋转手柄连接，另一端抵住所述垫块，所述垫块通过所述膜片，顶杆与活门连接；通过摇动旋转手柄，压迫弹簧并将力传导给所述顶杆，带开活门；所述活门的另一侧还安装有回位弹簧；

在所述减压阀上还设置有读取压力数据的高压表和低压表。

本发明针对高含硫化氢(硫化氢含量大于5％)的气井取样。改造取样进口和出口阀门，增大阀门通径，所述取样阀和减压阀的阀门通径范围4～5mm。

本发明为了防护高含H₂S/CO₂气体的腐蚀；所述取样装置中各个部件，包括减压阀的材质采用抗硫的不锈钢材料，且取样瓶的压力上限为35MPA。

本发明基于上述的取样装置进行油田现场取样的系统，所述系统包括井口气源，阀门组，干燥器，管路和取样装置；所述井口气源通过阀门的控制经过干燥器进入取样装置中，所述取样装置两端的阀门与取样瓶的连接为螺纹连接，所述井口气源与外输管路的连接为螺纹连接，其余部件之间的连接关系采用卡套式连接。

所述系统在取样装置另一端还设置有管路和中和剂容器池，用于中和多余气体；在所述系统管路中还设置有压力表，用于读取系统管路内部气体压力数值。所述干燥器中包含有干燥剂，用于干燥气体内水份；所述系统管路为不锈钢连接变径管线。

本发明根据所述井口系统进行的井口取样方法为，

①.打开气源取样口阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；控制第一阀门调节样品流量，缓慢吹扫取样管路和取样装置；

②.关闭第四阀门，使取样装置内压力升高到设定压力，迅速关闭第二阀门，再由第四阀门缓慢将取样装置放空至常压；重复此操作；直至有效吹扫容器清除取样装置及管路内原有的气体；

③.全开第二阀门和第三阀门，用所述第一阀门和第四阀门调节样品流量；