多功能油气密闭取样检测装置的制作方法

本发明涉及油田开发过程中定期录取油样或者气样水样技术领域，具体地说是多功能油气密闭取样检测装置。

背景技术：

在油田开发过程中，原油、地层水、甲烷、硫化氢气体、二氧化碳气体等被采到地面，按照有关规定以及开发方案的制定，需要定期录取油样或者气样水样等。

(1)在取油样的过程中，为保证油样化验数据的准确，取油样时必须接排污桶先从取样闸门处放空，放掉管线内壁与取样闸门之间凝结的死油，等到看到有新鲜油液流出后再使用样桶取油样，这样每口井每次取样排出死油需浪费原油0.2-0.5千克左右，既影响了原油产量又造成了环境污染，而且每次取样都会造成可观数量的原油被外排，不仅造成了这部分原油损失，同时随原油一起排出的气体还在一定程度上污染了大气环境。如果采出物中含有硫化氢气体，所含硫化氢弥散在空气中，对取样操作人员造成巨大威胁。

(2)目前现场取硫化氢气样或二氧化碳气样时，所用的方法是将取样软管安装于取样阀门上，将取样软管的另一端放入样桶底部，打开闸门放空，将样桶内的空气排出，用测试器抽取样桶底部的气体进行检测，这种非密闭取样方法存在的问题是取样的时候必须需放空，将样桶以及软管中空气置换出，然后在排气状态中抽取样品，进行检测。还有的就是将取样软管安装于取样阀门上，将取样软管的另一端扯出井场位置，打开闸门放空，将取样软管内的空气排出，用测试器抽取样取样软管的气体进行检测，这两种非密闭取样方法存在的问题是取样时候必须需放空，将软管中空气置换出，然后在排气状态中抽取样品，一方面造成样品中混合空气，样品不纯，得不到准确数据；另一方面将造成天然气泄露，所含硫化氢弥散在空气中，对取样操作人员造成威胁，同时对环境造成了污染。

专利号为cn108487906a的一种油井井口硫化氢密闭取样和检测装置及方法，与本装置可以实现部分功能，但上述的专利属于固定式装置，不便于安装，每口井都需要焊接成本巨大，不便于推广应用，我们发明的该装置还可实现在流程各处方便快捷的安装，属于移动式装置，还可以实现密闭取油样，并能将剩余的油气再排回流程内，实现密闭取样剩余回收的功能，同时可以在现场进行检测。

针对以上情况，在井口流程以及外输流程上安装密闭取样器，取出需要的气体，然后用定量的取样检测器，抽取一定的气体量，利用比色管进行现场测试，测试完成后将剩余的气体压回流程，做到密闭气体取样剩余气体回收，这样很好的解决上述问题。同时取油样时，可以打开下部的闸门直接取样，气体不外排，安全环保。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供多功能油气密闭取样检测装置，采用链条式固定卡子定位，锁紧部分采用锯齿牙防滑，可以实现不同管径管线与分离取样桶的固定连接；活塞与活塞杆之间采用脱离式结构，可以充分释放出采出液中的气体；采用了伸缩万向接头连接管线，两头分别多向摆动连接锁紧的功能，中部能够伸缩，便于安装，承受压力高，安全系数大；采用了滚珠丝杆减少摩擦阻力，便于操作者使用；分离取样桶的底部设有专用取样通道，可以方便的录取油样。同时可以安全平稳的将剩余油气再排回流程内。该装置录取的是单位时间流程内的瞬时硫化氢含量，检测数据准确。所述快速接头能快速密封对接，所述快速接头、测试闸门、比色管插头采用三通式设计，所述锁紧胶套与拧紧锁紧螺帽配合使用，比色管连接方便牢固。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，多功能油气密闭取样检测装置，包括密闭压回机构、管线、定位机构，所述管线一端连接输油管取样口，另一端连接密闭压回机构下端三通的侧壁进口，所述密闭压回机构通过定位机构定位固定在输油管上，所述标准取样检测器与密闭压回机构的取样口连接，所述定位机构包括板式链条、连接销轴、v形定位块、紧定套、紧定手柄、压盖、滑动锁块、固定锁块、锁套、紧定螺母、螺杆、连接杆，所述v形定位块左侧面开设v形槽，前侧面开设前导槽，后侧面开设后导槽，所述v形定位块的v形槽卡在输油管上，所述连接杆左端连接所述v形定位块右侧面中部，连接杆右端连接密闭压回机构，所述锁套开设左右贯通的链条通过孔和前后贯通的锁紧孔，构成相互连通的十字孔通道，所述锁紧孔下端安装固定锁块，在锁套前端面安装压盖，压盖中心开设螺纹孔，手柄螺柱安装在压盖的螺纹孔中，手柄螺柱内端连接滑动锁块伸入锁紧孔中，手柄螺柱外端连接紧定手柄，所述板式链条前端穿过v形定位块的前导槽，再穿过锁套的链条通过孔，板式链条被夹持固定在滑动锁块和固定锁块之间，所述锁套左侧面靠在前导槽右端面，所述板式链条后端通过连接销轴铰接螺杆的左端，所述螺杆同时穿设在v形定位块的后导槽和紧定套中心孔中，螺杆上套装紧定螺母，紧定螺母左端顶紧紧定套右端面，所述紧定套左侧面靠在后导槽右端面，所述板式链条和v形定位块同时抱紧在输油管外圆周壁上。

