石油管线手工取样与在线自动取样的分析与对比

摘要：随着我国市场经济发展,油品的交接计量直接关系着油田及炼化企业的经济效益，越来越受到交接双方的重视，油样采集是油品集输系统重要的工作环节，也是交接双方争议的焦点，石油计量的准确性直接取决于样品的代表性，石油管道动态取样是计量准确的关键点。现行的输油管道手工法取样存在很多弊端，不仅样品代表性差，操作劳动强度大，而且要放掉大量取样管段内冷油，造成可贵的能源损失，污染环境，应当尽快淘汰这种落后工作方法，推广使用石油在线自动取样法。

关键词：石油 油样 自动取样代表性

Abstract: with the development of market economy in our country, oil metering is directly related with the oilfield and refinery the economic efficiency of enterprises, more and more by the transfer of both attention, oil sampling is the oil gathering system important link, is also the transfer of both the focus of controversy, oil metering accuracy depends directly on the sample representativeness, oil pipeline dynamic sampling of accurate measurement of key points. The current pipeline manual sampling of many drawbacks, not only badly representative samples, large labor strength of operation, but also to let go of a sampling tube inner cooling oil, resulting in valuable energy loss, pollution of the environment, should as soon as possible to eliminate the backward methods of work, to promote the use of oil on-line automatic sampling method.

Key word：Oil；Oil sample；Automatic sampling；Representative

中图分类号：TE622.1

在石油计量工作中，为确定油品的含水量、密度值等参数，需要对油品进行化验分析。目前，原油及其成品油采用长距离大口径管线输送非常普及，管道输送日交接量很大，少则几千吨，多则几万吨，不可能检测全部油品，只能采用抽取油样的方法。管线动态取样工作的关键是所取油样的代表性，必须真实地反映该时段管道内所通过原油的整体情况，如果所采集的油样没有代表性，造成该批量油品质量的误差，就使化验工作失去意义，有可能造成本企业严重经济损失，可以说管线取样工作的重要性决不亚于做油化验工作本身。当然，取样的准确性、代表性是相对的，不可能做到绝对准确，对取样工作的要求就是尽可能地取到代表性强的油样。所谓油样的代表性，就是采取的样品品质能够真实地反映完整物料的情况。管道输送介质的均匀混合程度越高，越可能取得代表性好的油样。

一·取样守则

1、在取样位置和取样时间内，从管线中取出的样品平均组成应和管线上横管段上的石油平均组成相同。为此，对取样探头进口直径应当大于最大水滴直径,开口部位不应小于6mm。

2、在批量传输高始终,保持具有代表性。无论是连续取样还是间歇取样,取样速率应与 管内流速成比例。在采用间歇取样时,取样频率和单位样品体积都应足以保证代表性有效。

3、样品应被保存在与取样点相同的条件下,不得出现液体、固体或气体的损失和污染。

4、在将样品分离成子样的过程中,应确保子样与原样具有相同的组成。

二、石油管线手工取样

（一）取样头装置与安装

管线手工取样器是由一个适当的管线取样头与一个隔离阀组成。取样头应安装在竖直管线中,其直径应不小于6mm，取样头的开口应朝向液流方向,其样品进入点到管线内壁的距离应大于管线直径的1/4。取样头的位置离上游弯管的最短距离为3倍管线内径,但最好不超过5倍管线内径,离下游弯管的最短距离为0.5倍管线内径。如果取样头安装在水平管线中,则应安装在泵输出侧(油品进入点到管线内壁的距离，取样头到泵出口的距离为0.5～8倍管线内径。

（二）时间比例与流量比例

管线取样分为按流量比例和按时间比例两种方式，流量比例样对于输油管线中输送的石油或液体石油产品,应按照下列规定从取样口采取流量比例样,而且要把所采取的样品以相等的体积掺合成一份组合样。在国标GB4756文本中，有不同输油数量对应的取样量规定。但是，在实际手工操作中，流量比例不容易控制，采用的较少。对于时间比例样,可按照规定从取样口采取样品,并把所采取的样品以相等的体积掺合成一份组合样，在国标GB4756文本中，也有不同输油时间对应的取样量规定，在此就不赘述了。

三、石油管线自动取样

石油管道输送实现油样自动采集，比手工操作样品代表性强，操作劳动强度低，样品油损失量少。以目前市场上一种型号为LLAS-T21管线油样全自动采集机为例，

（一）其产品主要特点：

① 采用强制循环回路，油样即时性强。

② 每次采集量准确，不受工作主管线内工作压力，温度，油品粘度等变化的影响。

③ 采集油样通道与循环回路隔离，杜绝了采集口长流油的现象。

④ 安装位置灵活，不受工作主管线高度影响，仪器与输油管线直线距离2米内有效。

⑤ 具有方便的停用防凝功能。能在长时间停用前，往采集机管路中充满防凝夜（500#油），即可保证再起时正常工作。对低温易凝管路，可配用伴热保温系统。

（二）安装方法：

1 按照GB4756《石油和液体石油产品取样法》中的规定，安装采集机中的进油管，并在该管路的下游1000mm-1500mm处开一个回油孔。

2 油样采集机与主管线连接好，采集机与主管线的距离尽可能短（不超过2米）电器连接：打开电源连接盒，从接线端子也穿入380V外电源，在标入L1,L2,L3,N,接线位置（电机一定为正转向，否则不能启动）。

3 打开防凝油箱加油口，加注防凝油至刻度线（加500机油）。

（三）工作原理：

取样全过程均由取样器的控制仪控制，按照预先设定，给取样器送电后，启动电机（首次启动电机，应由人工操作），油泵开始工作，电磁阀同步通电，致使液压缸内活塞下行，同步带动原油缸内活塞下行，经来油阀抽取输油管线中的原油，致使原油缸内充满原油；之后，电磁阀自动断电，换向，液压油流向改变，液压缸内活塞上行，同步带动原油缸内活塞上行，使原油缸内原油经回油阀逐排至液体主管线中（大部分），最后按设定量经取样阀排入样品接收器中，电机自动停止运行，至此，单次取样完成；之后，电机按设定时间间隔自动启动，开始另一次取样，如此反复完成取样功能。

采集间隔时间与调整:

【总取样时间（T）×单次取样量（V0）】

间隔时间（S）=

总取样量（V）

例如：总取样时间为8小时，每次取样量为8毫升，总取样量为1000毫升，则时间间隔

（28800S × 8ml）

（S）= ≈230S

1000ml

四、存在的问题

管线自动取样方式并不能完全解决管线输油中的全部问题，特别是目前采用的自动取样方式仍然是时间比例样，按时间比例流量不均衡仍有可能造成失准（保证取出样品与管线内流体速率成比例），在等时间段内输油相差过大，而不同时段的密度值、含水率等又存在较大差异时，仍然会严重影响取得样品的代表性。使用中应注意：1）优化选择取样位置，首选逆流向立管处，确需安置水平位置要确保流态为紊流状；2）加强管线中输送介质温度、流量的监测，避免较大幅度的变化，导致取得的油样品失准。

五、结论

管线自动取样器，可以克服手工取样的缺陷，可自动，近乎连续的取样，既避免了因输油工况的变化，油质不均等造成的样品代表性差的问题，又可消除人为因素的影响，使样品更具代表性，既减轻取样工人的劳动强度，又避免了因样品代表性问题引发的计量纠纷。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。