Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода

 

Устройство для отбора проб жидкости имеет пробозаборный элемент, установленный в трубопроводе пробозаборным отверстием, непрерывным или дискретным, навстречу потоку. Устройство имеет узел выхода, расположенный сверху на горизонтальном или наклонном участке трубопровода. Пробозаборный элемент выполнен в виде трубки с пробозаборным отверстием на боковой поверхности. Среднее значение толщины стенки трубки со стороны отверстия не возрастает от точки размещения в трубопроводе пробозаборной трубки и не превосходит 5 мм. Пробозаборное отверстие задается равенствами при помощи ширины B_j на расстоянии Н_j от образующей трубопровода, расположенной с диаметрально противоположной стороны относительно узла выхода. Параметры В_j и Н_j определяются равенствами при изменении j от 1 до 9 и для непрерывного пробозаборного отверстия и дискретного. Ширина пробозаборного отверстия является монотонной функцией и выбирается не менее величины где G = 9 мм, D_yo = 100 мм. Допустимое отклонение ширины отверстия от расчетного не более 0,2 мм, расстояние Н_j - не более 10 мм, радиус закругления заостренных участков пробозаборного отверстия 0 - 5мм. На нижнем конце трубки установлен стабилизатор, ширина которого Х_n на расстоянии Y_n нижней границы отверстия определяется по расчетной формуле. Y_n также определяется по расчетной формуле. Отклонение параметров Х_n, Y_n от расчетных не более 5 мм. Устройство позволяет осуществлять точный количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводам жидкости, получать достоверную пробу во всем диапазоне обводненного потока трубопровода. 6 табл., 4 ил.

Изобретение относится к технике отбора проб жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения примесей.

Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее систему трех пробозаборных трубок одного диаметра, установленную между фланцами при помощи пластины входными отверстиями навстречу потоку, одно из которых расположено на оси трубопровода, а два других отстоят от него на расстоянии 0,66 радиуса трубопровода (Пробоотборник. ГОСТ 2517-85 /п. 2.13.1.11/. [1].

Недостаток известной техники отбора проб - нарушение динамики отбора пробы вследствие засорения пробозаборных отверстий, и, как следствие, ухудшение представительности получаемой пробы. Как показывает практика, при применении известной техники отбора проб часто происходит частичное и даже полное заилевание одного-двух пробозаборных отверстий уже через 2-3 месяца работы. Кроме того, имеет место большая зависимость представительности пробы от расслоения потока, например, под воздействием силы гравитации.

Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее пробозаборный элемент из пяти пробозаборных трубок, узел выхода которых располагается сверху трубопровода, при этом оси входных отверстий пробозаборных трубок расположены параллельно оси трубопровода, направлены навстречу потоку и удалены друг от друга на расстояние 0.2 диаметра трубопровода, при этом входное отверстие центральной трубки расположено на оси трубопровода. Противоположные концы трубок входят в смесительную камеру, из которой проба поступает на анализ в блок контроля качества. Диаметры пробозаборных трубок к центру трубопровода уменьшаются в соответствии с соотношением 13:10:6 (Пробоотборник. ГОСТ 2517- 85 /п. 2.13, черт. 15/). [2].

Недостаток известной техники отбора проб - нарушение динамики отбора пробы вследствие засорения пробозаборных отверстий, и, как следствие, ухудшение представительности получаемой пробы. Как показывает практика, при применении известной техники отбора проб часто происходит частичное и даже полное заилевание одного-двух пробозаборных отверстий уже через 2-3 месяца работы. Кроме того, имеет место большая зависимость представительности пробы от расслоения потока, например, под воздействием силы гравитации.

Техническим результатом данного изобретения является повышение достоверности получения представительной пробы путем уменьшения влияния факторов, способствующих засорению пробозаборного отверстия, а также повышение удобства при изготовлении и эксплуатации пробозаборных устройств.

