[发明专利]基于深井取样的室内保真取样、存样与分析装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及深井地层流体保真取样领域，具体涉及基于深井取样的室内保真取样、存样与分析装置，同时还涉及基于深井取样的室内保真取样、存样与分析的方法，它适用于深井流体样品的取样，还可用于各种高温、高压下的取样。

背景技术

随着石油天然气开采、CO₂地质封存技术、能源与废弃物地质储存等技术、深部环境监测等领域的发展，对地层温度压力、流体成分、流体电化学以及地下环境中的变化趋势的研究显得极为重要。为了精确研究地下流体性质与成分，必须采用保真取样技术采集地下流体样品，用于分析和研究地下状态的变化。而在样品研究中，取样技术占有非常重要的地位。世界范围内都非常重视各种深部流体的取样技术，对取样技术也进行了深入的研究，并研制了多种两相流体样品取样装置，如:水气样品取样装置,油气样品取样装置。

目前各种各样的取样装置，它们各有各的特点，但总体来说没有可靠的参数来标定样品的保真度，对于所采样品不能保证样品的原位的温度和压力条件,无法判定样品原状程度。同时也不能精确控制取样速率、取样量和保真程度，也导致了采集样品不够完全反映地层内的样品性状，不能满足现在高精度分析的要求。面对现代工程运用中对取样的精度和样品的保真度的要求越来越高，传统的取样方式都面临取样速率、取样量、保真程度难以控制，样品的精度无法给出可靠的定量的标准，取样压力和温度无法保持的困难。这些都是取样系统迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于针对现有技术存在的上述问题，提供基于深井取样的室内保真取样、存样与分析的方法，方法易行，操作简便，主要步骤为:1、清洗过程；2、取样过程；3、排空过程。

本发明的另一个目的是在于提供了基于深井取样的室内保真取样、存样与分析的装置，所述装置采用模块化集成，各模块之间相互独立，各样品之间互不干扰,可实现多地层、多位置同时取样；所述装置中化学在线分析系统可实时监测样品的化学成分，确保取样、存样、分析过程中样品的保真度。

本发明的目的是这样实现的：

基于深井取样的室内保真取样、存样与分析装置，包括高压气源系统，还包括与高压气源系统连接的用于收集的地层流体样品的保真取样系统，保真取样系统分别与用于对地层流体样品进行在线分析的即时降压分析系统、用于对地层流体样品中的流体进行原状保存的保真存样系统和用于对地层流体样品进行监测、分析的化学在线分析系统连接，保真取样系统、即时降压分析系统、保真存样系统和化学在线分析系统均与废水废气处理系统连接。

如上所述的高压气源系统包括依次连接的气罐总成、气体压缩机和高压包，高压包的输出端设置有气源背压阀、气源安全阀和气源压力表。

如上所述的保真取样系统包括取样器系统，取样器系统的输入端通过第一保真取样阀门与高压气源系统连通，取样器系统的输出端设置有保真取样压力表、保真取样安全阀和保真取样单向阀，取样器系统的输出端分别与即时降压分析系统、保真存样系统和化学在线分析系统连接，取样器系统的输入端通过第三保真取样阀门与取样器系统的输出端连通，取样器系统的输入端还通过第二保真取样阀门与废水废气处理系统连接。

如上所述的取样器系统包括U型管，U型管上端的两个管口中的一个管口构成取样器系统的输入端，另一个管口构成取样器系统的输出端，U型管的U型底部通过单向阀与取样管路连接。

如上所述的即时降压分析系统包括气水分离器、真空气体取样器和天平液体计量系统，气水分离器的输入端依次通过即时降压减压阀、第二即时降压阀门和第一即时降压阀门与保真取样系统连接，气水分离器的气体输出端通过第四即时降压阀门与真空气体取样器连接，气水分离器的气体输出端还依次通过第三即时降压阀门和气体质量流量计与废水废气处理系统连通，气水分离器的液体输出端依次通过第五即时降压阀门和天平液体计量系统与废水废气处理系统连接。

如上所述的化学在线分析系统包括化学分析模块，化学分析模块的输入端通过第一分析系统阀门与保真取样系统连接，化学分析模块的输入端还通过第二分析系统阀门和泵与营养液池连通，化学分析模块的输出端依次通过第三分析系统阀门、分析系统背压阀、分析系统流量计与废水废气处理系统连接。