Пробоотборник-дозатор

Авторы патента:

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-дозатор содержит трубопровод, корпус 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. Трубопровод за полым штоком по потоку жидкости оснащен сужением, а второй конец патрубка герметично соединен с трубопроводом за его сужением в зоне пониженного давления. На патрубке с возможностью герметичного ограниченного осевого перемещения установлена втулка с внутренней полостью. Во внутренней полости втулки герметично размещен кольцевой поршень. Кроме того, втулка снабжена открывающимся патрубком гидравлически сообщающим внутреннюю полость с атмосферой. Патрубок перекрыт перегородкой, с двух сторон которой выполнены в патрубке радиальные каналы, сообщающиеся с внутренней полостью втулки и герметично перекрываемые втулкой при ее перемещении. Осевое перемещение втулки влево ограничено кольцевым буртиком, выполненным на патрубке. Кольцевой поршень вытесняет, находящуюся во внутренней полости втулки жидкость (пробу) при механическом перемещении втулки после взаимодействия кольцевого поршня с ограничителем, выполненным на втором конце патрубка. Объем - V внутренней полости втулки регулируется гайкой, определяющей месторасположение кольцевого поршня во втулке. Предлагаемый пробоотборник-дозатор позволяет повысить качество отбора проб за счет отсутствия отстойных зон и постоянного обновления пробы за счет движения отбираемого потока жидкости, а также принудительного вытеснения всего необходимого объема пробы, устанавливаемого заранее вне зависимости от вязкости пробы, что дает объективную оценку о компонентом составе отбираемой пробы. 1ил. на 1 л.

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, поскольку тяжелые компоненты жидкости остаются в трубопроводе;

во-вторых, производится только моментальный отбор пробы, по которому трудно судить о компонентном составе отбираемой жидкости, поскольку нет постоянного объема отбираемой пробы.

Задачей полезной модели является повышение качества отбора проб вне зависимости от вязкости пробы с возможность накопления пробы регулируемого объема.

Техническая задача решается предлагаемым пробоотборником-дозатором, содержащим трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком, 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 трубопровод за полым штоком по потоку жидкости оснащено сужением, а второй конец патрубка герметично соединен с трубопроводом за его сужением в зоне пониженного давления, при этом на патрубке с возможностью герметичного ограниченного осевого перемещения установлена втулка с внутренней полостью и открывающимся патрубком, при этом патрубок перекрыт перегородкой, с двух сторон которой выполнены в патрубке радиальные каналы, сообщающиеся с внутренней полостью втулки и герметично перекрываемые втулкой при ее перемещении, при этом во внутренней полости втулки герметично размещен кольцевой поршень, вытесняющий находящуюся во внутренней полости втулки жидкость при перемещении втулки после взаимодействия кольцевого поршня с ограничителем, выполненным на втором конце патрубка, при этом объем - V внутренней полости втулки регулируется гайкой, определяющей месторасположение кольцевого поршня во втулке.

На фигуре представлен предлагаемый пробоотборник-дозатор в продольном разрезе в исходном положении.

Пробоотборник-дозатор содержит трубопровод 1, корпус в виде патрубка 2 с полым штоком 3. Полый шток 3 жестко и герметично соединен с трубопроводом 1, при этом полый шток 3 выполнен в виде патрубка со скошенным концом 4 и радиальными отверстиями 5, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца 4 стороны полого штока 3. Трубопровод 1 за полым штоком 3 по потоку жидкости оснащен сужением 6, а второй конец 7 патрубка 2 герметично соединен с трубопроводом 1 за его сужением 6 в зоне пониженного давления.

На патрубке 2 с возможностью герметичного ограниченного осевого перемещения установлена втулка 8 с внутренней полостью 9. Во внутренней полости 9 втулки 8 герметично размещен кольцевой поршень 10. Кроме того, втулка снабжена открывающимся патрубком 11 гидравлически сообщающим внутреннюю полость 9 с атмосферой. Патрубок 2 перекрыт перегородкой 12, с двух сторон которой выполнены в патрубке 2 радиальные каналы 13 и 14, сообщающиеся с внутренней полостью 9 втулки 8 и герметично перекрываемые втулкой 8 при ее перемещении. Осевое перемещение втулки 8 влево ограничено кольцевым буртиком 15, выполненным на патрубке 2.

Кольцевой поршень 10 вытесняет, находящуюся во внутренней полости 9 втулки 8 жидкость (пробу) при механическом перемещении втулки 8 после взаимодействия кольцевого поршня 10 с ограничителем 16, выполненным на втором конце 7 патрубка 2.

Объем внутренней полости 9 втулки 8 регулируется гайкой 17, определяющей месторасположение кольцевого поршня 10 во втулке 8.