所述锁套左侧面开设防滑锯齿，所述v形定位块前导槽右端面也开设相适应的防滑锯齿，即锁套左侧面的防滑锯齿卡在v形定位块前导槽右端面的防滑锯齿上；所述紧定套左侧面开设防滑锯齿，所述v形定位块后导槽右端面也开设相适应的防滑锯齿，即紧定套左侧面的防滑锯齿卡在v形定位块后导槽右端面的防滑锯齿上。

所述锁套开设螺钉孔，螺钉孔安装紧固螺钉，所述固定锁块通过所述紧固螺钉固定，所述压盖通过螺丝固定在锁套前侧面，所述连接杆左端丝扣式连接v形定位块开设的中心螺纹孔或者直接焊接在v形定位块右侧面中部，所述连接杆右端与密闭压回机构焊接。

所述密闭压回机构包括缸体、活塞、滚珠丝杆、滚珠螺母、端盖，所述活塞安装在缸体内腔，活塞上端面开设凹槽，凹槽内镶嵌非金属套，所述缸体具有上端口和下端口，所述缸体上端口固定端盖，端盖中心孔安装滚珠螺母，所述滚珠丝杆与滚珠螺母配合安装，滚珠丝杆下端套装角接触轴承，角接触轴承向下能伸入非金属套内，所述缸体侧壁开设取气口，取气口安装取样口接头，取气口至滚珠螺母底端的垂直距离大于活塞高度，所述缸体下端口连接下接头，下接头连接三通上口，三通下口连接液体取样阀。

所述端盖螺纹式连接缸体上端口，所述滚珠螺母通过安装螺钉固定端盖，端盖开设上下贯通的排气孔，所述活塞外壁设置密封圈，与缸体内壁密封。

所述滚珠丝杆下端外壁卡装挡环，挡环挡住角接触轴承下端面。

所述管线为伸缩万向接头连接管线。

所述伸缩万向接头连接管线包括伸缩管总成、球形接头一、球形接头二，所述伸缩管总成右端连接球形接头一，球形接头一右端通过接箍一连接三通侧壁进口，所述伸缩管总成左端连接球形接头二，球形接头二左端通过接箍二连接360°旋转弯头下右口，360°旋转弯头上右口连接输油管上的输油管阀门。

所述伸缩管总成包括套装在一起的套管、伸缩管，所述套管右端丝扣式连接紧定压盖一，套管右端面开设球面，紧定压盖一开设中心孔，紧定压盖一中心孔内径小于形接头一的球头直径，形接头一的球头伸入紧定压盖一内与套管右端面的球面贴合；所述伸缩管左端丝扣式连接紧定压盖二，伸缩管左端面开设球面，紧定压盖二开设中心孔，紧定压盖二中心孔内径小于形接头二的球头直径，形接头二的球头伸入紧定压盖二内与伸缩管左端面的球面贴合。

