Пробоотборник накопительный

Предложение относится к добыче, сбору, подготовке и транспорту жидких и газовых продуктов и может быть использовано на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных или иных предприятиях, где производятся работы по отбору проб жидкости из трубопроводов. Пробоотборник накопительный содержит трубопровод, корпус, выполненный в виде патрубка с полым штоком и вентилем. Полый шток жестко и герметично соединен с трубопроводом, при этом полый шток выполнен в виде патрубка со скошенным концом и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца стороны полого штока. Патрубок корпуса оснащен штуцером с тарированным отверстием и сообщен с гидроцилиндром, имеющим большее и меньшее поперечные сечения. Штуцер расположен со стороны большого поперечного сечения гидроцилиндра, а со стороны меньшего поперечного сечения гидроцилиндра, последний сообщен с трубопроводом посредством поворотного отвода. Внутри гидроцилиндра установлены поршни, соединенные между собой штоком, причем поршень, имеющий диаметр D₁ размещен в большем поперечном сечении гидроцилиндра, а поршень, имеющий диаметр D ₂ размещен в меньшем поперечном сечении гидроцилиндра. Гидроцилиндр для взятия проб со стороны корпуса оснащен открывающимся каналом с задвижкой. Гидроцилиндр снабжен технологическими отверстиями, выполненными в районе стыка большего и меньшего сечений. Патрубок корпуса пред вентилем и поворотный отвод соединены между собой обводным коленом. В трубопроводе жестко напротив торца поворотного отвода установлено устройство сужающее поток жидкости. Предлагаемый пробоотборник накопительный позволяет повысить качество отбора проб за счет отсутствия отстойных зон, а возможность накопления проб в течении определенного времени (часа, суток) дает более объективную оценку о компонентом составе отбираемой пробы. 1 ил. на 1 л.

Предложение относится к добыче, сбору, подготовке и транспорту жидких и газовых продуктов и может быть использовано на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных или иных предприятиях, где производятся работы по отбору проб жидкости из трубопроводов.

Известен пробоотборник и способ отбора проб жидкости (патент РФ №2157889, МПК 7 Е 21 В 49/08, G 012 N 1/10, опубл. в бюл. №29 от 20.10.2000 г.), включающий корпус с полостью для накопления жидкой фазы с крышкой в нижней части, фильтрующим приспособлением и сливным устройством, при этом корпус пробоотборника жестко закреплен снаружи внизу трубопровода или технологического аппарата, фильтрующее приспособление установлено внутри корпуса между полостями трубопровода и пробоотборника, полностью перекрывая сечение, обеспечивающее их гидродинамическое сообщение, а сливное устройство смонтировано на штуцере, жестко закрепленном на корпусе пробоотборника в нижней части полости пробоотборника.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, отбираемые пробы имеют искаженный состав, поскольку корпус пробоотборника расположен снизу и при течении жидкости по трубопроводу происходит ее расслоение, и в него попадают в основном более тяжелые фракции жидкости, находящиеся снизу, а более легкие фракции жидкости, расположенные выше минуют корпус пробоотборника;

во-вторых, при течении жидкости по трубопроводу фильтрующее устройство, размещенное внутри корпуса забивается механическими примесями, в связи с чем для отбора проб необходимо производить его регулярную очистку, а для этого требуется постоянный контроль.

Известно пробоотборное устройство (патент RU на полезную модель №40391, МПК 7 Е 21 В 49/08, F 17 D 3/10, опубл. в бюл. №25 от 10.09.2004 г.), смонтированое на основном трубопроводе и выполненное в виде двух секций, закрепленных с основным трубопроводом посредством фланцевых соединений, и снабженное регулируемым трехходовыми шаровыми задвижками, отборным краном и манометром, при этом трехходовые шаровые задвижки соединены валом с рычагом управления с возможностью

попеременно отсекать одну из секций, а каждая из секций выполнена с возможностью пропуска всего потока жидкости, причем одна из секций является байпасной, а другая - пробоотборной (мерной) с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, а также громоздкость и металлоемкость;

во-вторых, при частом отборе проб, детали отборного крана изнашиваются и он теряет герметичность, в связи с чем снижается срок службы устройства в целом и требуется ревизия уплотнительных элементов отборного крана или полная его замена.

