化工装置取样系统设计

Ⅰ 液压系统数据采集装置的设计

液压系统具有功率大、响应快及精度高等特点，已经广泛应用于冶金和制造领域。但其故障又具有隐蔽性、多样性、不确定性及因果关系复杂等特点，故障出现后不易查找原因，而且故障发生会带来巨大的经济损失。通常，液压系统只能靠定期检查和维护来排除故障，这种方法有一定的滞后性。因此需要实时监测液压系统的状态数据并及时分析以减少故障率，确保工程机械正常、连续运行。传统单片机已广泛应用于数据采集和处理中，虽然其价格便宜、易于开发，但是在存储空间和网络传输方面往往难以满足工程上的要求。因此，笔者针对液压系统采用了基于ARM 的数据智能采集终端。

采集终端通过分布在液压系统各处的传感器对油压、流量和温度3 类信号进行采集，并将采集到的信号进行滤波、放大，然后模数转换，数据经过分析后进行统一的编排与压缩，最后通过通信模块进行传输，将数据传输到本地监控中心做进一步故障诊断。

1 硬件总体结构

智能数据采集终端系统采用三星的ARMS3C2440 为主控芯片、GTM900-C GPRS 为通信模块。整个硬件系统分为3 部分： 主控模块、数据采集模块和通信模块，具体结构如图1 所示。

终端的主控模块包括控制芯片电路、存储电路、电源电路以及串口和JTAG 接口电路； 数据采集模块包括传感器电路、信号调理电路以及8 路A/D转换电路； 通信模块包括GPRS 芯片以及外围电路。其中ARM 与GPRS 之间的通信是通过RS-232 总线完成。

Ⅱ 石油化工实验室设计方案怎么做

油化实验室设计建设方案SICOLAB，如下
1 石油化工实验室设计总体要求
1．1 石油化工实验室设计原则
1)设计必须贯彻执行国家现行的有关方针政策和法规，做到技术先进、安全可靠、经济合理、确保质量、节省能源和符合环境保护的要求。
2) 以人为本，以 “经济、实用、安全”为出发点，在满足电网安全经济运行的前提下应力求精简节约，降低工程投资。
1．2 石油化工实验室选址要求
1)应具有水源、电源、信息交换、消防安全保障的条件及措施。
2) 应避开噪声、振动、电磁干扰和其它污染源，或采取相应的保护措施。对工作自身产生的上述危害，亦应采取相应的环境保护措施，防止对周围环境的影响。
1．3石油化工实验室建筑装修要求
1)规划面积指标应按 《科研建筑工程规划面积指标》的规定执行。油化实验室分简化分析室、色谱分析室，面积不宜低于40m ，净高不宜低于2．8Om ，设置空气调节时，不应低于2．4m ，窗台高度一般应≥0．9m ，房间窗地面积比不应小 于 1：6。
2)应配置相应的贮藏室，储藏室应设置在背光通风的位置，不应留太多窗，最好居高布置，窗下沿距地面2m 为宜。油化实验室应考虑紧急疏散的问题，实验室门宽度不应小于1m 并设有安全门，高度不应小于2．1Om。实验室内通道要求顺畅，防止发生危急情况时，出现通道堵塞现象，设计时常用岛型、半岛型、L字型、u 字型等实验室布局方案。主通道、两个中央台双面操作，间距大于1．5m，边台单向距离大于1．3m。
3) 实验室要满足防火、防潮、防腐等要求具备通风、净化、消毒、无菌等功能；地面应坚实耐磨、防水防滑、不积尘，且具有耐酸、碱腐蚀的性能；墙面应光洁、无眩光、不起尘；实验室不宜吊顶。宜利用天然采光，且尽量避免阳光直射，实验室应考虑预留排风管道及独立的排污管道，对试验产生的有毒有害气体液体要做到二次处理排放，达到排放标准。
1．4 石油化工实验室总体布局
实验室中央通常设置中央实验台，台上设置试剂架，中央实验台的纵向侧面或中间设置洗涤台 (洗涤台设置靠近水源)。中央实验台的正向和纵向一侧设置试验边台、试剂架、组合架、吊柜等，另一侧靠墙设置通风柜 (通风柜的位置应便于通风管道的连接)、干燥架、药品柜、器皿柜。大门的左侧通常放置安全设备，洗眼器、灭火器等。试验台与侧墙之间的净距不应小于 1．20m，与大门的净距不应小于1．20m。
2 实验室气路的设计