所述套管内壁安装密封圈，与伸缩管外壁密封，所述套管左端丝扣式连接锁紧螺母，锁紧螺母与伸缩管之间套装锥形锁紧环。

所述标准取样检测器包括检测器缸体、检测器活塞、快速接头、测试闸门、样管，所述样管下端口连接检测器缸体上端口，样管上端口连接锁紧螺帽，锁紧螺帽外部套装锁紧胶套，所述快速接头出口连通样管开设的径向第一孔，所述测试闸门连接在样管开设的径向第二孔上，锁紧螺帽与比色管插头连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)采用链条式固定卡子，使用v定位，锁紧部分采用锯齿牙形防滑，可以实现不同管径管线与分离取样桶的固定连接；

(2)活塞与活塞杆之间采用脱离式结构，可以充分释放出采出液中的气体；

(3)采用了伸缩万向接头连接管线，两头分别摆动连接锁紧的功能，中部能够伸缩，便于安装，承受压力高，安全系数大；同时与360°旋转弯头的连接，使整个管线随需要转向更加灵活；

(4)采用了滚珠丝杆减少摩擦阻力，便于操作者使用；

(5)分离取样桶的底部设有专用取样通道，可以方便的录取油样。

(6)可以安全平稳的将剩余油气再排回流程内。

(7)取气样时在取样口接头与快速接头连接标准取样检测器取出标准体积的气体，将比色管插入到锁紧胶套内，拧紧锁紧螺帽，打开测试闸门，推动活塞进行检测。取液样，同理。标准取样检测器采用本体与快速接头分体式设计，利用三通、闸门、比色管插头的设计，取样准确，比色管连接牢固。

本装置与专利号为cn108487906a的一种油井井口硫化氢密闭取样和检测装置及方法，有以下优点，采用链条式固定卡子，使用v定位，锁紧部分采用锯齿牙防滑，可以实现不同管径管线与分离取样桶的固定连接；活塞与活塞杆之间采用脱离式结构，可以充分释放出采出液中的气体；采用了伸缩万向接头连接管线，两头分别360°摆动连接锁紧的功能，中部能够伸缩，便于安装，承受压力高，安全系数大；采用了滚珠丝杆减少摩擦阻力，便于操作者使用；分离取样桶的底部设有专用取样通道，可以方便的录取油样。同时可以安全平稳的将剩余油气再排回流程内。该装置录取的是单位时间流程内的瞬时硫化氢含量，检测数据准确。

附图说明

图1是本发明多功能油气密闭取样检测装置的取样主体机构的结构示意图。

图2是本发明多功能油气密闭取样检测装置的标准取样检测器的示意图。

图3是图1的a-a剖视图。

图4是俯视状态下的v形定位块剖视图。

图5是图4的左视图。

图6是伸缩万向接头连接管线结构示意图。

图中标记：1、板式链条；2、连接销轴；3、v形定位块；4、紧定套；5、紧定手柄；6、压盖；7、滑动锁块；8、固定锁块；9、锁套；10、紧定螺母；11、螺杆；12、连接杆；13、滚珠丝杆；14、排气孔；14-1、安装螺钉；15、滚珠螺母；16、端盖；17、取样口接头；18、缸体；19、角接触轴承；20、挡环；21、非金属套；22、活塞；23、下接头；24、连接三通；24-1、液体取样阀；25、接箍一；26、球形接头一；27、紧定压盖一；28、套管；29、密封环；30、锁紧螺母；31、锥形锁紧环；32、伸缩管；33、紧定压盖二；34、球形接头二；35、接箍二；36、连接管二；37、360°旋转弯头；38、阀门；39、输油管阀门；40、输油管；41、快速接头；42、标准取样检测器；43、锁紧胶套；44、锁紧螺帽；45测试闸门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：多功能油气密闭取样检测装置，包括密闭压回机构、管线、定位机构、标准取样检测器，所述密闭压回机构、管线、定位机构一起构成取样主体机构，所述管线一端连接输油管取样口，另一端连接密闭压回机构下端三通的侧壁进口，所述密闭压回机构通过定位机构定位固定在输油管40上，所述标准取样检测器与密闭压回机构的取样口连接，所述定位机构包括板式链条1、连接销轴2、v形定位块3、紧定套4、紧定手柄5、压盖6、滑动锁块7、固定锁块8、锁套9、紧定螺母10、螺杆11、连接杆12，所述v形定位块3左侧面开设v形槽，前侧面开设前导槽，后侧面开设后导槽，所述v形定位块的v形槽卡在输油管上，所述连接杆12左端连接所述v形定位块右侧面中部，连接杆右端连接密闭压回机构，所述锁套9开设左右贯通的链条通过孔和前后贯通的锁紧孔，构成相互连通的十字孔通道，所述锁紧孔下端安装固定锁块8，在锁套前端面安装压盖6，压盖中心开设螺纹孔，手柄螺柱安装在压盖的螺纹孔中，手柄螺柱内端连接滑动锁块伸入锁紧孔中，手柄螺柱外端连接紧定手柄5，所述板式链条1前端穿过v形定位块的前导槽，再穿过锁套的链条通过孔，板式链条被夹持固定在滑动锁块和固定锁块之间，所述锁套9左侧面靠在前导槽右端面，所述板式链条后端通过连接销轴2铰接螺杆11的左端，所述螺杆11同时穿设在v形定位块的后导槽和紧定套4中心孔中，螺杆上套装紧定螺母10，紧定螺母左端顶紧紧定套右端面，所述紧定套左侧面靠在后导槽右端面，所述板式链条和v形定位块同时抱紧在输油管40外圆周壁上。