Для достижения технического результата в устройстве, которое включает пробозаборный элемент, устанавливаемый в трубопроводе прозаборным отверстием (непрерывным, дискретным) навстречу потоку, узел выхода пробозаборного устройства, расположенный сверху на горизонтальном, наклонном участке трубопровода, согласно изобретению, в качестве пробозаборного элемента используют трубку с пробозаборным отверстием на боковой поверхности, среднее значение толщины стенки которой со стороны выполнения пробозаборного отверстия не возрастает от точки размещения в трубопроводе пробозаборной трубки и не превосходит 5 мм, при этом пробозаборное отверстие задается при помощи ширины B_j пробозаборного отверстия на расстоянии H_j от образующей трубопровода, расположенной с диаметрально противоположной стороны относительно узла выхода пробозаборного устройства, следующим образом: в случае, если пробозаборное отверстие непрерывное, то параметры B_j и H_j при изменении номера j от 1 до 9 определяются равенствами (в миллиметрах) B₁= 4,0; B₂=4,0; B₃=1,3; B₄=2,0; B₅=2,5; B₆=3,4; B₇=2,6; B₈=1,9; B₉=1,1. (1) а расстояние H_j при j=1-3 определяется по формулам H₁=0, H₂=3, H₃=3,1 (2) (в миллиметрах), а при j=4-19 определяется по формуле H_j=k_jD_y, (3) где D_y - условный диаметр трубопровода, мм, а коэффициенты k_j задаются следующими равенствами: k₄=0,093; k₅=0,169; k₆=0,282; k₇=0,493; k₈=0,734; k₉=0,975, (4)
для случая, когда пробозаборное отверстие дискретное и состоит из системы пяти отверстий, то их ширина B_j на расстоянии H_j от образующей трубопровода, расположенной с диаметрально противоположной стороны относительно узла выхода пробозаборного устройства, определяется следующим образом:
параметры B_j и H_j первого отверстия задаются номерами j = 1 - 7 (j=1 соответствует началу, а j=7 - концу первого отверстия), параметры B_j и H_j второго отверстия задаются номерами j=8-10 (j=8 соответствует началу, a j=10 - концу второго отверстия), параметры B_j и H_j третьего отверстия задаются номерами j=11-13 (j=11 соответствует началу, a j=13 - концу третьего отверстия), параметры B_j и H_j четвертого отверстия задаются номерами j=14-16 (j=14 соответствует началу, a j=16 - концу четвертого отверстия), параметры B_j и H_j пятого отверстия задаются номерами j=17-19 (j=17 соответствует началу, а j= 19 - концу пятого отверстия), при этом ширина B_j (в миллиметрах) задается набором значений в зависимости от номера j=1-19:
B₁= 4,0; B₂=4,0; B₃=1,2; B₄=1,5; B₅=1,9; B₆=2,5; B₇=3,3; B₈=3,3; B₉=3,2; B₁₀= 3,0; B₁₁=2,9; B₁₂=2,9; B₁₃=2,8; B₁₄=2,8; B₁₅2,7; B₁₆=2,6; B₁₇=2,6; B₁₈= 2,4; B₁₉=2,3,
a расстояние H_j при j=1-3 определяется по формулам
H₁=0, H₂=3, H₃=3,1 (6)
(в миллиметрах), а при j=4-19 определяется по формуле
H_j=k_jD_y, (7)
где коэффициенты k_j задаются набором значений в зависимости от номера j= 4-19 следующими равенствами
k₄= 0,024; k₅= 0,064; k₆=0,103, k₇=0,156; k₈=0,252; k₉=320; k₁₀=0,388; k₁₁= 0,461; k₁₂= 0,494; k₁₃= 0,527; k₁₄=0,629; k₁₅=0,668;, k₁₆=0,707; k₁₇= 0,890; k₁₈=0,908; k₁₉=0,925, (8)
при этом ширина пробозаборного отверстия между точками, определяемыми при помощи равенств (1)-(8), является монотонной функцией от расстояния, внутренний диаметр d₁ пробозаборной трубки выбирается не менее величины где G= 9 мм, D_yo = 100 мм; допустимое отклонение ширины отверстия от расчетного - не более 0.2 мм, расстояния H_j - не более 10 мм; радиус закругления заостренных участков пробозаборного отверстия - от 0 до 5 мм; на нижнем конце пробозаборной трубки устанавливается стабилизатор, который изменяет поперечное сечение пробозаборной трубки так, что в поперечном сечении трубопровода ширина стабилизатора X_n на расстоянии Y_n от нижней границы пробозаборного отверстия определяется по формуле
X_n = d₁ - 0,2 - (d₁ - 1,2)(0,1 (n-1))^0.5, (9)
a Y_n определяется равенствами
Y_n = 12,2(n-1), (10)
если условный диаметр трубопровода D_y больше или равен 350 мм;
Y_n = 0,0348571(n-1)D^y, (11)
если D_y < 350 мм;
номер n изменяется от 1 до 11, при этом отклонение параметров X_n и Y_n от рассчетных составляет не более 5 мм.