1) 石油化工实验室常用气体为氢气、压缩空气和氮气。有条件的应远离工作点设计具有防爆性能的气体存放室，没有条件的需设置带有全自动报警功能的气瓶安全柜存放。由气瓶室引入的气路，主要的控制阀门和减压阀门都安装在实验室外。实验室气体管路主要材质为不锈钢，安装在天花板下方，沿着墙走，这样便于检查和维修。此外，中央试验台气体管路的引入通过服务柱；所有的气体管路在工作台上有合适的控制阀门和相应的取气口，便于操作；所有气体管路的连接采用无缝焊接。压缩空气气体在管路上有个过虑杂质和水分的净化装置，易燃排气管路不能并在一 起，盘管由不锈钢材料制成，有足够的韧性。减压阀要有标示，标明压力释放级别。所有阀门、调节装置、压力表都由高质量的不锈钢制成，所 有气体管路有合适的接地保护措施。
2)气瓶柜的技术要求为铝型35×35框架，柜门、侧板采用金属冷轧板，均用环氧树脂粉沫喷涂，内设可活动的气瓶抱箍，便于气瓶的更换和移动。地脚为不锈钢螺丝、尼龙罩盖、橡胶底座组合结构，可调节高度为0—0．3m。配置了气体泄漏报警、温度数字指示、气体泄露时自动排放。具有防爆、阻燃等功能。
3) 石油化工实验室应按照房间大小比例设计相应数量带逆风阀的换气扇，使空气流通顺畅，保持清洁。每个房间都要设计带有过滤装置的通气孔，如果是带有室内走廊的房间也可在门窗上设百叶窗，尺寸按照排气量比例关系计算。
3 实验室水电设计
1) 石油化工实验室上水管采用常用的PVC材料，下水采用PVC或陶瓷，最小坡度不小于5度，下水管路设计二次蓄水装置，使消毒净化达到标准排放。下水管路应设计独立回路，不宜与卫生间等其它下水道连通。
2) 实验室电源采用38OV 交流三相五线制电源和220V 交流单相三线制电源，采用铜芯BVR、BV 电线，线径、断路器大小按照用电容量计算。较大负荷电器单独设回路，并设计相应自动保护开关。贵重仪器、精密仪器电源，设计交流稳压装置或设隔离电源，以确保仪器安全可靠运行。实验室应有可靠的接地装置，所有插座，设备外壳都要良好接地，确保人身安全。合理设计空调、照明及电加热装置，确保实验室温度、湿度和照明安全可靠。
4 实验室通风设计
1) 排风系统工程是实验室建设的关键。通风气体管道应符合防火，防爆，防腐，防泄漏，防雷击等安全要求，并通过综合降噪、优化管系，优化风机和气流组织等措施，保证通风排毒系统在安全状态下运行。排风管的材料首选为FRP无机树脂材料，也可用PVC材料或PP材料，风管内壁应制做粗糙面，可减少风流噪声，直径25O—50omm，按照排风量要求确定尺寸。
2)风机的选择一般为FflP防腐风机。单台通风柜可选择轴流风机，双台通风柜可选择斜流风机，多台通风柜或需要排风量较大时采用离心风机。同时也可以考虑屋顶设置风机，选择同上。防腐风机应安装在室外屋顶，出风口设防雨、鸟罩，还需减振器、逆风阀、消音器。如果实验室是空调房间安装通风柜，应合理设计补风装置，以避免浪费能源。
5 试验及办公设备的选择
石油化工实验室办公设备应配置中央试验台 (含洗涤池、试剂架)、试验边台、通风柜、药品柜、器皿柜、试验凳，无单独气瓶室的应配置带报警装置的气瓶柜。试验台应能达到耐热、耐腐蚀、耐油且承重性较好的要求 (要求承重在5Okg以上)。试验台的桌面材质可选实心理化板、环氧树脂、全钢、全木、陶瓷等，其耐高温、耐腐蚀、耐油污及照价等综合性能各有优劣，试验台以选用陶瓷桌面，钢木柜体的较为理想，但造价较高。选用陶瓷台面应符合GB／Tl7657—1999的试验要求，柜体为钢木结构，配备专用电源插座和管路，满足耐高温、耐油、耐强酸强碱、耐磨，单位面积承重在60kg以上、吸水率小于O．005％、无辐射等健康环保的要求；隔板采用l8mm 厚的三聚氢氨板，经优质2ⅡunPVC 胶加热熔封边防水处理；钢架采用6Omm ×40mm ×2mm 方钢，经酸洗、磷化，环氧树脂烤漆处理；拉手采用不锈钢拉手、DTC铰链，地脚可调。
6 实验室环境控制
建立实验室管理制度，作好实验室的卫生、安全等管理工作，确保实验室良好的工作秩序，油化室负责人对实验室秩序进行日常监督检查。建立实验室的管理台帐，帐、卡、物相符。执行单位资产管理制度，停用的设备应办理相关手续。

