CN1211655C - 罐装岩屑、泥浆顶部空间气体自动分析装置 - Google Patents
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Abstract
罐装岩屑、泥浆顶部空间气体自动分析装置属于一种石油地质化工行业分析检测装置。将带有两个取样孔的样品罐装在能够控制上下自由移动的进样杆上，当进样杆向上推进时，取样孔被取样针顶进，顶开密封垫，使载气自动携带样品气，送至色谱柱中分离，通过检测器检测样品中轻烃组份；进样杆抽回时，样品罐上部取样孔自动闭合。本发明适用于各种固态、液态、气态石油化工样品的检测，由于能够自动对样品气进行检测，检测方便适用，重复性好，精度高，在石油钻井现场就可以对岩屑或泥浆样品进行现场检测，因此可以大大提高检测效率。
Description
技术领域 本发明属于一种石油地质化工行业分析检测装置。
背景技术 目前，在测量石油气轻烃组份含量时，大多是将含有样品气的岩屑或泥浆样品装入密封的罐中，测量其轻烃含量时需在罐上打孔，然后从罐中抽取气体注射到气相色谱仪中进行分析。本发明提供了一种自动顶空进样装置，将含有样品气的岩屑或泥浆样品装入特制的样品罐后，可以自动进样并测量其轻烃含量。
发明内容 本发明是将带有两个取样孔的样品罐装在能够控制上下自由移动的进样杆上，当进样杆向上推进时，取样孔被取样针顶进，顶开密封垫，使载气自动携带样品气，送至色谱柱中分离，通过检测器检测样品中轻烃组份；进样杆抽回时，样品罐上部取样孔自动闭合。
将放在托盘18上的样品罐体16固定在滑板19上，滑板19下固定进样杆20，进样杆20插入下固定板21，可以沿着轴向上下自由移动。滑板19套在支柱7上，可以沿着支柱7上下滑动，支柱7固定在下固定板21上。样品罐由样品罐体16和盖9两部分组成，样品罐体16内装有样品17。样品罐体16与盖9密封，盖8上有进气取样孔8和出气取样孔10，进气取样孔8和出气取样孔10内部结构相同，上部有下密封垫11，弹簧12套在导向柱13上，导向柱13固定在下密封垫11下部，对弹簧12有导向作用。螺母14分别固定在进气取样孔8和出气取样孔10下部，螺母14中间有进气孔15。在支柱7的上部装有上固定板5，在上固定板5上安装进气取样针3和出气取样针22，进气取样针3和出气取样针22内部结构相同，为阶梯轴型结构，上端粗，长度较长，占总长度的80％-85％，便于固定，下端细，长度较短，呈针状，便于插入取样孔。进气取样针3和出气取样针22穿过上固定板5，隔热垫4套在进气取样针3和出气取样针22上，分别固定在上取样板5的上下两侧，起隔热作用。上密封垫6套在进气取样针3和出气取样针22的下部，在进气取样针3和出气取样针22与进气取样孔8和出气取样孔10压合时密封。
本发明共有两种工作状态：
工作状态I：多通阀25的AB接通，CD接通，EF接通。进样杆20向上推进，样品罐同时向上移动，进气取样针3和出气取样针22顶进进气取样孔8和出气取样孔10，使进气取样孔8和出气取样孔10中的下密封垫11下移，前载气1中的载气通过进气管2、进气取样针3、进气取样孔8中下密封垫11与进气取样孔8之间的缝隙、进气取样孔8中的进气孔15进入样品罐体16内，携带着样品罐体16中样品17上部空间的样品气顺着出气取样孔10下部的进气孔15，从出气取样孔10上部下密封垫11与出气取样孔10之间的缝隙穿过，通过出气取样针22、出气管23进入过滤器24，过滤器24滤除杂质和水份后，通过多通阀25的AB点，进入定量管26，混合气达到一定值后，多余气体通过多通阀25的EF点放空。
