原油自动采样器作为保障原油贸易计量、质量检测准确性的关键设备,其采样方式需根据工艺场景、介质特性及检测需求进行科学选择。目前主流的采样方式可从不同维度划分为以下几类:
按采样位置划分
管道内置式采样是最常见的方式,采样探头直接插入输送管道内部,通过与流体的动态接触获取样品。这种方式能最大程度减少样品在传输过程中的二次污染,尤其适用于高压、高粘度的原油输送管道。探头设计通常采用斜切口或多孔结构,可避免流体冲击导致的样品扰动,确保采集的样品具有代表性。
罐区静置采样则适用于储罐等静态存储场景,采样器通过机械臂或伸缩式管道深入罐内不同液位。由于原油在储罐中会因密度差异形成分层,此类采样需实现多点位采集,部分设备可通过程序控制在垂直方向上完成 5-10 个采样点的连续取样,最终混合成综合样品。
按采样时间规律划分
定时定量采样通过预设时间间隔(如每小时 1 次)自动启动采样程序,每次采集固定体积的样品(通常 50-200 毫升)。这种方式适用于生产过程中的常态化质量监控,能直观反映原油性质的时间变化趋势,广泛应用于油田集输站和长输管道沿线。
流量比例采样则更为智能,其采样频率与原油瞬时流量实时关联,流量越大,采样间隔越短。例如当流量从 100m³/h 升至 200m³/h 时,采样间隔可能从 10 分钟缩短至 5 分钟,确保单位体积原油的采样量保持恒定。这种方式能有效规避因流量波动导致的样品偏差,是贸易交接计量中的首选方案。
按采样原理划分
真空抽吸式采样利用负压原理将原油吸入样品罐,适用于低粘度原油。设备通过真空泵在采样管路中形成真空环境,原油在压差作用下自动流入,配合电磁阀控制可实现精准的体积计量。但对于高含蜡原油,需配备伴热装置防止管路堵塞。
加压推送式采样则通过液压或气动装置主动抽取样品,能应对高粘度、高含砂量的恶劣工况。其核心是高压柱塞泵,可提供 0.5-2MPa 的推送压力,确保样品在长距离传输(最长可达 50 米)中保持流动状态,常用于油田井口和联合站。
按采样流程控制划分
全自动采样由 PLC 控制系统全程主导,通过流量计、密度计等传感器实时监测原油参数,自动调整采样频率和取样量。系统可存储 3 个月以上的采样数据,并支持与上位机通信,实现远程监控和数据追溯,符合现代化油田的智能化管理需求。
半自动采样则需要人工介入部分流程,例如设定采样时间间隔、手动启动采样程序等。设备保留了自动取样和样品储存功能,但减少了传感器数量和数据处理模块,成本较低,适用于中小型油库和计量站。
不同采样方式的选择需综合考虑原油性质(粘度、含砂量、含水率)、工艺条件(压力、流量、温度)及检测目的(贸易计量、质量分析、过程控制)。例如在贸易交接中,通常采用流量比例控制的全自动管道采样,以确保样品的代表性和公正性;而在油田井口的日常监测中,加压推送式的定时采样则更为实用,能适应现场复杂的工况环境。随着技术的发展,新型原油自动采样器正朝着多参数融合、自适应调节的方向演进,进一步提升采样效率和数据可靠性。