Ⅲ 石化企业排水系统和安全措施设计

排水系统是给排水设计中的一项重要内容。石化企业排水系统因所接纳污水性质和所在区域的特殊性，必须要确保其能够安全运行。依据相关规范，同时结合工程实践经验，探讨了石化企业排水系统设计时应注意的问题及应采取的安全措施。
排水系统是每个企业正常生产运行中不可缺少的组成部分，鉴于化工生产过程中所使用的原材料、辅助材料、半成品和成品中绝大多数属于易燃或可燃物质，许多物料还具有毒性、腐蚀性，石化企业排水系统在设计时就需要考虑相应的安全措施，防止发生安全事故。本文依据相关规范，同时结合工程实践经验，探讨石化企业排水系统设计时应注意的问题及应采取的安全措施。
1石化企业排水性质及特点
石化企业通常有工艺装置区、原料及成品储存区、运输装卸区、公用设施区、辅助生产区、管理区六大区域。各区域排水性质见表1。
2导致排水系统不安全的因素
导致排水系统不安全的因素一般包括：①未分辨排水水质性质，一些本应先经过预处理或专设废水排水管的污废水，在没有得到有效处置时直接排入全厂性生产排水系统；②对突发的工况估计不足，造成污废水外流茄返迟，导致环境污染，甚至引发大面积爆炸；③对排水管道材质、敷设方式、水封等细节考虑不充分；④忽视企业生产运行后的日常维护和管理，造成安全事故。
3排水系统设计
3．1排水系统设置依据“清污分流，分质排水”原则，石化企业应设置不同的排水系统，如生活污水系统、生产废水（含初期雨水）系统、清净废水和雨水系统，也可根据不同的处理要求增加或合并其他排水系统。3．1．1生活污水系统生活污水宜采用独立的排水系统［1］。如遇门卫室等距离厂区生活排水系统较远，且排水不影响生产废水处理效果时，在化粪池后可直接排入厂区生产废水系统。汇入前必须设置水封等隔断措施［2］，避免生产废水系统中有毒有害气体、可燃气体反窜入生活设施而引发安全事故。
3．1．2生产废水（含初期雨水）系统生产废水系统要结合废水性质、浓度、水量、排水频率及排水场所特点，合理确定预处理、收集、处置方式等各环节设计方案。生产废水管中如存在能引起爆炸及火灾危险的气体，在与此管网连接的各世卖处排水出建构筑物、设备区、罐区等处；全厂支干管与干管交汇处；全厂支管、干管管长超过300m处时均应设置水封措施［1，3-4］。除在工艺装置、罐区等场所外，在丁戊厂房、公用工程等排水本身没有可燃物质的场所，为确保排水系统安全，其排水在汇入生产废水管网系统前也需设置水封井［4］，以防止危险气体反窜。一般罐区、泵区、工艺装置区、装卸站等露天区域均需考虑初期雨水。设计时要合理确定初期雨水量的受污染面积，一次降水深度按15～30mm确定［2］。消防事故状态下应采取应急措施，避免废水外排对水体环境的影响。
防火堤、围堰、初期雨水池、消防废水池等都可以用来储存消防废水。消防废水量计算时应包括消防用水量、物料泄漏量、事故时汇入消防废水收集系统的降雨量及废水量［5］。3．1．3清净废水系统公用设施区、辅助生产区等区域的清净废水虽然本身没有危险性，且排水区域危险类别多属丁戊类，但经常因为管网造价、工程占地等原因将其排入全厂生产废水管，容易忽视安全问题，引发爆炸事故。因此，上述区域排水并入全厂生产废水前应采取水封、降温等安全措施。清净废水的污染性也不能被忽略。开式循环冷却水系统排水包括系统排污水、旁流水处理过程的反冲洗排水、清洗预膜过程的置换水、水池溢流排空水等；闭式系统在试车、停车或紧急情况下会排出含有高浓度药剂的循环冷却水，处置方式需根据排颤李放标准结合水质情况确定，优先考虑回用，不能回用的超标废水经过处理达标后才能排放。
3．2排水系统布局
3.2.1合理规划排水路径排水路径应保证污废水排除顺畅，同时考虑日常维护及事故状态下对周围水体带来的影响。规范对输送易沉介质、有毒害介质、腐蚀性介质的管道、压力流污水管道建议架空敷设［1，6］，可以方便检修，并能及时发现安全隐患。含有可燃液体的生产废水管不能纵向敷设于车行道和工艺管廊下［1，3，6］，既可以降低汽车尾气带来的火灾危险，又能避免检修时开挖道路对通行造成的影响。消防废水池要结合厂内地坪高度，设置在管网末端工厂地势低洼处，否则会给事故应急响应工作带来困扰。如某些老厂改造时将消防废水池设置在管网起端，水池与管网间连通管设在现有管道标高以上，而厂内地坪整体由管网起端向管网末端降低，这样的设置非常不利于消防废水的收集。事故时，管网末端切断阀关闭后，水位抬高到连通管标高以上才能回流入废水池中。
3．2．2正确选择排放方式污废水排放方式可以是重力流管道、明沟、压力提升或以上几种形式的组合。无论采用哪种方式，都需结合排水水质特性、排水源所在位置等综合考虑后确定，并保证排水及时有效、安全合理。含可燃物质的生产废水、含油污水应用管道或暗沟方式排水［3，7］；清洁雨水可用明沟或暗管排水；对需架空敷设的管道均应采用压力提升方式排水。明沟排水时需注意：①为避免挥发性有害物质等引发的次生事故，雨水排水系统兼作消防事故水收集系统时不能使用明沟形式；②室内采用明沟排水，且明沟需控制在30m以内时，每段明沟需分别排入生产废水系统，不能使用暗管将各段明沟连通；③为防止低温液体泄漏气化时迅速膨胀引起爆炸，低温罐区装卸口30m范围内应采用明沟形式排水。
3．3排水系统设施设计
3．3．1爬梯腐蚀性污水井内不设爬梯［1，6］，类似场所：初期雨水池、事故池等。爬梯属井、池内的附属构件，往往被随意对待，给以后的检修工作带来安全隐患。如果不能确定防腐措施的效果，正确的做法是不设爬梯。3．3．2跌水井含有挥发性有毒、有害、可燃气体的污水管道系统不应设置跌水井［1］。在新建和已建管网系统连接时，应当特别注意衔接点的标高，不能使含有上述污水的排水产生跌水现象。3．3．3水封水封设置时容易忽略的几处位置：①敷设有可燃气体、液化烃、可燃液体管道的管沟［3］；②隔油池进出水管道［3］；③重力流循环水回水在工艺装置总出口处［6］。3．3．4检查井与通气管甲、乙类的罐区、装置区内的检查井，散发有毒有害气体可引起火灾、中毒事故的管道，隔油池5m以内的水封井、检查井，均要求井盖与井座间密封，且井盖不得有洞［1，3］。
为保证管道内可燃气体有组织排放，减少明火接触，甲、乙类装置区、罐区的支干管、干管最高处检查井内，隔油池内设排气管。需有通气措施的类似场所还有化粪池、降温池［8］。3．3．5管道材质与防渗管道防渗很容易在工程设计中被忽略，其做法与管道材质有着密切关联［9］。选择管道材质除根据污废水水质［10］，还应考虑管道防渗做法，需结合工程施工难度及工程造价后确定。3．3．6切断阀排水系统选用切换阀时需要注意阀门类型。很多工厂在进行管道切换时采用闸门，此种阀门有一定的泄漏量，即无法实现完全截断，会有少量过流。如果需要完全切断，选用刀闸阀较为合适。为保障人身安全及应急操作及时有效，工厂排放口处、及距罐区、装置区小于15m范围内的排水切断阀需考虑远程控制功能。
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Ⅳ 关于食品工程原理里的精馏塔实验该如何设计

