一种取气样品储存器及其取样方法与流程

1.本发明涉及石油天然气地质实验技术领域，具体涉及一种取气样品储存器及其取样方法。


背景技术：

2.在石油和天然气勘探开发过程中，原油伴生气和天然气的组分分析及组分碳同位素分析是天然气(伴生气)类型划分、天然气(伴生气)成因判识、气/气及气/源对比等地质研究应用的主要参数。目前，各油气田及科研单位所用取样容器及方法主要有三种，分别为高压钢瓶取样、气体取样袋取样及玻璃盐水瓶排水取气法取样。
3.高压钢瓶取样方法适用于井口压力较大、气体样品需要长久保存的情况，但高压钢瓶容量偏大，且瓶内气体必须取到一定的压力才能达到分析测试要求，大容量和高压力的要求导致高压钢瓶取样时间过长，且由于材质的原因，高压钢瓶重量较大，采集样品时搬运困难，因此并不适用于取样量小、样品快速检测的采集场合。
4.气体取样袋取样方式适用于取样量小、样品快速检测的采集要求，但是气体取样袋内膜极易吸附气体组分中的轻质碳同位素而导致测出的碳同位素比值偏重，因此气体取样袋取样方法适用于只进行天然气组分检测的样品，对需进行碳同位素检测的样品并不适用。玻璃盐水瓶排水取气采集过程中，用一盛满饱和填充液的盆或筒，饱和填充液深度大于瓶体高度，将瓶体先正立浸于饱和填充液中，盐水灌满整个瓶体，此时将瓶体倒置，将气体采集管线从水下伸入瓶口，开启气体阀门，气体由瓶口上升到瓶底并排出瓶中盐水，达到气体取样量时，关闭气体阀门，抽出气体采集管线，在水下用翻口胶塞堵住瓶口，并将翻口胶塞的翻口翻回，气体采集完成。
5.玻璃盐水瓶排水取气法适用于取样量小、样品快速检测的采集要求，且玻璃、饱和填充液不会和样品发生碳同位素分馏反应，该采集方法对样品进行天然气组分和碳同位素分析都适用。但饱和填充液瓶排水取气法取样过程要在盛满饱和填充液的盆或桶中操作，一般的天然气或原油伴生气井口均远离人烟，现场条件艰苦，经常在现场找不到水而导致无法取样，冬季在北方地区采样时，气体采集人员要在0℃以下的气温环境下于冰水中进行操作，长时间处于0℃的水中非常容易导致手冻伤以及手指灵活度变差操作失误而取样失败，取样时将盐水瓶倒置于饱和填充液中进行取气操作，操作过程中盐水瓶不能正立，瓶体不能有任何部位超出水面，且要在一手掌握瓶体的情况下，单手塞入翻口胶塞并把翻口翻回，在此过程中如瓶体倾斜、瓶体部位高出水面，胶塞塞不进瓶口等状况出现都会导致取样失败，饱和填充液瓶排水取气取样法对气体采集人员体力和操作要求高，需要专门的气体采集人员来完成取样。
6.另外公布号为cn108982169a公开的气体取样瓶及其使用方法，其取样瓶由瓶体、与瓶体形成内腔的内盖、用于在采集气体样本时气体样本进入内腔的单向阀、用于在采集气体样本时内腔中的液体排出的直通气嘴、用于密封直通气嘴的胶皮套管和盖合在瓶体上的外盖构成，该取样瓶结构复杂，各种接口阀门等连接器件多，制作成本高且极易导致取样
瓶气密性降低；该取样瓶在气体采集和取出气体样品时，均须将瓶体倒置，分析人员一手掌握瓶体的同时，需单手进行安装、取下胶皮套管及用取样针吸取样品的操作，操作难度极大；且该取样瓶在用取样针吸取样品的时候，针头要穿过饱和填充液方能到达气样处吸取样品，而针头在穿过饱和填充液时会被饱和填充液堵住而无法吸取样品，且毛细管力、气样压力、饱和填充液重力和空气压强组成的平衡极易被针头插入时混入的空气破坏而导致饱和填充液和气样逸出散失。


技术实现要素：

7.本发明克服了现有技术的不足，提供了一种取气样品储存器及其取样方法，尤其是具有结构简单精巧、气密性好、操作简单、适用性好、取样成功率高，气体采集人员的操作门槛低，保护了采集人员的健康安全的特点。
8.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
