专利名称：耐高压轻质量流体样品加注装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油物理性质测量技术领域，特别是涉及一种耐高压轻质量流体样品加注装置。
背景技术：
在石油物理性质参数测量实验中，流体转样在多种实验中均有应用，受气体本身压缩性的影响，精确计量气体转样量是比较困难的。气体由于密度较低，常以体积作为计量标准。由于气体压缩性较大，因而在观察类实验中(气体体积较�。段г�50mL内)，不能定量测量气相的物理参数，例如不同压力条件下的密度等。在油气田开发实验常用的耐压容器内，精确测量不同压力条件下的气相体积是无法实现的。通常的测量方法是利用容器的内部有效体积进行计算，若压力升高，则减去驱替活塞的体积。这种方法的计量误差在大体积的驱替实验中是很小的，但是在百毫升范围内，误差控制在I %以下非常困难。造成测量困难的原因有两个方面(I)测量气体体积。通过驱替泵进行转样计量，则活塞产生的小阻力及微压差产生的气体压缩量对体积测量误差影响很大，以至于测量结果不能用于进一步的参数计算。(2)测量气体质量。该方法是精确的测量方法，但是盛装气体的容器与气体质量比相差悬殊，需要测量范围大而且测量精度高。目前高品质的实验室电子天平能做到测量范围llOOg，精度lmg。单纯依靠提升电子天平的能力也无法精确测量油气田开发实验中的气相质量，因为高压条件下常用的盛装容器本身在操作过程中也会带来足够大的质量波动。以上两个方面限制了气相流体质量(体积)的精确计量。目前尚未有适合以上条件的高精度计量气体体积的装置，设计耐高压且能计量气体转样质量(体积)的装置对各类实验设计及研究进展均有促进作用。该装置在气相流体密度测量方法及流程中均可应用。
实用新型内容本实用新型的目的是，提供一种耐高压轻质量流体样品加注装置，其结构简单，测量精度较高。本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现一种耐高压轻质量流体样品加注装置，所述加注装置包括耐压容器和推动部件，所述耐压容器由容器筒，活塞，中空丝堵和控制容器筒内流体进出的阀门组成，阀门位于容器筒的外部，并连接在容器筒的一端，中空丝堵连接在容器筒的另一端，活塞可移动地密封连接在容器筒内，所述推动部件包括推动杆，推动杆的一端穿过中空丝堵而连接在活塞上。如上所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，所述推动部件还包括容置膛，所述推动杆可移动地连接在容置膛上，所述容器筒放置于容置膛上。如上所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，所述容置膛包括前挡板，膛壁和后挡板，所述膛壁连接在前、后挡板之间，膛壁的上部呈凹弧形，所述容器筒放置在膛壁的凹弧形上，并挡止于前、后挡板之间，所述推动杆可移动地连接在后挡板上。如上所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，所述推动杆包括丝扣杆和扳手杆，扳手杆连接在丝扣杆的一端，丝扣杆的另一端穿过所述中空丝堵而连接在所述活塞上。如上所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，所述活塞的面向所述丝扣杆的一面设有冠状槽，所述丝扣杆的另一端设有顶头，所述顶头与冠状槽相对应。如上所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，所述前挡板的上部设有卡管槽。如上所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，所述中空丝堵具有外丝扣和外盖，外丝扣连接在外盖的一侧，外丝扣与容器筒配合连接，外盖挡止于容器筒外，中空丝堵上设有中空通道。如上所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，所述流体为气体。本实用新型的加注装置的特点和优点是1.采用分体式设计，可采用称重法测量转注气体的质量，测量精度大幅提高，可达到实验要求；2.测量高压条件下的气体质量(体积)，配合观察设备可计算气体密度；3.测量装置操作简单。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的结构示意图；图2是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的耐压容器的结构示意图；图3A是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的活塞的主视示意图；图3B是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的活塞的侧视示意图；图4A是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的中空丝堵的主视示意图；图4