实验8 筛板精馏塔实验
一、实验目的
1.了解筛板式精馏塔的结构流程及操作方法.
2.测取部分回流或全回流条件下的总板效率.
3.观察及操作状况.
二、实验原理
在板式精馏塔中,混合液的蒸汽逐板上升,回流液逐板下降,汽液两相在塔板上接触,实现传质,传热过程而达到两相一定程度的分离.如果在每层塔板上,液体与其上升的蒸汽到平衡状态,则该塔板称为理论板,然而在实际操作中、汽、液接触时间有限,汽液两相一般不可能达到平衡,即实际塔板的分离效果,达不到一块理论板的作用,因此精馏塔的所需实际板数一般比理论板要多,为了表示这种差异而引入了“板效率”这一概念,板效率有多种表示方法,本实验主要测取二元物系的总板效率Ep ：

板式塔内各层塔板的传质效果并相同,总板效率只是反映了整个塔板的平均效率,概括地讲总板效率与塔的结构,操作条件,物质性质、组成等有关是无法用计算方法得出可靠值,而在设计中需主它,因此常常通过实验测取.实验中实验板数是已知的,只要测取有关数据而得到需要的理论板数即可得总板效率,本实验可测取部分回流和全回流两种情况下的板效,当测取塔顶浓度,塔底浓度进料浓度 以及回流比 并找出进料状态、即可通过作图法画出平衡线、精馏段操作线、提馏段操作线,并在平衡线与操作线之间画梯级即可得出理论板数.如果在全回流情况下,操作线与对角线重合,此时用作图法求取理论板数更为简单.
三、实验装置与流程
实验装置分两种：
（1）用于全回流实验装置
精馏塔为一小型筛板塔,蒸馏釜为卧直径229m长3000mm内有加热 器.塔内径50mm共有匕块塔板,每块塔板上开有直径2mm筛孔12个板间距100mm,塔体上中下各装有一玻璃段用 以观察塔内的操作情况.塔顶装有蛇管式冷凝器蛇管为φ10×1紫铜管长3．25m,以水作冷凝剂,无提馏段,塔傍设有仪表控制台,采用1kw调压变压器控制釜内电加热器.在仪表控制台上设有温度指示表.压强表、流量计以及有关的操作控制等内容.
（2）用于部分回流实验装置
装置由塔、供料系统、产品贮槽和仪表控制柜等部份组成.蒸馏釜为φ250×340×3mm不锈钢罐体,内设有2支1kw电热器,其中一支恒加热,另一支用可调变压器控制.控制电源,电压以及有关温,压力等内容均有相应仪表指示,
塔身采用φ57×3.5mm不锈钢管制成,设有二个加料口,共十五段塔节,法兰连接,塔 身主要参数有塔板十五块,板厚1mm不锈钢板,孔径2mm,每板21孔三形排列,板间距100mm,溢流管为φ14×2不锈钢管堰高10mm.
在塔顶和灵敏板塔段中装有WEG—001微型铜阻感温计各一支由仪表柜上的XCE—102温度指示仪显示,以监测相组成变化.
塔顶上装有不锈钢蛇管冷凝器,蛇管为φ14×2长250mm以水作冷凝剂以LZB10型转子流量计计量,冷凝器装有排气旋塞.
产品贮槽上方设有观测罩,用于检测产品.
回流量、产品量及供料量分别由转子流量计计量.料液从料液槽用液下泵输送.釜液进料液和馏出液分别可由采出取样,此外在塔身上、中、下三部分各在二块上设有取样口,只要用针筒穿取样口中的硅胶板即可取样品,因此本装置不但可以进精馏操作性能的训练和塔冲总效率的测定,而且还可以进行全回流下单板效率的测定.
四、实验方法
（一）全回流操作实验方法
1、熟悉了解装置,检查加热釜中料液量是否适当,釜中液面必须浸没电加热器(为液面计高1/2以上,约5升0釜内料液组成乙醇10－25％(重量)左右的水溶液.
2、打开电源和加热器开关,控制加热功率在700W左右,打开冷却水,注意观察塔顶、塔釜情况,当上升蒸汽开始回流时此时塔顶冷凝器内冷却水流量应控制好使蒸汽基本处于全凝状况（50－100升/小时范围）若流量过小会使蒸汽从塔顶喷出,过大塔板上泡沫层不均,温度变低.
3、当塔板上泡沫层正常各泡沫层高度大体相等,且各点温度基本保持稳定、操作稳定持续一段时间（20分钟以上）后即可开始取样.
4、由塔顶取样管和釜底取样考克用烧瓶接取试样（150mι左右）取样前应取少许试样冲洗烧瓶,取样后用塞子塞好,并用水冲瓶外部,使其冷却到常温.
5、将常温试样用比重天平称出相对密度,然后用相对密度与质量百分数对照表查出质量百分数.
6、可加大加热电流（5安培左右）观察到液泛现象,此时塔内压力明显增加,观察后,将加热电流缓慢减到零,关闭电源开关.
（二）部分回流时操作方法
1、配制4～5％（体积）洒精水溶液,注入蒸馏釜（或由供料泵注入）至液位计上的标记为止.
2、在供料槽中配制15～20％（体积）洒精水溶液.
3、通电启动加热釜液,先可将可调变压器达到额定电压,开冷却水,观察塔各部情况.
4、进行全回流操作,控制蒸发量“灵敏板”温度应在80℃左右.
5、开加料泵,控制流量（需经几度调节才能适宜流量）
6、为了首先满足回流要求、故在回流分配器中的产品管（φ8）管口高于回流管的管口,应调小回流量（过一段时间即可馏出产品）进行部分回流并控制一定回比,使产品达到 要求的浓度94～95％（体积）
7、控制釜底排料量,使釜液面保持不变.
8、控制好冷却水用量(即塔顶冷凝器冷流体)便塔顶蒸汽基本处于全凝状态.
9、操作均达到稳定后,进行样品采集,可按进料、塔釜、塔顶、顺序采集.并记录进料回流、馏出各流量及温度等有关数据.
10、将样品降到常温后,在教师指导下用液体比重天平测定相对密度,再用对照关系曲线,查出质量百分数.
11、可加大加热电流观察液泛现象.
12、注意观察操作条件不同对结果的影响.
五、数据处理
1、用作图法确定实验条件下理论板数,并进一步得出总板效率.
2、对结果的可靠性进行分析.