所述锁套9左侧面开设防滑锯齿，所述v形定位块3前导槽右端面也开设相适应的防滑锯齿，即锁套左侧面的防滑锯齿卡在v形定位块前导槽右端面的防滑锯齿上；所述紧定套4左侧面开设防滑锯齿，所述v形定位块3后导槽右端面也开设相适应的防滑锯齿，即紧定套左侧面的防滑锯齿卡在v形定位块后导槽右端面的防滑锯齿上。

所述锁套9开设螺钉孔，螺钉孔安装紧固螺钉，所述固定锁块8通过所述紧固螺钉固定，所述压盖6通过螺丝固定在锁套前侧面，所述连接杆12左端丝扣式连接v形定位块开设的中心螺纹孔或者直接焊接在v形定位块3右侧面中部，所述连接杆12右端与密闭压回机构的缸体焊接。

所述密闭压回机构包括缸体18、活塞22、滚珠丝杆13、滚珠螺母15、端盖16，所述活塞22安装在缸体18内腔，活塞上端面开设凹槽，凹槽内镶嵌非金属套21，所述缸体具有上端口和下端口，所述缸体上端口固定端盖16，端盖中心孔安装滚珠螺母15，所述滚珠丝杆与滚珠螺母配合安装，滚珠丝杆下端套装角接触轴承19，角接触轴承向下能伸入非金属套内，所述缸体侧壁开设取气口，取气样时在取样口接头17通过快速接头41连接标准取样检测器42，取出标准体积的气体，将比色管插入到锁紧胶套43内，拧紧锁紧螺帽44，打开测试闸门45，推动标准取样检测器42的活塞进行取气体样检测。取气口至滚珠螺母底端的垂直距离大于活塞高度，所述缸体下端口连接下接头23，下接头连接三通24上口，三通下口连接液体取样阀24-1。与取样气体检测方式相同，用标准取样检测器42通过快速接头41连接液体取样阀24-1可以取液体样检测。所述快速接头能快速密封对接，所述快速接头、测试闸门、比色管插头采用三通式设计，所述锁紧胶套与拧紧锁紧螺帽配合使用，比色管连接方便牢固。

所述端盖16螺纹式连接缸体18上端口，所述滚珠螺母通过安装螺钉14-1固定端盖，端盖开设上下贯通的排气孔14，所述活塞外壁设置密封圈，与缸体内壁密封。

所述滚珠丝杆下端外壁卡装挡环20，挡环挡住角接触轴承下端面。

所述管线为伸缩万向接头连接管线。所述伸缩万向接头连接管线包括伸缩管总成、球形接头一26、球形接头二34，所述伸缩管总成右端连接球形接头一26，球形接头一右端通过接箍一25连接三通24侧壁进口，所述伸缩管总成左端连接球形接头二34，球形接头二左端通过接箍二连接360°旋转弯头37下右口，360°旋转弯头37上右口连接输油管上的输油管阀门39，当然360°旋转弯头和输油管阀门39还可以连接一个阀门38。