B是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的中空丝堵的侧视示意图；图5是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的推动部件的主视示意图；图6是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的推动部件的主视示意图，其中容置膛显示了剖面状态；图7是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的前挡板的侧视示意图；图8是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的后挡板的侧视示意图；图9是本实用新型的耐高压轻质量流体样品加注装置的推动杆的主视示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。如图1至图4B所示，本实用新型实施例提出的耐高压轻质量流体样品加注装置，其包括耐压容器I和推动部件2。所述耐压容器I由容器筒la，活塞lb，中空丝堵Ic和控制容器筒Ia内流体进出的阀门Id组成。容器筒Ia是盛装气体的空间，阀门Id位于容器筒Ia的外部，并连接在容器筒Ia的一端，中空丝堵Ic连接在容器筒Ia的另一端。活塞Ib可移动地密封连接在容器筒Ia内，S卩，活塞Ib通过前后移动实现气体的进出功能，而且可以调节容器筒Ia的气体压力。所述推动部件2包括推动杆2a，推动杆2a的一端穿过中空丝堵Ic而连接在活塞Ib上。本实施例在工作时，首先通过真空泵从阀门Id将分析筒3的前部抽真空，活塞Ib到达容器筒Ia的前端，关闭阀门ld，并连接盛装样品容器(初始压力与实验压力相同)；打开阀门1山同样品容器内的高压气体通过阀门Id进入耐压容器I的容器筒Ia内，并使活塞Ib移动到末端。活塞Ib平衡后，样品容器的压力与耐压容器I内的压力相同，关闭阀门Id。加注气体后的耐压容器I称重，接着将耐压容器I放置在推动部件上，将耐压容器I的前端的阀门Id与实验流程的流程容器(真空状态)连接，打开阀门ld，耐压容器I内的气体进入流程容器内，借助推动杆2a推动活塞Ib向前移动，满足气体的实验用量后关闭阀门ld，断开耐压容器I与实验流程的连接。其中，耐压容器I为盛装高压气气体的部件，最高耐压可为70MPa。容器筒Ia可由铝合金材质制成，可为容积50ml。容器筒Ia的前端有孔，用于与阀门Id连接。活塞Ib与容器筒Ia密封连接，例如活塞Ib与容器筒Ia之间设有密封圈。推动部件2可采用钢质材料，与耐压容器I配合使用，推动部件2推动活塞Ib完成转样操作。本实施例的特点是:(I)设计轻质量的耐压容器，适用于测量范围大、测试精度高的电子天平(测量范围llOOg，精度Img)。并且该装置设计有推动耐压容器内气体的部件，能实现转样操作。(2)在测量范围大和测试精度高的双重要求下，设计采用了分体设计，即:耐压容器部分具有盛装高压气体，且本身质量轻；推动部件与耐压容器组合后可推动容器内的气体进行转样操作。根据本实用新型的一个实施方式，如图5至图9所示，所述推动部件2还包括容置膛2b，所述推动杆2a可移动地连接在容置膛2b上，所述容器筒Ia放置于容置膛2b上。所述容置膛2b包括前挡板2bl，膛壁2b2和后挡板2b3，所述膛壁2b2连接在前、后挡板2bl、2b3之间，膛壁2b2的上部呈凹弧形，所述容器筒Ia放置在膛壁2b2的凹弧形上，并挡止于前、后挡板2bl、2b3之间，所述推动杆2a可移动地连接在后挡板2b3上。其中，膛壁2b2为半环状柱体，起连接前、后挡板并支撑的作用。所述推动杆2a包括丝扣杆2al和扳手杆2a2，扳手杆2a2连接在丝扣杆2al的一端，丝扣杆2al的另一端穿过所述中空丝堵Ic而连接在所述活塞Ib上。其中，扳手杆2a2可方便操作。如图3A和图3B所示，所述活塞Ib的面向丝扣杆2al的一面设有冠状槽lbl，所述丝扣杆2al的另一端设有顶头2a3，所述顶头2a3与冠状槽Ibl相对应。在通过推动杆2a推动活塞Ib移动时，顶头2a3顶压在冠状槽Ibl内，以保证丝扣杆2al的直线运动。[0044]配合图7所示，所述前挡板2bl的上部设有卡管槽2b4，耐压容器I前端面与阀门Id间的连接管线放入卡管槽2b4中。前挡板2bl可承担丝扣向前的推动压力。配合图8所示，后挡板2b3内设有内丝孔2b5，配合丝扣杆2al使用，为丝扣向前推进提供支撑。配合图4A和图4B所示，所述中空丝堵Ic具有外丝扣Icl和外盖lc2，外丝扣Icl连接在外盖lc2的一侧，外丝扣Icl与容器筒Ia配合连接，外盖lc2挡止于容器筒Ia外，中空丝堵Ic上设有中空通道lc3，便于推动杆2a穿过与活塞Ib接触。当容器筒Ia内盛装高压气体且推动杆2a与活塞Ib未接触时，中空丝堵Ic对活塞Ib起支撑作用；当推动杆2a推动活塞Ib运动时，中空丝堵Ic承担了推动力。