六、实验讨论题
1、在实验中应测定哪些数据?如何测得?
2、比重天平如何使用?应注意什么问题?
3、全回流和部分回流在操作上有何差异?
4、塔顶回流液浓度在实验过程中有否改变?
（全回流及部分回流两种情况）
5、怎样采集样品才能合乎要求?
6、比较两种装置在内容和操作方面的不同?
7、在操作过程中各塔板上泡沫层状态有何不同?各发生过怎样的变化?为什么?
8、塔釜内压强由何决定?为会么会产生波动?
9、塔顶和塔底温度和什么条件有关?
10、精馏塔板效率都有几种表示方法,试讨论如何以板效率?
11、全回流操作是否为稳定操作?当采集塔顶样品时,对全回流操作可能有何影响?
12、塔顶冷凝器内冷流体用量大小,对精馏操作有何影响?
13、如何判别部分回流操作已达到稳定操作状态?

Ⅳ 液化石油气怎么取样叫做密闭取样

液化石油气的密闭取样通常是借助密闭取样器来完成的。

密闭采样要严格按照SH0233-92《液化石油气采样法》的规定和操作来执行。
密闭采样适用于石油化工装置中各种有毒、有害、易燃、易爆等危险性的中、低压气、液介质的取样。样品采集的真实性强，无残液、残气排放，有效地防止有毒有害介质对使用者的损伤，同时也避免造成环境污染，以及易燃易爆介质在采样时可能造成的危险事故。

密闭采样器主要由箱体、采样瓶、缓冲罐、快换手轮、压力表、阀门、密封件及法兰组成。

密闭采样器特性
1、操作安全——无泄漏采样及密封连接。采样介质既可循环回工艺过程，也可排放至火炬系统。可避免各种有毒、有害气体、液体对操作者的伤害。不污染环境，防止易燃、易爆介质在采样时造成危险事故。
2、采样方便——采样钢瓶与工艺管之间采用双自封快速接头，操作简单、迅速、方便。
3、采样准确——在介质流动过程中采样代表性强，直接在工艺操作条件下采样准确性高。
4、安装简单——采用箱式安装，法兰连接，可直接与工艺管道相连。

密闭采样器安全注意事项
1、采样钢瓶采集介质应为其容积的70%—85%；
2、已装满采样介质的采样钢瓶必须远离火源，禁止接近高温和在阳光下曝晒；
3、使用前应仔细检查采样器各管道接头是否联接紧密，如有松动应及时检修后方可使用；
4、采样钢瓶与接头间密封件应经常检查，如有损坏应及时更换。
5、拆卸采样钢瓶时应注意采样钢瓶外壁温度，戴好防护手套以防止烫伤或冻伤。
6、操作人员应避免介质或者其挥发气接触皮肤，应带上手套和防护眼镜，避免吸入蒸汽。
7、采样钢瓶定期做1.5倍设计压力水压和气密性试验，确保采样和现场的安全。
8、采样钢瓶与连接软管接头应经常检查，如有损坏，应及时更换；采样钢瓶应注意定期检修，前五年每两年一次，以后每年一次。

Ⅵ 旋转式侧壁取样技术

这种取样方法多在油气钻井领域应用，由于科学钻探所需的很多钻探器械和钻探方法都是从石油钻井领域借鉴改进而来的，因此，这种侧壁取样方法也很值得科学钻探超深孔侧壁取样研究借鉴。

旋转式井壁取心技术方法最早出现于20世纪40年代，当时是用钻杆下放到井内。这种取心方法可以从井壁上取得少量岩心，但仍然需要起下钻具，操作比较复杂，费时费事而且成本较高，作用比较有限。为了提高井壁取心效率，后来就发展成为使用电缆起下井的旋转式井壁取心器。近几十年来，这种类型的取心器又经过不断改进，得到了越来越多的应用。

图4.10 西安石油勘探仪器厂连续切割式侧壁取样示意图

这种取样系统采用多芯电缆升降取心器具，并通过电缆给井下装置提供动力，在地表有专门的控制表盘进行操作控制，井下取样装置主要由电动机、推靠定位装置、钻进取心机构、岩心卡断机构、取样筒转移机构、密封装置、岩心储纳装置等组成，结构比较复杂，外径通常较大，一般要在大于170mm的孔径才能使用。这种取样方法具有自己独特的优点，单颗岩心取样时间短，一次下井能在多点进行取心。而且这种取样装置钻进岩心使用的是电动机或液压马达带动金刚石钻头高速旋转，能够在较硬岩石中使用，钻取的岩样直径及长度虽然较小，但多为圆柱形，比较规则且质量较高，能满足地质多种分析的需要。近些年来，世界几大石油服务公司对该种类型取样器进行了大量的研究改进工作，取得了许多新型专利。前苏联也有自己一系列这种类型的取心器，德国KTB主孔取心计划中也将这种取心器作为应用于6000～10000m超深孔孔段的侧壁补心器具进行研究改进。表4.4是旋转式井壁取心技术的综合调查表。下面，对这种类型的取心器，选择具有代表性的一些例子进行介绍。