工作状态II：多通阀25的DE接通，BC接通，AF接通。进样杆20向下拉回，样品罐回到原位，进气取样针3和出气取样针22从进气取样孔8和出气取样孔10中拔出，进气取样孔8和出气取样孔10中的下密封垫11在弹簧12的弹力作用下，顶回到原来位置，与进气取样孔8和出气取样孔10上部顶紧密封。前载气1关闭，后载气27通过多通阀25的DE点进入定量管26，将定量管26中的混合气裹挟，通过多通阀25的BC点，进入毛细柱28，最后送进检测器29进行轻烃检测。
工作状态I和工作状态II根据检测需要，可以自动或人工进行转换。
本发明适用于各种固态、液态、气态石油化工样品的检测，由于能够自动对样品气进行检测，检测方便适用，重复性好，精度高，在石油钻井现场就可以对岩屑或泥浆样品进行现场检测，因此可以大大提高检测效率。
附图说明 图1是自动顶空进样装置的工作原理图。图中：1是前载气、2是进气管、3是进气取样针、4是隔热垫、5是上固定板、6是上密封垫、7是支柱、8是进气取样孔、9是盖、10是出气取样孔、11是下密封垫、12是弹簧、13是导向柱、14是螺母、15是进气孔、16是样品罐体、17是样品、18是托盘、19是滑板、20是进样杆、21是下固定板、22是出气取样针、23是出气管、24是过滤器、25是多通阀、26是定量管、27是后载气、28是毛细柱、29是检测器。
具体实施方式：
样品罐主要部件的相关尺寸如下：进气取样针3和出气取样针22上端直径为φ8毫米，长度38毫米，下端为φ4毫米，长度12毫米，总长50毫米；隔热垫4直径为φ20毫米，厚8.8毫米；上密封垫6直径为φ8毫米，厚4毫米；盖9直径为φ75毫米，壁厚7毫米；进气取样孔8和出气取样孔10内孔直径为φ7毫米；下密封垫直径为φ6.5毫米，厚4毫米；支柱7的直径为φ4.5毫米，长15毫米；弹簧12外径为φ6毫米，内径为φ4.8毫米，节距为3毫米，高18毫米；螺母14为M10毫米×4毫米；进气孔15直径为φ3毫米；泥浆罐体直径为φ75毫米，壁厚5毫米。
仪器性能测试
测试时间：2002年6月20日
测试样品：色谱纯试剂(正戊烷+正己烷+正庚烷+正壬烷)10微升
测试结果：
| 样品名称 | 测试峰面积(微伏·秒) | 平均值(微伏·秒) | 相对偏差(％) | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||
| 正戊烷 | 331063 | 331976 | 330583 | 331207.3 | 0.04 | 0.23 | 0.19 |
| 正己烷 | 304252 | 309674 | 300963 | 304963 | 0.23 | 1.54 | 1.31 |
| 正庚烷 | 282568 | 284294 | 285013 | 283958.3 | 0.49 | 0.12 | 0.37 |
| 正壬烷 | 281629 | 282130 | 282067 | 281942 | 0.11 | 0.07 | 0.04 |
通过以上测试说明，该进样装置结构合理，方案可行，分析结果重复性很好，适用于油田勘探中轻烃分析的要求。
仪器应用效果：
2002年8月15日，大庆油田某井在录井中发生一次井喷事故，而在录井中常规测试方法未见异常。事故发生后，大庆油田采集该井的钻井液采用该自动顶空进样装置进行分析，分析结果为：C4前组份含量20％，C5-C9含量为70％。显示为明显的或凝析油特征。由于甲烷等气体组份含量低，气测录井未见异常。测试后及时对该井钻井参数重新调整，试油证实了轻烃组份分析仪分析的结果正确，轻质油产量达到56吨/天。
Claims (2)