Наиболее близким по технической сущности является пробоотборник (патент RU на полезную модель №47971, МПК 7 Е 21 В 49/08 A, G 01 N 1/10 В, опубл. в бюл. №25, от 10.09.2005 г.), содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка, приваренного к трубопроводу и полый шток с вентилем, при этом полый шток соединен с корпусом жестко и герметично и выполнен в виде патрубка меньшим, чем у трубопровода сечением со скошенным концом, упирающимся в диаметрально противоположную сторону от крепления с корпусом, и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости, при этом срез скошенного конца размещен с противоположной радиальным отверстиям стороны полого штока.

Недостатками данного пробоотборника являются:

во-первых, низкое качество отбираемых проб, поскольку корпус приварен к трубопроводу снизу и над вентилем образуется отстойная зона, где накапливаются более тяжелые компоненты жидкости, которые вытесняют более легкие и в момент открытия вентиля (отбора проб) именно они попадают в контейнер, что отрицательно влияет на качество отбираемой пробы;

во-вторых, производится только моментальный отбор пробы, по которому трудно судить о компонентном составе отбираемой жидкости, поскольку последняя изменяется в течении времени.

Задачей полезной модели является повышение качества отбора проб с возможность накопления проб в течении определенного времени (часа, суток).

Техническая задача решается предлагаемым пробоотборником накопительным, содержащим трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком и вентилем, жестко и герметично соединенного с трубопроводом, при этом полый шток выполнен в виде патрубка со скошенным концом и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца стороны полого штока.

Новым является то, что патрубок корпуса оснащен штуцером с регулируемым пропускным отверстием и сообщен с гидроцилиндром, имеющим большее и меньшее поперечные сечения, со стороны большего его сечения, а с противоположной стороны гидроцилиндр сообщен с трубопроводом с помощью поворотного отвода, при этом патрубок корпуса пред вентилем и поворотный отвод соединены между собой обводным коленом, причем гидроцилиндр оснащен для взятия проб отрывающимся каналом, установленным со стороны патрубка корпуса, технологическими отверстиями, выполненными в районе стыка большего и меньшего сечений, и двумя поршнями большего и меньшего диаметра, соединенными штоком, причем в трубопроводе жестко напротив торца поворотного отвода установлено устройство сужающее поток жидкости.

На фигуре схематично представлен предлагаемый пробоотборник накопительный в продольном разрезе в исходном положении.

Пробоотборник накопительный содержит трубопровод 1, корпус 2, выполненный в виде патрубка, с полым штоком 3 и вентилем 4. Полый шток 3 жестко и герметично соединен с трубопроводом 1, при этом полый шток 3 выполнен в виде патрубка со скошенным концом 5 и радиальными отверстиями 6, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца 5 стороны полого штока 3.

Патрубок корпуса 2 оснащен штуцером 7 с регулируемым пропускным отверстием 8 и сообщен с гидроцилиндром 9, имеющим большее и меньшее поперечные сечения. Штуцер 7 расположен со стороны большого поперечного сечения гидроцилиндра 9, а со стороны меньшего поперечного сечения гидроцилиндра 9, последний сообщен с трубопроводом 1 с помощью поворотного колена 10.

Внутри гидроцилиндра 9 установлены поршни 11 и 12 соединенные между собой штоком 13, причем поршень 11, имеющий диаметр D ₁ размещен в большем поперечном сечении гидроцилиндра 9, а поршень 12, имеющий диаметр D₂ размещен в меньшем поперечном сечении гидроцилиндра 9.

Гидроцилиндр 9 для взятия проб со стороны корпуса 2 оснащен открывающимся каналом 14 с задвижкой 15. Гидроцилиндр 9 снабжен технологическими отверстиями 16, выполненными в районе стыка большего и меньшего сечений.

Патрубок корпуса 2 пред вентилем 4 и поворотный отвод 10 соединены между собой обводным коленом 17. В трубопроводе 1 жестко напротив торца поворотного отвода 10 установлено устройство сужающее поток жидкости 18.

С целью предотвращения несанкционированных перетоков жидкости на сопряженных поверхностях поршней 11 и 12 с гидроцилиндром 9 установлены уплотнительные кольца 19 и 20 соответственно.

Пробоотборник накопительный работает следующим образом.

Поток жидкости движется по трубопроводу 1 например, слева направо (см. фигуру), при этом вентиль 4 и задвижка 15 закрыты. Поток жидкости, достигнув патрубка корпуса 2 разделяется на два направления. Первое направление потока жидкости продолжает движение по основному трубопроводу 1 и сквозь устройство сужающее поток жидкости 18 движется дальше, при этом в зоне соединения поворотного отвода 10 с трубопроводом 1 напротив устройства сужающего поток жидкости 18 образуется разряжение, в связи с этим второе направление потока жидкости сквозь радиальные отверстия 6 попадает в патрубок корпуса 2 и, двигаясь по нему достигает вентиля 4. Поскольку вентиль 4 закрыт, то поток жидкости из патрубка корпуса 2 попадает в обводное колено 17 и далее через по поворотному отводу 10 попадает в трубопровод 1, где соединяется с потоком первого направления и движется дальше.