4.5.1 Schlumberger公司的MSCT（Mechanical Sidewall Coring Tool）

Schlumberger公司是全球最早研制水平钻进取样器的公司，它在1947年就推出了自己研制的旋转式井壁取心器。但是由于当时的仪器设备复杂、操作需要高超的技术没有能够被广泛使用，大约在1955年停止使用（王世圻，1998）。1985年Schlumberger公司又研制了一种新研制的硬岩侧壁取样装置和方法———“Apparatus for Hard RockSidewallCoringinaBorehole”。这种取样器综合了各种旋转式取样器的特点，采用了先进的液压技术，自动化程度比较高。图4.11是Schlumberger公司在其网站上公布的最新的MSCT的图片。

表4.4 旋转式井壁取心技术调查表

图4.11 MSCT 示意图

据Schlumberger公司公布的MSCT的参数如下：

一次下井取心数量：标准配置50颗，可选20～75颗；

岩心尺寸：直径23.4mm，长度可选38.1mm～44.4mm；取心效率：3～5min/颗；

耐温：177℃，最高可达218℃；

耐压：138MPa，最高可达172MPa；

仪器外径：136.5mm；

仪器长度：9.54m；

仪器质量：340kg；

适用井径：158.7～482.6mm，通过更换配件，最小可在127mm井内使用。

4.5.2 Halliburton公司的RSCT^TM（Rotary Sidewall Coring Tool）

美国的Halliburton公司也是为石油及天然气行业提供产品及服务的供应商之一。该公司拥有RSCT^TM技术，这种技术最早是由Gearhart公司研制成功的。Halliburton公司于1988年收购了Gearhart公司。这种技术也就划归Halliburton公司名下。在德国进行KTB主孔6000～10000m孔段的取心设计时，曾将这种技术列为进行孔壁取心系统科研和开发的项目之一。图4.12是这种系统的示意图。图4.13是Halliburton公司网站公布的RSCT^TM侧壁取心钻头部分的图片。

图4.12 RSCT侧壁取心钻头部分图片

图4.13 RSCT侧壁取心钻头部分图片

RSCT使用金刚石钻头垂直于钻孔侧壁进行钻进，在钻进的过程中时刻进行监控。在用伽马射线进行深度定位之后，一个推靠臂延伸出来，将钻具牢牢地固定在所要取心的地层上。一个以2000r/min进行旋转的金刚石钻头从地层上切割下来一块直径为23.8mm，长度为45mm的岩样。通过控制施加于钻头的钻压通过地面控制来使钻进最优化。

当岩样被切割下来之后，通过钻头一个轻微的垂直运动将岩样从井壁上折断取下来。然后，包含岩样的钻头收缩回钻具内部，岩样被捅出，落到一个用来盛岩心的岩心筒里面。指示器显示出取心成功与否和所取岩心的深度。钻具随后准备进行下一个岩心点的取样工作。

RSCT钻具用来在密实地层进行取心，一个带有金刚石切削刃的管状钻头用来切割岩心，补取的岩心呈圆柱状。图4.14是RSCT获取的井壁岩心照片。

这套系统在测井工程车或垫木上独立于其他系统之外进行工作。它只需要交流电源。同时，还需要一个用来记录γ射线相关数据的记录仪器。这套井下装置通过使用地面的控制面板进行控制。图4.15是RSCT地面控制面板的照片。

图4.14 RSCT获取的井壁岩心照片

图4.15 RSCT地面控制面板照片

RSCT钻具有以下几个特征：

1）一个回次能够钻取30个或者更多个岩心；

2）能够在大斜度测井系统或者挠性管测井系统上进行工作来获取斜井、分支井和水平井中的岩心；

3）设计有岩心长度指示器，避免了在取心中靠猜测确定岩心的长度；

4）这套独立的钻具可以在第三方测井单元上工作。

Halliburton公司网站公布的RSCT的部分技术参数如表4.5所示。

表4.5 RSCT的技术参数表

4.5.3 Weatherford公司的RSCT（Rotary Sidewall Coring Tool）

Weatherford（威德福）公司也是一家著名的提供油气钻井及相关技术服务的跨国公司，它也提供有旋转式井壁取心技术产品Rotary Sidewall Coring Tool（RSCT），其产品的结构示意图如图4.16所示。其取得的岩心图片如图4.17所示。

其部分技术参数如下：

钻头类型：金刚石钻头；

钻头转速：2000r/min；

单次下井取心数量：25；

适用钻孔直径：152～324mm；

仪器直径：124mm；

仪器长度：5.1m；

适用最高温度：149℃；

适用最高压力：138MPa；

仪器质量：159kg；

岩心尺寸：直径24mm，长度44mm。

图4.16 Weatherford公司旋转式井壁取心器（RSCT）示意图

图4.17 Weatherford公司旋转式井壁取心器取心照片

4.5.4 前苏联的旋转式侧壁取样技术

前苏联是研制旋转式井壁取样器最早的国家，尤其经过近几十年来的努力，不断改进提高，在沉积岩钻井中现已进入实用阶段。以下为全苏ВНИИТИ（研究所）推出的系列井壁取样器具。