Наиболее удачно поставленная задача (повышение достоверности получения представительной пробы при уменьшении влияния факторов, способствующих засорению пробозаборного отверстия, повышения удобства при изготовлении и эксплуатации пробозаборных устройств) решается выбором конструкции пробозаборного устройства - в виде пробозаборной трубки с тонкой стенкой на боковой поверхности со стороны пробозаборного отверстия. При выполнении пробозаборного отверстия на тонкостенном участке пробозаборной трубки, происходит большой перепад давления на пробозаборном отверстии. В результате происходит диспергирование частиц потока и их вынос с периметра пробозаборного отверстия - так, экспериментально установлено, что при толщине стенки пробозаборной трубки со стороны выполнения пробозаборного отверстия не более 5 мм, пробозаборное отверстие по периметру оставалось чистым в течение 3-х месяцев эксплуатации, тогда как за этот же период времени проходимость пробозаборного элемента устройства прототипа [2] уменьшилась на 60% вследствие заиливания отверстий, при одновременном ухудшении качества пробы. Полость пробозаборной трубки заявляемого устройства при этом также оставалась чистой - размещение в нижней части пробозаборной трубки стабилизатора с указанными параметрами стабилизатора, - ширины стабилизатора X_n в зависимости от расстояния Y_n от края пробозаборного отверстия, (формулы (9)- (11)), - способствует увеличению скорости перемещаемой вдоль пробозаборной трубки пробы и вместе с этим выносу из нижней части трубки тяжелых включений потока. Высокое качество пробы от заявляемого устройства обеспечивается в силу того, что при указанном выборе параметров пробозаборного отверстия, то есть выборе ширины B_j пробозаборного отверстия в зависимости от расстояния H_j от образующей трубопровода, расположенной с диаметрально противоположной стороны от узла выхода пробозаборника в соответствии с равенствами (1) - (8), происходит отбор пробы в соответствии с расходом потока и содержащихся в нем включений. Сохранение высокой представительности пробы при этом при изменении угла наклона трубопровода к горизонту имеет косвенное теоретическое обоснование (подтвержденное экспериментами, данные которых приводятся ниже): расслоение потока трубопровода уменьшается с увеличением угла наклона трубопровода к горизонту.

Условие выполнения пробозаборного отверстия, когда его ширина между точками, определяемыми при помощи равенств (1) - (8), является монотонной функцией от расстояния, обеспечивает плавное изменение пробозаборного отверстия и удобство при его выполнении.

Признак заявляемого устройства: толщина стенки со стороны выполнения пробозаборного отверстия не увеличивается в направлении ее размещения в трубопроводе при ограничении толщины стенки только со стороны выполнения пробозаборного отверстия, дает возможность выбирать пробозаборную трубку с толщиной стенки, обеспечивающей необходимую для нее прочность на излом, которому она подвержена вследствие набегающего потока трубопровода. При этом условие, чтобы внутренний диаметр d₁ пробозаборной трубки был больше (G = 9 мм, D_y - условный диаметр трубопровода 2, D_yo=100 мм), необходимо для распределения давления в объеме пробозаборной трубки 1, достаточного для обеспечения процесса диспергирования включений потока и выноса их с периметра пробозаборного отверстия 7 при изокинетическом отборе пробы.