С целью предотвращения несанкционированных перетоков жидкости на сопряженных поверхностях патрубка 2 и втулки 8 установлены уплотнительные кольца 18.

Пробоотборник-дозатор работает следующим образом.

Перед началом использования пробоотборника-дозатора определяют необходимый объем отбираемой пробы путем регулирования объема - V внутренней полости 9 втулки 8 заворотом регулируемой гайки 17, при этом регулируемая гайка 17 смещает находящийся герметично во втулке 8 кольцевой поршень 10 до необходимого объема - V.

Закрывают открывающийся патрубок 11 втулки 8 (см. фигуру). В начальном положении втулка 8 уперта в кольцевой буртик 15 патрубка 2, при этом радиальные каналы 13 и 14 патрубка 2 имеют возможность сообщаться между собой посредством внутренней полости 9 втулки 8. Течение жидкости происходит в два потока.

Первый поток продолжает движение по основному трубопроводу 1 и сквозь сужение 6 движется дальше, при этом в трубопроводе 1 в зоне соединения второго конца 7 патрубка 2 с трубопроводом 1 за его сужением 6 создается пониженное давление.

В связи с этим, второй поток жидкости сквозь радиальные отверстия 5 попадает в полый шток 3 и по патрубку 2 корпуса достигает перегородки 12, где через радиальные каналы 13 попадает во внутреннюю полость 9 втулки 8, заполняя ее, поскольку открывающийся патрубок 11 закрыт.

По мере заполнения внутренней полости 9 втулки 8 поток жидкости через радиальные каналы 14, выполненные в патрубке 2 со стороны второго конца 7 патрубка 2 поступает во второй конец 7 патрубка 2, по которому попадает в трубопровод 1 за сужением 6. Таким образом, жидкость (проба) во внутренней полости 9 втулки 8 постоянно обновляется. Объем внутренней полости 9 втулки 8 подбирается заранее в зависимости от требуемого объема пробы и задается габаритными размерами втулки 8.

Для взятия пробы механическим путем передвигают втулку 8 от кольцевого буртика 15 патрубка 2 до упора торца кольцевого поршня 10 в ограничитель 16, который выполнен на втором конце 7 патрубка 2, при этом внутренняя полость 9 втулки 8 герметично отсекается от патрубка 2 уплотнительными кольцами 17, а радиальные каналы 13 и 14 патрубка 2, также герметично посредством уплотнительных колец 17 перекрываются втулкой 8. Далее открывают открывающийся патрубок 10, затем механическим путем вновь перемещают втулку 8, при этом в результате взаимодействия кольцевого поршня 10 с ограничителем 16, кольцевой поршень 10 остается на месте, а втулка 8 продолжает перемещаться влево до тех пор, пока кольцевой поршень 10 не

окажется напротив открывающегося патрубка 11, при этом накопленную во внутренней полости 9 втулки 8 проба сливается в специальный контейнер (на фиг. не показано).

По окончании слива накопленной пробы закрывают открывающийся патрубок 11 и 1, затем втулку 8 механическим путем перемещают в исходное положение (см. фигуру) до упора в кольцевой буртик 15 патрубка 2, при этом поток жидкости возвращает кольцевой поршень 10 в исходное положение

Пробоотборник-дозатор готов к повторному применению.

При необходимости изменения (регулирования) объема V отбираемой пробы производят его регулировку путем заворота или отворота гайки 17, при этом происходит перемещение кольцевого поршня 10 во втулке 8 и объем V отбираемой пробы соответственно уменьшается или увеличивается.

Предлагаемый пробоотборник-дозатор позволяет повысить качество отбора проб за счет отсутствия отстойных зон и постоянного обновления пробы за счет движения отбираемого потока жидкости, а также принудительного вытеснения всего необходимого объема пробы, устанавливаемого заранее вне зависимости от вязкости пробы, что дает объективную оценку о компонентом составе отбираемой пробы.

Пробоотборник-дозатор, содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком, 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 трубопровод за полым штоком по потоку жидкости оснащен сужением, а второй конец патрубка герметично соединен с трубопроводом за его сужением в зоне пониженного давления, при этом на патрубке с возможностью герметичного ограниченного осевого перемещения установлена втулка с внутренней полостью и открывающимся патрубком, при этом патрубок перекрыт перегородкой, с двух сторон которой выполнены в патрубке радиальные каналы, сообщающиеся с внутренней полостью втулки и герметично перекрываемые втулкой при ее перемещении, при этом во внутренней полости втулки герметично размещен кольцевой поршень, вытесняющий находящуюся во внутренней полости втулки жидкость при перемещении втулки после взаимодействия кольцевого поршня с ограничителем, выполненным на втором конце патрубка, при этом объем - V внутренней полости втулки регулируется гайкой, определяющей месторасположение кольцевого поршня во втулке.