（1）СКО-8-9型取样器

该取样器是前苏联首次在油气勘探井中获得广泛使用的侧壁取样器。它可与普通的测井设备仪器使用，并由КТБ-6三芯铠装电缆放入钻孔内。

СКО-8-9取样器可供在孔深达3500m的无套管钻孔内进行侧壁取心。如图4.18所示，整套设备包括控制台1、操纵台2、升压变压器3、绞车4、测井电缆5，以及放入孔内的侧钻式取样器。

图4.18 СКО-8-9型多次取样器设备连接图

取样器的工作顺序是：将它下放到孔内的取样孔段，由地表操纵台经测井电缆提供三相交流电，从而使取样器的功能件起动，由此将取样器压紧在孔壁上，然后开始钻进岩样；当钻具充分退出后（从操纵台可观察到），使取样器及其与之相连的功能件反转，因此带有岩心的钻具及压杆（推靠臂）退回；随后停止供应电能，并将取样器移到新的取样孔段上。

СКО-8-9侧钻式取样器如图4.19所示，电能经测井电缆及电缆头13供给，岩样由镶入钻具6端部的钻头8来钻出，电动机18经锥齿轮和正齿轮装置来实现钻具的回转。在钻进岩样的过程中，借助于压杆19将取样器压在孔壁上，压杆由活塞11推动。活塞泵3产生的液压压力使活塞在汽缸内运动，活塞泵也由电动机18带动，也正是这个压力作用在活塞与钻具上，从而给回转的钻头提供一个钻进所必需的轴向力。轴向力的大小可借助于给进调节器改变压力的大小来调节，给进调节器的减压阀通过微电机实现回转。

在钻进过程中，借助于冲洗泵9由充满在钻孔内的液体将钻屑冲洗出去，冲洗泵由取样器的液压系统启动。整个取样器及液压系统均充满变压器油。取样器内部的压力由活塞或孔内压力补偿器14来补偿。为了防止孔内液体进入取样器的内部（如果任一密封元件密封失效时），补偿器的弹簧便在取样器内形成一个相对于钻孔的过剩压力。取样器钻进岩心的速度可在操纵台上通过改变变阻器20的阻力大小来控制，变阻器的滑块与钻具的活塞相连。

当钻头充分地钻进孔壁之后，使电动机逆转，并且改变液压泵的回转方向及液压系统中液体的运动方向，从而使钻具向后退出，并由岩心提断器将岩心卡断。岩心提断器卡断岩心是通过在加速-冲击机构内产生的冲击扭矩扭转岩样，同时拉紧钻具来实现的。

在这种取样器中，还包括一个备用的装置，以便当钻进过程中取样器不能工作时能剪切钻入孔壁内的一段钻具，以及由弹簧10来拉紧压杆（拉力为8～9kN）。

图4.19 СКО-8-9型取样器

图4.19中的虚线代表取样器的液压回路。在钻具向前钻进时，泵3通过阀1将液体压入，并由干线16输送到压紧装置的汽缸及冲洗泵9内，并且经给进调节器的活塞沿干线17输送到钻具6的活塞。电动机逆转时，改变液体的流动方向，经干线4输送到钻具活塞和压紧汽缸，液压系统的压力由阀2来调节。

（2）СКМ-8-9多次取样器

СКО-8-9取样器的使用表明，当保持最佳的钻进规程参数，并且使用АСК-35/22金刚石钻头时，它可采集直径为22mm，长度大于20mm的岩心。但是，随着钻孔深度的增加（>4000m），СКО-8-9的使用效率急剧下降，因为每个回次采集的岩样数量少（最多为3个岩心），而且由于测井电缆的导线阻力增加，供给电动机的功率下降。因此研制了一种新型的СКМ-8-9取样器，它能保证在一个回次中取到更多的样品。

图4.20 СКМ-8-9取样器

图4.20为СКМ-8-9取样器的总图。岩样由钻具6端部的钻头钻进，动力电动机4经减速器5、16带动钻具回转。在钻进岩样之前，借助于压杆17和活塞9将取样器压向孔壁，活塞是在液压泵3形成的压力作用下移动的，而液压泵由电动机4转动。钻具的给进以及在卡断岩心之后返回是借助于活塞15并经作用在杆7上的拉杆11来实现的。钻出的岩心彼此压出，并落入盒8中，钻进岩心时所需的轴向荷载由扼流型遥控调节器来调节，其大小取决岩层的性能。钻屑通过冲洗泵的活塞12往复运动来实现冲洗，冲洗泵的上腔通道与钻具的内腔相连。活塞口在液压系统压力的作用下周期性地移动，液压系统先对动力活塞起作用。在钻进过程中，根据钻具钻进传感器14阻力的变化来控制钻具6的钻进速度。取样器内工作液体的压力借助于活塞式压力补偿器1来补偿。为了处理取样器内的事故，采用弹簧10来拉紧压杆17。

使用表明，与СКО-8-9相比，СКМ-8-9取样器具有下述优点：

1）一个回次中能进行多次采样；

2）电动机的液压保护较好；

3）改进了钻具的冲洗系统和钻进过程，岩样的质量好；

4）简化了取样器的操作。

（3）СКТ-1耐热型取样器

随着钻孔深度的增加，孔内的温度也会增加，当温度高于100℃时就不宜使用СКМ8 9型取样器。为此，研制了一种可在孔深达5000m，温度为150℃的条件下使用的耐热型取样器，这种取样器中各功能件采用机械驱动，并且采用独立的冲洗装置。

图4.21为СКТ-1耐热型取样器。电缆头接入输入端密封的发光桥；补偿器2用来平衡取样器内部工作液体的压力和孔内压力；与驱动件相连的电动机3实现功能件的回转及移动（将取样器压向孔壁，钻具的回转、给进和冲洗）；驱动件与外壳相连，外壳内布置有所有的执行机构。