本实施例的具体操作步骤如下(I)容器筒Ia内气体加注过程由阀门Id抽真空30分钟，活塞Id到达容器筒Ia前端，关闭阀门ld，并连接盛装样品容器(初始压力与实验压力相同)；打开阀门ld，同样品容器内的高压气体通过阀门Id进入耐压容器I的容器筒Ia内，并使活塞Ib移动到末端。活塞Ib平衡后，样品容器的压力与耐压容器I内的压力相同，关闭阀门Id。(2)加注气体后的耐压容器I称重，获得ml值。(3)气体转注过程将耐压容器I放置在膛壁2b2上，将耐压容器I的前端的阀门Id与实验流程的流程容器(真空状态)连接，打开阀门ld，耐压容器I内的气体进入流程容器内，操作扳手杆2a2，借助丝扣杆2al推动活塞Ib向前移动，满足气体的实验用量后关闭阀门ld，断开耐压容器I与实验流程的连接。(4)将丝扣杆2al退至最末端，取出耐压容器I称重，获得m2值；可计算出转样的气体质量m2-ml ;该精度为lmg，满足常规PVT实验要求。在可视条件的辅助下，能精确测量转注容器内的气体体积，则温度、压力变化条件下的密度可得。下面采用实例比较说明采用本实施例的加注装置所做的实验测量以及采用常规方法所做的实验测量实验测量50°C，压力IOMPa时的天然气密度。常规方法先测量室温、大气条件下的天然气密度；之后利用PV关系方程进行计算，压缩因子需要依据天然气组成查手册(存在一定误差)。采用本装置的实验准备，利用PVT可视装置。测试步骤①室温下耐压容器内加注8MPa天然气，称重ml = 603. 085g ；②转样后称重m2 = 600. 14g ;转注气体体积47. 5mL ；③PVT可视装置升温至50°C，加压至lOMPa，此时测量气体体积为42. 62mL ;计算知此时天然气密度为O. 0691g/mL。④此后变化测试温度和压力，可方便得到对应的天然气密度变化。以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
权利要求1.一种耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述加注装置包括耐压容器和推动部件，所述耐压容器由容器筒，活塞，中空丝堵和控制容器筒内流体进出的阀门组成，阀门位于容器筒的外部，并连接在容器筒的一端，中空丝堵连接在容器筒的另一端，活塞可移动地密封连接在容器筒内，所述推动部件包括推动杆，推动杆的一端穿过中空丝堵而连接在活塞上。
2.根据权利要求1所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述推动部件还包括容置膛，所述推动杆可移动地连接在容置膛上，所述容器筒放置于容置膛上。
3.根据权利要求2所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述容置膛包括前挡板，膛壁和后挡板，所述膛壁连接在前、后挡板之间，膛壁的上部呈凹弧形，所述容器筒放置在膛壁的凹弧形上，并挡止于前、后挡板之间，所述推动杆可移动地连接在后挡板上。
4.根据权利要求3所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述推动杆包括丝扣杆和扳手杆，扳手杆连接在丝扣杆的一端，丝扣杆的另一端穿过所述中空丝堵而连接在所述活塞上。
5.根据权利要求4所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述活塞的面向所述丝扣杆的一面设有冠状槽，所述丝扣杆的另一端设有顶头，所述顶头与冠状槽相对应。
6.根据权利要求3所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述前挡板的上部设有卡管槽。
7.根据权利 要求1至6任意一项所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述中空丝堵具有外丝扣和外盖，外丝扣连接在外盖的一侧，外丝扣与容器筒配合连接，夕卜盖挡止于容器筒外，中空丝堵上设有中空通道。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的耐高压轻质量流体样品加注装置，其特征在于，所述流体为气体。
专利摘要本实用新型公开了一种耐高压轻质量流体样品加注装置，其包括耐压容器和推动部件，所述耐压容器由容器筒，活塞，中空丝堵和控制容器筒内流体进出的阀门组成，阀门位于容器筒的外部，并连接在容器筒的一端，中空丝堵连接在容器筒的另一端，活塞可移动地密封连接在容器筒内，所述推动部件包括推动杆，推动杆的一端穿过中空丝堵而连接在活塞上。本实用新型的结构简单，测量精度较高。
文档编号G01N9/04GK202916160SQ20122054852
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者秦积舜, 陈兴隆, 李实 , 俞宏伟, 张可 申请人:中国石油天然气股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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