Для начала отбора проб жидкости открывают вентиль 4, при этом происходит снижение давление за полым штоком 3 и поток жидкости (проба), попадает в регулируемое пропускное отверстие 8 (с изменяющимся диаметром) штуцера 7, сквозь которое поступает в полость большего поперечного сечения гидроцилиндра 9 перед поршнем 11. По мере заполнения (накопления) пробой полости большего поперечного сечения происходит перемещения поршня 11, связанного с поршнем 12 посредством штока 13 вправо и вытеснение жидкости, находящейся за поршнем 12 в полости меньшего поперечного сечения гидроцилиндра 9 через поворотный отвод 10 в трубопровод 1. Это происходит потому что поршень 11, имеющий диаметр D₁ размещен в большем поперечном сечении гидроцилиндра 9, а поршень 12, имеющий диаметр D ₂ размещен в меньшем поперечном сечении гидроцилиндра 9, то есть (D₁>D₂ ) и вызывает перепад давлений между поршнями 11 и 12, что ведет к перемещению поршней 11 и 12, связанных штоком 13 со стороны большого поперечного сечения гидроцилиндра 9 в сторону его меньшего поперечного сечения.

Диаметр регулируемого пропускного отверстия, а также конструктивные размеры гидроцилиндра 9 (длины полостей меньшего и большого поперечных сечений гидроцилиндра, диаметры D₁ и D₂ поршней 11 и 12 соответственно) подбираются опытным путем и зависят от необходимого времени (часа, суток) накопления отбираемой пробы. Об окончании отбора пробы, то есть заполнении полости большего поперечного сечения гидроцилиндра 9 пробой свидетельствует размещение поршня 11 в крайнем правом положении напротив технологических отверстий 16.

Технологические отверстия 16 исключают поршневание в процессе перемещения поршней 11 и 12, связанных штоком 13 в гидроцилиндре 9 в процессе накопления пробы.

По окончанию отбора проб закрывают вентиль 4 и открывают задвижку 15, установленную на выходе открывающегося канала 14. При этом перед поршнем 11 в гидроцилиндре 9 образуется атмосферное давление, а за поршнем 12 давление равное давлению жидкости в трубопроводе 1 и за счет разницы давлений перед поршнем 11 и за поршнем 12, поршни 11 и 12, связанные штоком 13 начинают перемещаться обратно в исходное положение, вытесняя накопленную пробу из полости большего поперечного сечения гидроцилиндра 9, при этом накопленная проба по открывающемуся каналу 14 сливается в специальный контейнер (на фиг. не показано).

По окончании слива накопленной пробы поршни 11 и 12 связанные штоком 13 возвращаются в исходное положение (см. фигуру), после чего закрывают задвижку 15, установленную на выходе открывающегося канала 14, при этом поток жидкости продолжает свое движение в двух направлениях, как описано выше.

Предлагаемый пробоотборник накопительный позволяет повысить качество отбора проб за счет отсутствия отстойных зон, а возможность накопления проб в течении определенного времени (часа, суток) дает более объективную оценку о компонентом составе отбираемой пробы.

Пробоотборник накопительный, содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком и вентилем, жестко и герметично соединенного с трубопроводом, при этом полый шток выполнен в виде патрубка со скошенным концом и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца стороны полого штока, отличающийся тем, что патрубок корпуса оснащен штуцером с регулируемым пропускным отверстием и сообщен с гидроцилиндром, имеющим большее и меньшее поперечные сечения, со стороны большего его сечения, а с противоположной стороны гидроцилиндр сообщен с трубопроводом с помощью поворотного отвода, при этом патрубок корпуса перед вентилем и поворотный отвод соединены между собой обводным коленом, причем гидроцилиндр оснащен для взятия проб отрывающимся каналом, установленным со стороны патрубка корпуса, технологическими отверстиями, выполненными в районе стыка большего и меньшего сечений, и двумя поршнями большего и меньшего диаметра, соединенными штоком, причем в трубопроводе жестко напротив торца поворотного отвода установлено устройство, сужающее поток жидкости.