1、一种灌装岩屑、泥浆顶部空间气体自动分析装置，有前载气(1)、进气管(2)、出气管(23)、过滤器(24)、多通阀(25)、定量管(26)、后载气(27)、毛细柱(28)、检测器(29)，其特征是还有：进气取样针(3)、隔热垫(4)、上固定板(5)、上密封垫(6)、支柱(7)、进气取样孔(8)、盖(9)、出气取样孔(10)、下密封垫(11)、弹簧(12)、导向柱(13)、螺母(14)、进气孔(15)、样品罐体(16)、托盘(18)、滑板(19)、进样杆(20)、下固定板(21)、出气取样针(22)，将放在托盘(18)上的样品罐体(16)固定在滑板(19)上，滑板(19)下固定进样杆(20)，进样杆(20)插入下固定板(21)，该进样杆(20)可以沿着轴向上下自由移动，滑板(19)套在支柱(7)上，可以沿着支柱(7)上下滑动，支柱(7)固定在下固定板(21)上，样品罐体(16)与盖(9)密封，盖(9)上有进气取样孔(8)和出气取样孔(10)，进气取样孔(8)和出气取样孔(10)内部结构相同，上部有下密封垫(11)，弹簧(12)套在导向柱(13)上，导向柱(13)固定在下密封垫(11)下部，螺母(14)分别固定在进气取样孔(8)和出气取样孔(10)下部，螺母(14)中间有进气孔(15)，在支柱(7)的上部装有上固定板(5)，在上固定板(5)上安装进气取样针(3)和出气取样针(22)，进气取样针(3)和出气取样针(22)内部结构相同，为阶梯轴型结构，上端粗，长度较长，占取样针总长度80-85％，下端细，长度较短，呈针状，进气取样针(3)和出气取样针(22)穿过上固定板(5)，隔热垫(4)套在进气取样针(3)和出气取样针(22)上，分别固定在上固定板(5)的上下两侧，上密封垫(6)套在进气取样针(3)和出气取样针(22)的下部，在进气取样针(3)和出气取样针(22)与进气取样孔(8)和出气取样孔(10)压合时密封。
2、如权利要求1所述的一种灌装岩屑、泥浆顶部空间气体自动分析装置，其特征是：有两种工作状态，工作状态I：多通阀(25)的AB接通，CD接通，EF接通，进样杆(20)向上推进，样品罐同时向上移动，进气取样针(3)和出气取样针(22)顶进进气取样孔(8)和出气取样孔(10)，使进气取样孔(8)和出气取样孔(10)中的下密封垫(11)下移，前载气(1)中的载气通过进气管(2)、进气取样针(3)、进气取样孔(8)中下密封垫(11)与进气取样孔(8)之间的缝隙、进气取样孔(8)中的进气孔(15)进入样品罐体(16)内，携带着样品罐体(16)中样品(17)上部空间的样品气顺着出气取样孔(10)下部的进气孔(15)，从出气取样孔(10)上部下密封垫(11)与出气取样孔(10)之间的缝隙穿过，通过出气取样针(22)、出气管(23)进入过滤器(24)，过滤器(24)滤除杂质和水分后，通过多通阀(25)的AB点，进入定量管(26)，混合气达到一定值后，多余气体通过多通阀(25)的EF点放空；工作状态II：多通阀(25)的DE接通，BC接通，AF接通，进样杆(20)向下拉回，样品罐回到原位，进气取样针(3)和出气取样针(22)从进气取样孔(8)和出气取样孔(10)中拔出，进气取样孔(8)和出气取样孔(10)中的下密封垫(11)在弹簧(12)的弹力作用下，顶回到原来位置，与进气取样孔(8)和出气取样孔(10)上部顶紧密封，前载气(1)关闭，后载气(27)通过多通阀(25)的DE点进入定量管(26)，将定量管(26)中的混合气裹挟，通过多通阀(25)的BC点，进入毛细柱(28)，最后送进检测器(29)进行轻烃检测。
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| CN 200310104805 CN1211655C (zh) | 2003-10-02 | 2003-10-02 | 罐装岩屑、泥浆顶部空间气体自动分析装置 |
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