9.一种取气样品储存器，包括
10.储存器本体，所述储存器本体内具有储存腔；
11.过流通道，所述过流通道设置在储存腔的一侧，且过流通道的底部与储存腔底部连通，过流通道的顶部与外部连通；
12.进气通道，所述进气通道与储存腔连通；
13.所述储存腔的顶部设置有用于取气的取气开口。
14.进一步地，所述的过流通道的顶部为与外部连通的第一连通口，所述的取气开口为第二连通口，第一连通口与过流通道、储存腔及第二连通口形成连通通道。
15.进一步地，所述的过流通道为储存器本体的一部分，采用分隔件隔开形成过流通道。
16.进一步地，所述的进气通道位于过流通道内，过流通道内设置有导向槽。
17.进一步地，所述的过流通道的底部与储存腔底部连通处还设置有导向部。
18.进一步地，所述的导向部位于储存腔内的底部，且导向部设置有一斜面，该斜面延伸至过流通道的底部与储存腔底部连通处。
19.进一步地，所述的过流通道顶部与外部连通的口与进气通道的入口为同一开口，且该开口位于储存腔的顶部。
20.进一步地，所述的进气通道的出口位于储存腔的底部。
21.进一步地，所述的第一连通口和第二连通口上均设置有可拆卸的柔性密封件。
22.一种取气样品储存器的取样方法，包括上述任一项所述的一种取气样品储存器，包括以下方法
23.去现场采集气体样品之前，先将取气样品储存器内灌满饱和填充液；
24.采用柔性密封件封堵密封过流通道顶部与外部连通的开口和储存腔顶部的取气开口，然后将该取气样品储存器带至取样现场后，放置与平坦处，打开过流通道顶部与外部连通的开口；
25.将外部的取样气体通过气体管线，再通过进气通道将气体注入储存腔内，取样气体在含有饱和填充液的储存腔内上升集聚，汇聚于储存腔的顶部，取样气体挤压饱和填充液，饱和填充液从过流通道顶部与外部连通的开口处流出；
26.当取样气体体积达到取样量要求时，关闭气体阀门，断开气体管线，通过柔性密封件封堵密封过流通道顶部与外部连通的开口，取样完成；
27.当需要抽取取样气体进行分析时，由于取样气体此时处于储存腔内的顶部，因此采用取气针头通过储存腔顶部取气开口上的柔性密封件进入储存腔内直接吸取即可。
28.本发明的有益效果是：
29.与现有技术相比本发明取气样品储存器和该取气样品储存器的取样方法在天然气、原油伴生气的采集、留样储存及测试分析过程中所用简单易操作。本发明的取气样品储存器取样过程中取气样品储存器不用置于饱和盐水中亦无须倒置，气体采集、封盖胶塞、取出样品过程中取气样品储存器均置于正常空间正立，可将取气样品储存器稳妥放置后双手操作，操作简单，普通人员也可随意操作取样，且取出样品时取气针直接进入气体处，无针管堵塞及气体逸失风险。该取气样品储存器适用性好，取样成功率高，气体采集人员的操作门槛低，保护了采集人员的健康安全，达到了本发明想要实现的目的。
附图说明
30.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
31.图1是本发明的整体正视结构示意图。
32.图2为本发明的整体侧视结构示意图。
33.图中：1-储存器本体、2-过流通道、3-储存腔、4-分隔件、5-第一连通口、6-第二连通口、7-导向槽、8-导向部。
具体实施方式
34.下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的一种取气样品储存器及其取样方法的技术方案进行详细介绍说明。
35.实施例1:
36.参照图1，一种取气样品储存器，包括
37.储存器本体1，所述储存器本体1内具有储存腔3；
38.过流通道2，所述过流通道2设置在储存腔3的一侧，且过流通道2的底部与储存腔3底部连通，过流通道2的顶部与外部连通；
39.进气通道，所述进气通道与储存腔3连通；
