[发明专利]一种精准测量管内固液两相流浓度的取样装置

说明书

本发明公开了一种精准测量管内固液两相流浓度的取样装置。所述取样装置包括储液罐和取样杆；储液罐设于主管道的管壁上且与主管道密封配合；储液罐的侧壁上近其底部处设有出流导管，出流导管的末端连接节流阀；储液罐内设有与其环壁密封配合且固定连接的推片；取样杆的上部与推片垂直固定连接，其下部延伸至主管道的管壁上设置的通孔，取样杆的末端能与通孔密封配合；取样杆的上部设有出液口，出液口设于推片的下部；取样杆的下部仅在其末端处设有进液口；取样杆的上部与升降控制装置连接，升降控制装置能控制取样杆上下移动。本发明装置可以通过蜗轮丝杆升降机的转轮转动带动取样杆在主管道内上下运动，实现主管道内不同高度的多点精准取样。

技术领域

本发明涉及一种精准测量管内固液两相流浓度的取样装置，属于多相流管道输运领域。

背景技术

在现代工业如石油、化工、核电、海洋工程等领域，输运管道被广泛应用于各类流态物料的传输，我国正在投资建设一些重点项目，如西气东输工程、海底石油输送管线、核电站、新型舰艇均有应用，而这些输运管道内流体多为多相流，对多相流管道内部代表性样品进行取样和分析，测定其含水率、泥沙浓度、组分、浓度、pH、沉淀物含量等物性参数有时是必要的，尽管有些管道安装有在线测量仪器，可以实现对流体中物性参数的实时测量，但往往测量指标单一、配套的测量仪器价格昂贵且所采集的样品可能不具有代表性，因此有必要进行多相流管道内部样品的原位取样，用试验室分析的方法确定多相流液体特征参数，因此，及时、准确、均匀地取样，其重要性不亚于化验工作本身。

现有管道取样装置一般分为以下几个类型：一是在主管道上旁通一个支管，然后连接一个阀门，取样时打开阀门，主管道内流体就会在管道内压力作用下流出，达到取样的目的；二是对第一种取样装置进行了改进，紧贴主管道外壁添加了相对复杂的取样机构，取消了旁接管道，基本的原理不变；三是主管道上安装深入管道内的取样管，通过其他复杂机制实现管道内流体的取样。以上三类方法均存在明显弊端：1、第一类取样装置因为支管连接于主管道管壁，因此所取样品均为管壁处流体，而管道多相流在管道不同截面处流体的物理状态(浓度、流速、分布等)是不同的，因此，取样存在系统误差；另外，由于旁接支管具有一定长度，因此，支管内长期存在静止流体，影响下一次取样的纯度；第三，如果管道内流体粘性很大或者比较容易凝固，则极易导致支管堵塞，影响取样。2、第二类取样装置虽然解决了取样不纯和容易堵塞的问题，但是仍然存在只能取到主管管壁某处的样品，存在取样系统误差。3、第三类取样装置只是把取样点从管道壁面移到了管道中间位置，可以取到管道内主流流体样品，但是无法取样管壁处样品，仍然存在一定误差，同时，由于取样管长期处于主管道中央，取样管本身具有一定体积和形状，会严重阻碍主管道过流能力(特别是当主管道管径较小时)，甚至引起管路堵塞等。

发明内容

本发明的目的是提供一种管内固液两相流动精准取样装置，可通过移动取样管达到主管道不同深度实现精准取样，并且不影响主管道的过流能力，取样精准，在一定程度上提高了取样效率和样品真实性、代表性。

具体地，本发明所提供的精准测量管内固液两相流浓度的取样装置，包括储液罐和取样杆；

所述储液罐设于主管道的管壁上且与所述主管道密封配合；

所述储液罐的侧壁上近其底部处设有出流导管，所述出流导管的末端连接节流阀；

所述储液罐内设有与其环壁密封配合且固定连接的推片；

所述取样杆的上部与所述推片垂直固定连接，其下部延伸至所述主管道的管壁上设置的通孔，所述取样杆的末端能与所述通孔密封配合；

所述取样杆为中空杆件，所述取样杆的上部设有出液口，所述出液口设于所述推片的下部；所述取样杆的下部近其末端处设有进液口；

所述出液口和所述进液口平行于所述主管道的轴向方向，即所述进液口和所述出液口对准所述主管道的过流方向；