万向轴6将回转传递给钻进部件15，钻进部件可引导杆14轴向移动。钻具的内部有岩心提断器，钻头拧入岩心提断器的端部。钻具在橡皮填料盒内回转，这样可密封外壳内部的腔体。在钻具15的外壳上具有销16，以固定与取样器的轴线倾斜的仿形尺12。螺母7与仿形尺相连，而螺母可与驱动件4的导动螺杆13相互作用。仿形尺12还与冲洗活塞21相连。在外壳的下部布置有矿泥收集器22，收集器的腔体经旁道20与钻具的内腔相连。为了存放钻出的岩样，使用岩心接收盒，并固定在可拆式盖24上。

压杆装置23铰接式地固定在外壳上，并通过操作把11和安全销10将它与螺母9的卡爪相连，螺母与驱动件的丝杆8相互作用。钻具15中具有岩心卡断机构17、18、19和制动机构5，岩心卡断机构在向前钻进到达端点时起动。

СКТ-1取样器的工作原理是：当取样器固定在给定的取样位置后，开动电动机3以驱动驱动件4，万向轴6，导动螺杆13和丝杆8同时转动。丝杆8带动螺母9运动，从而使压杆23以一定的压力将取样器压紧在孔壁上，此后，丝杆8停止转动。同时，螺母7与螺母9一起沿轴向移动，从而使仿形尺移动。仿形尺的移动实现了钻具的回转及钻头的给进，并使钻具冲洗系统的活塞21移动。

在钻具行程的终点，开动岩心卡断机构17、18、19以及取样器的制动机构5。制动机构是一对圆锥形摩擦式离合器，它作用在中心轴及电力拖动上（当仿形尺的端部与制动套筒相互作用时）。

图4.21 СКТ-1耐热型取样器

当取样器停止之后（可从操纵台上观察到，因为这时电流急剧增加），使电力拖动逆动，并拉紧压杆及钻具。当执行机构恢复到原位时，安装在驱动件内的棘轮机构使中心万向轴停止转动，因此，在不回转钻头时拉紧钻具，这样排除了钻头的拧出，制动系统的圆锥体也不会妨碍起动（电动机逆动时）。驱动件实现钻具的快速拉紧，给定的仿形尺形状能保证先拉紧活塞，然后拉紧钻具这一顺序，这样才能由冲洗液将钻出的岩样吸入岩心接收盒。

试验表明，与СКМ-8-9取样器相比，尤其是在深度大，温度高的钻孔内使用时，СКТ-1取样器具有以下优点：

1）由于没有齿轮泵（几乎消耗电动机的一半功率），大大提高了取样器的驱动效率；2）由于没有调节阀、减压阀、滑阀分配器，以及大量的液压干线和密封元件，因此提高了取样器在深孔中工作的可靠性；

3）采用了独立的冲洗系统，改进了岩心钻进过程；

4）由于采用强制性的岩心卡断机构，并用液压方式将岩心送入接受盆中，因而提高了岩样的采取率；

5）降低了由于钻头拧下而使取样器无法采样的次数；

6）减轻了取样器的操作、预检及修理工作。

表4.6列出了前苏联系列侧壁取样器的部分技术参数。

表4.6 前苏联侧壁取样器技术参数表

4.5.5 国产旋转式井壁取心技术

我国旋转式井壁取心技术研制起步较晚，刚开始主要是从国外油服公司引进同类仪器，但是实际应用效果不太理想。1986年，河南油田测井公司与北京航天自动控制研究所（航天一院12所）历经8年科技攻关，研制出了HH-1型旋转式井壁取心器（田学信，2000），见图4.22。

图4.22 HH-1旋转式井壁取心器

该装置基本上是对Halliburton公司RSCT取心器的仿制，主要改进是在Halliburton公司产品一个推靠臂的基础上又增加了两个推靠臂，增加的两个推靠臂为辅助推靠臂，但在实际使用中，发现两个辅助推靠臂所起的作用不是太大，因此，这种井壁取心器的实际使用效果也不是十分理想。

由于HH-1旋转式井壁取心器的使用效果不是很理想，国内一些公司在它的基础上又进行了一些研发和改进，保留了HH-1型的内部执行机构，改进后的使用效果仍然不是十分满意。在众多改进中，北京华能通达能源科技公司的工作相对比较突出。该公司生产的井壁取心器命名为FCT（Formation Coring Tool）旋转式井壁取心器（图4.23）。该仪器部分技术参数如下：

长度6.8m；重量180kg；最大直径127mm；一次下井可取岩心数量25颗；岩样尺寸直径25mm，长度50mm；耐温150℃；耐压100MPa。

目前，国内还能提供旋转式井壁取心技术服务的公司还有中海油田（COSL）和中油测井（CNLC）两家公司。这两家公司的取心器主要是引进国外的同类产品或者是对国外产品的仿制。

图4.23 FCT旋转式井壁取心器

Ⅶ 化工管道取样阀必须是双阀在哪个标准中规定

通常由两个连接的球阀组成，其特点是取样安全、稳定。在取样过程中，首先关闭双联开启阀中靠近设备和管道的A阀门，而后开启B阀门，让介质流入两个阀门之间的空间，而后关闭B阀门开启A阀门，将取样器皿放置在取样口盛放取样介质。
化工工艺设计手册（第四版下册）
P169-6.4.8-c：取样阀启闭频繁，容易损坏，因此取样管上一般装有两个阀，其中靠近设备的阀为切断阀，经常处于开放状态，另一个阀为取样阀，只在取样时开放，平时关闭。