40.所述储存腔3的顶部设置有用于取气的取气开口。
41.所述的储存器本体1可为具有储存腔3的整体结构，过流通道2为位于储存腔3一侧的组合式结构，其中整个储存腔3的腔体大于过流通道2的整个腔体，过流通道2用于液体的返渗出口通道。
42.进气通道可为一个与储存腔3连通的进气口，该进气口可以与储存腔3的顶部的取气开口公用一个口，也可以设置在能与储存腔3连通的储存器本体1上的任何位置。
43.该进气口上可以设置单向进气阀门，进气通道还可位于储存腔3的底部，当外部的取样气体通过进气管线与该进气口上的单向进气阀门连通，气体进入储存腔3，使用该取气样品储存器时，需要事先将整个储存腔3与过流通道2充满饱和填充液，然后封堵储存腔3顶部的取气开口，打开过流通道2的顶部与外部连通的开口，进入的气体挤压饱和填充液，饱
和填充液从过流通道2返渗流出，气体采集够了后封堵住过流通道2的顶部的开口，该进气口上的单向进气阀门采用密封处理，避免大气进入储存腔3。
44.储存腔3顶部的取气开口用于取气，同时也用于在进行灌满饱和填充液的入口。
45.所述的过流通道2的顶部为与外部连通的第一连通口5，所述的取气开口为第二连通口6，第一连通口5与过流通道2、储存腔3及第二连通口6形成连通通道。形成连通通道的目的是在进行取气时储存腔3内的饱和填充液可以从第一连通口5返渗流出。
46.所述的第一连通口5和第二连通口6上均设置有可拆卸的柔性密封件。该柔性密封件可采用与之匹配的翻口胶塞进行密封，方便拆取和安装，翻口胶塞安装后可以翻扣密闭，密封效果好。
47.所述的过流通道2还可以为储存器本体1的一部分，即可为一体结构，采用分隔件4隔开形成过流通道2。其中储存器本体1为一个整体的空腔结构，该空腔可以全部是储存腔3，然后在储存腔3所在的一侧内壁上通过分隔件4分隔出一个两端开口的过流通道2，过流通道2的底部与储存腔3的底部连通，其中所述的过流通道2顶部与外部连通的口与进气通道的入口还可为同一开口，且该开口位于储存腔3的顶部。气体可以通过管线穿过过流通道2进入储存腔3，保证过流通道2的有一定的长度即高度，该过流通道2占整个储存器本体1高度的五分之四效果最佳，较长的过流通道2避免了在饱和填充液返渗过程中大气的进入，进一步起到密封的作用，所述的进气通道的出口位于储存腔3的底部，保证气体可以不接触大气的情况下进入储存腔3。
48.其中饱和填充液可为饱和盐水。
49.实施例2:
50.进一步的，所述的进气通道位于过流通道2内，过流通道2内设置有导向槽7。
51.进一步的，所述的过流通道2的底部与储存腔3底部连通处还设置有导向部8。
52.进一步的，所述的导向部8位于储存腔3内的底部，且导向部8设置有一斜面，该斜面延伸至过流通道2的底部与储存腔3底部连通处。
53.在本实施例中进气通道可以与过流通道2为同一通道，在进行气体取样时将取样气体的管线伸入过流通道2内，沿着过流通道2内的内壁延伸至过流通道2的正下方，其中取样的气体管线可采用硅胶管线或者乳胶管线，便于伸入，为了保证可以将气体管线准确的伸入储存腔3底部，在分隔件4位于过流通道2内的内壁上沿着气体管线伸入方向设置有导向槽7，用于气体管线的导向作用，同时为了避免气体管线伸入到过流通道2的正下方，也就是说此时通入取样气体，气体会一部分进入到储存腔3或者直接不能进入储存腔3，直接从过流通道2内反向排出，所以在过流通道2的底部与储存腔3底部连通处还设置有导向部8，其中导向部8为三角形结构，导向部8的其中相邻两面贴紧储存腔3底部和与底部相邻的内壁，另外一侧面为具有导向作用的斜面，该斜面从储存腔3底部延伸至过流通道2的底部与储存腔3底部连通处，便于当气体管线到达该位置时直接可以将气体管线的端部导向延伸至储存腔3的底部内，保证输入的取样气体可以直接进入储存腔3内。
