[發明專利]樣品采集系統及其部件

有效

• 申請號: 201880056920.1
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN111065905B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: F·A·布萊恩;B·G·范德胡克
• 申請（專利權）人: 米尼克斯CRC有限公司
• 主分類號: G01N1/20
• 分類號: G01N1/20;G01N1/18
• 代理公司: 北京華睿卓成知識產權代理事務所(普通合伙) 11436
• 代理人: 程淼

本發明涉及一種用于從材料流中采集子樣品的樣品采集系統，該系統包括閥門裝置和靜態錐形分離器，其中，所述閥門被設置為使得靜態錐形分離器能夠進行以下操作：在第一和第二操作條件下采集送至所述靜態錐形分離器的材料流的無偏樣品，所述第一操作條件要求所述材料流處于基本大氣壓并且以最小功能流量流動，以及第二種操作條件要求材料流被加壓到高于大氣壓，且以高于最小功能流量的流量流動。本發明還涉及一種用于該系統的靜態錐形分離器，以及一種用于靜態錐形分離器的錐形構件。

技術領域

本發明總體上涉及一種用于從材料流中采集樣品的樣品采集系統。本發明在地質材料樣品的采集中有特別的但不是唯一的應用。

背景技術

當在樣品間隔內從材料流中采集地質樣品時，重要的是樣品要真正代表樣品間隔，并且不以任何方式(即密度、粒度等)產生偏差。這樣，通過以后的測試確定的樣品特性可以可靠地與整個間隔相關，從而追回到的實際的原始材料。

由于各種原因，獲得材料流的代表性樣品可能很困難。例如，粒度和/或密度的變化可能會影響樣品采集。此外，上游材料流動力學會影響采樣器在采集點實際采集的樣品。

迄今已開發了各種不同的樣品采集器。這種采集器分為兩大類：機械式和靜態式。機械取樣器包括一個動力機構，該機構周期性地在材料流中移動一個或多個取樣孔。該運動可以采用諸如在橫流取樣器中使用的線性運動，在旋轉端口分離器，旋轉錐形分離器或Vezin分離器中使用的旋轉運動，或振蕩運動。相比之下，靜態取樣器(有時稱為固定取樣器)有一個靜態孔口，該孔口與材料流連續相交。靜態取樣器的示例包括淺灘分離器、錐形分離器和流槽箱或斂形分離器。

靜態分離器通常持續采集一定比例的材料流。但是，由于材料流動特性或混合不良，它們可能受到優先取樣或排除具有某些物理特性的材料的影響。因此，靜態分離器通常不比機械分離器更受歡迎，后者可以在特定時間間隔內采集材料流的完整橫截面。但是，不建議通過機械分離器對懸浮在流動液體中的顆粒材料的材料流進行取樣，因為取樣機制會干擾流動，從而使樣品產生偏差。

在某些情況下，最好連續獲取材料流的子樣品。當材料在非常短的時間范圍內發生的變化是人們關注的特征時(例如，對從連續油管鉆探產生的材料進行采樣時)可能就是這種情況。然而，同樣，該樣品不得因取樣方法而有偏差。

靜態錐形分離器是一種靜態分離器，通常用于采集干燥顆粒材料或低濃度液體(即10％液體)顆粒材料的子樣品。但是，近來，在對此類材料進行采樣時，更常用旋轉錐式分離器和其他變體。

在一般實踐中，不建議使用靜態錐形分離器對懸浮在流動液體中的液體或顆粒材料(例如，通過連續油管鉆井產生的材料流)進行取樣。這是由于其內部可能存在擾動或優先流動路徑、虹吸、空氣夾帶，以及它們無法在變化的流速下精確工作。所有這些因素都會使采集的樣品產生偏差。

本發明旨在提供一種用于采集材料流的連續子樣品的改進的樣品采集系統和改進的靜態錐形分離器。

本文包括對本發明背景的討論，以解釋本發明的背景。這不應視為承認所提及的任何材料在本申請的優先權日已出版、已知或部分為公知常識。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種用于從材料流中采集子樣品的樣品采集系統，所述系統包括閥門裝置和靜態錐形分離器，其中，所述閥門裝置使得所述靜態錐形分離器的操作能夠在第一和第二操作條件下采集送至所述靜態錐形分離器的材料流的無偏樣品，所述第一操作條件要求所述材料流處于基本大氣壓并且以最小功能流量，以及第二種操作條件要求對材料流加壓至高于大氣壓且流量高于最小功能流量。

在術語方面，整個說明書中將使用“材料流”。“材料流”一詞用于指運輸顆粒材料的液體流。此外，術語“最小功能流量”是需要代表性子樣品的系統運行期間預期的最低流量，在該最低流量以下不能保證代表性子樣品。術語“最大功能流量”是需要代表性子樣品的系統的最大期望流量，，并且在該最大期望流量以上不能保證代表性子樣品。