如果接箍一25和三通24距离远，可以采用加装连接管一来连接，如果接箍二35与360°旋转弯头37距离远，也可以假装连接管二36来连接。

所述伸缩管总成包括套装在一起的套管28、伸缩管32，所述套管28右端丝扣式连接紧定压盖一27，套管28右端面开设球面，紧定压盖一开设中心孔，紧定压盖一中心孔内径小于形接头一26的球头直径，形接头一的球头伸入紧定压盖一内与套管右端面的球面贴合；所述伸缩管32左端丝扣式连接紧定压盖二33，伸缩管左端面开设球面，紧定压盖二开设中心孔，紧定压盖二中心孔内径小于形接头二34的球头直径，形接头二的球头伸入紧定压盖二内与伸缩管左端面的球面贴合。

所述套管内壁安装密封环29，与伸缩管外壁密封，所述套管左端丝扣式连接锁紧螺母30，锁紧螺母与伸缩管之间套装锥形锁紧环31。

所述标准取样检测器包括检测器缸体、检测器活塞、快速接头41、测试闸门45、样管，所述样管下端口连接检测器缸体上端口，样管上端口连接锁紧螺帽44，锁紧螺帽外部套装锁紧胶套43，所述快速接头出口连通样管开设的径向第一孔，所述测试闸门连接在样管开设的径向第二孔上，锁紧螺帽与比色管插头连接。

二、工作原理：

(一)现场安装：

(1)设备固定连接：将板式链条1绕过输油管40，将v形定位块3上的v槽靠在输油管40；调整板式链条锁套9的位置，(锁套9定位在v形定位块3上，由于v形定位块3和锁套9上分别设有锯齿型牙，从而保证了定位的稳定性)。旋转紧定手柄5，并带动滑动锁块7移动，将板式链条固定在滑动锁块7和固定锁块8中间，(由于滑动锁块7和固定锁块8上分别设有与板式链条上的外形相同的凸形端，使链条被锁定后不会滑动)。

(2)旋转紧固螺母10并带动螺杆11板式链条1移动，同时板式链条锁紧在输油管40上。

(3)管线连接:将阀门38用丝头与输油管阀门39对接，首先调整360°旋转弯头37至适合的安装角度并锁定；然后分别调整紧定压盖一27、紧定压盖二33，两端球形接头一26、球形接头二34具有360°摆动的功能，使管线达到合适的角度后在旋紧紧定压盖，同时松开锁紧螺母30，使伸缩管32在套管28中滑动达到适合的长度后再锁紧。

(二)测试：

1、首先用扳手旋转滚珠丝杆13使活塞22处于缸体18最底端，再用扳手旋出滚珠丝杆13至最高端，(滚珠丝杆13下端安装的角接触轴承19外圈与非金属套21内圈采用间隙配合，活塞22镶嵌的非金属套21可防止碰撞时产生火花)。

2、分别开启阀门38、输油管阀门39，输油管40中的油气混合液经连接管线进入缸体18内，在压力作用下推动活塞22上行缸体18内最高端。(活塞22在缸体18内上腔体的空气由排气孔14排出)。取气样时在取样口接头17与快速接头41连接标准取样检测器42取出标准体积的气体，将比色管插入到锁紧胶套43内，拧紧锁紧螺帽44，打开测试闸门45，推动活塞进行检测。取油样时打开液体取样阀24-1使原油排出，取出合适的油样或者出气时关闭液体取样阀24-1。取样检测完成后用扳手旋转滚珠丝杆13使活塞22处于缸体18最底端，将剩余的气液压回流程，做到气液密闭取样剩余气液压回，该装置填补技术空白，具有推广价值。

本装置与专利号为cn108487906a的一种油井井口硫化氢密闭取样和检测装置及方法，有以下优点，采用链条式固定卡子，使用v定位，锁紧部分采用锯齿牙防滑，可以实现不同管径管线与分离取样桶的固定连接；活塞与活塞杆之间采用脱离式结构，可以充分释放出采出液中的气体；采用了伸缩万向接头连接管线，两头分别360°摆动连接锁紧的功能，中部能够伸缩，便于安装，承受压力高，安全系数大；采用了滚珠丝杆减少摩擦阻力，便于操作者使用；分离取样桶的底部设有专用取样通道，可以方便的录取油样。同时可以安全平稳的将剩余油气再排回流程内。该装置录取的是单位时间流程内的瞬时硫化氢含量，检测数据准确。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。