54.其中导向部8上的斜面可为具有一定内凹弧度的斜面，所述的分隔件4位于过流通道2的底部与储存腔3底部连通处可设置向储存腔3内倾斜的一斜面，该斜面与导向部8上的斜面倾斜角度一致，从而两斜面形成一个导向空间，用于气体管线的导向作用。
55.实施例3:
56.本实施例以本发明所述的取气样品储存器为玻璃材质的样品瓶为例展开描述，其中整个样品瓶为一体结构，所述的过流通道2位于整个玻璃材质的样品瓶内，该腔体底部与储存腔3连通处设置有一定的高度，该过流通道2采用玻璃材质的玻璃分隔片形成，玻璃分隔片沿着整个样品瓶整体外部瓶身形状设置，形成过流通道2的腔体结构，该玻璃分隔片上设置有直径为1cm左右的内凹导向槽7，导向槽7可以贯穿整个玻璃分隔片，且导向槽7的槽体本身不与储存腔3连通，过流通道2的底部与储存腔3底部连通处还设置有导向部8，用于保证气体管线可以直接到达储存腔3内，导向部8可为和整个玻璃材质的样品瓶材质一样的玻璃材质一体形成。
57.一种取气样品储存器的取样方法，包括实施例1-2任一项所述的一种取气样品储存器，包括以下方法，参照图1和图2进行详细的叙述：
58.去现场采集气体样品之前，先将取气样品储存器内灌满饱和盐水；即储存腔3和过流通道2内灌满饱和盐水，过流通道2的顶部为第一连通口5、储存腔3的顶部取气开口为第二连通口6时，先打开第一连通口5和第二连通口6，灌满饱和盐水后，采用翻口胶塞封堵密封第一连通口5和第二连通口6，然后将该取气样品储存器带至取样现场后，放置于平坦处，打开第一连通口5；
59.将外部的取样气体通过气体管线，气体管线通过第一连通口5伸入过流通道2内，此时气体管线沿着玻璃分隔片上的导向槽7一直伸入至过流通道2与储存腔3的连通处，然后气体管线的端部再经过导向部8，伸入储存腔3内底部，然后打开气体阀门，取样气体通过气体管线注入储存腔3内，取样气体在含有饱和盐水的储存腔3内上升集聚，汇聚于储存腔3的顶部，取样气体挤压饱和填充液，饱和填充液从过流通道2顶部第一连通口5处流出；
60.当取样气体体积达到取样量要求时，关闭气体阀门，抽出气体管线，通过翻口胶塞件封封堵密封过流通道2顶部第一连通口5，取样完成；在进行再次密封第一连通口5时必须保证该处充满饱和盐水，如果没有充满在密封前进行饱和盐水的补充，避免密封后空气的聚集，从而导致取样气体的不纯净。
61.当需要抽取取样气体进行分析时，可直接通过取气针头穿过第二连通口6上的翻口胶塞进入储存腔3将气体吸取即可，由于取样气体此时处于储存腔3内的顶部，因此取样针头直接进入气体吸取无须经过饱和盐水，没有被饱和盐水堵塞针头的风险。
62.本发明通过上述的取气样品储存器和该取气样品储存器的取样方法将取样瓶于正常空间正立即可操作，操作简单易行，利用此取样瓶，普通工作人员亦可进行气体采集工作。本发明所述的取气样品储存器和该取气样品储存器的取样方法在天然气、原油伴生气的采集、留样储存及测试分析过程中所用简单易操作。本发明的取气样品储存器可直接进行正立取样，避免了倒立取样时为防止饱和盐水排出而将样品瓶置于饱和盐水中过程，从而无须将样品瓶置于饱和盐水中而直接在正常空间即可完成气体采集，吸取气样分析时，取气针头通过取气开口的胶塞进入气体吸取即可，取气针头没有堵塞的风险。从而实现了简单、快速、安全、便捷的进行天然气(伴生气)取样的目的，提高了工作效率，大大降低了采集难度和工作门槛。
63.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。
64.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
65.各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。