Таким образом, преимущество заявляемого устройства по сравнению с устройством прототипом [2] обеспечено благодаря его преимуществу по указанным отдельным признакам.

Заявляемое устройство для отбора проб жидкости из трубопровода может конкретно применяться на нефтепромыслах - на узлах учета нефти, на нефтеперерабатывающих заводах - при анализе качества получаемых нефтепродуктов.

На фиг. 1-2 представлен вариант заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода с непрерывным пробозаборным отверстием: на фиг. 1 - вид в продольном сечении трубопровода, на фиг. 2 - в поперечном. На фиг. 3 представлен вариант заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода с дискретным пробозаборным отверстием в поперечном сечении трубопровода.

Устройство включает пробозаборный элемент пробозаборную трубку 1, установленную сверху по диаметру трубопровода 2, элементы для установки пробозаборной трубки 1 на трубопроводе 2: монтажный патрубок 3, крышку 4, расположенный сверху трубопровода 2, а также штуцер 5 для отбора проб, стабилизатор 6 (фиг. 1,4). На пробозаборной трубке 1 выполнено пробозаборное отверстие 7, направленное навстречу потоку (на фиг. 1, 2 отверстие 7 - непрерывное; на фиг. 3 отверстие 7 - дискретное). В нижней части пробозаборное отверстие 7 имеет расширение 8.

Пробозаборная трубка 1 со стороны выполнения отверстия 7 характеризуется ограниченной толщиной стенки: среднее значение толщины стенки со стороны выполнения пробозаборных отверстий не увеличивается в направлении размещения пробозаборной трубки и не превосходит 5 мм.

Параметры отверстия 7, - ширина B_j отверстия 7 на расстоянии H_j (высоте) от нижней образующей трубопровода 2 (она совпадает с точкой O), - определяются следующим образом: -
для непрерывного отверстия 7 (фиг. 2) ширина B_j отверстия 7 определяется по номеру j=1-9 из формул (1); расстояние H_j от нижней образующей О трубопровода 2, на котором непрерывное отверстие 7 (фиг. 2) имеет ширину B_j, определяется с использованием формул (2)-(4) в зависимости от номера j=1-9;
- для дискретного отверстия 7 (фиг. 3), представляющего собой систему отверстий 9-13, параметр B_j отверстия 9 определяется по номеру j=1-7 из формул (5) (j=1 соответствует началу, a j=7 - концу отверстия 9); параметр B_j отверстия 10 определяется по номеру j=8-10 из формул (5) (j=8 соответствует началу, a j=10 - концу отверстия 10); параметр B_j отверстия 11 определяется по номеру j=11-13 из формул (5) (j=11 соответствует началу, a j=13 - концу отверстия 11); параметр B_j отверстия 12 определяется по номеру j=14-16 из формул (5) (j=14 соответствует началу, а j=16 - концу отверстия 12); параметр B_j отверстия 13 определяется по номеру j=17-19 из формул (5) (j=17 соответствует началу, j=19 - концу отверстия 13); расстояние H_j от нижней образующей О трубопровода 2, на котором дискретное отверстие 7 (фиг. 3, представляющее собой систему отверстий 9-13) имеет ширину B_j, определяется с использованием формул (6)-(8) в зависимости от номера j=1-19;
- расширение 8 отверстия 7 (фиг.2-3) выполнено с учетом гидравлического сопротивления пробозаборной трубки 1 и стабилизатора 6.

Стабилизатор 6, фиг. 1, 4, имеет координаты (X_n,Y_n), определяемые согласно формулам (9), (10) при условном диаметре D_y трубопровода 2, большим или равным 350 мм; и согласно формулам (9)-(11) при условном диаметре D_y трубопровода 2, меньшим чем 350 мм.

Пробозаборное устройство (фиг. 1) предназначено для отбора пробы через отверстие 7 из потока трубопровода 2 в соответствии с расходом потока и содержащихся в нем включений.

Для обеспечения резкого перепада давления на пробозаборном отверстии 7 (на фиг. 2 пробозаборное отверстие 7 представляет собой одно непрерывное отверстие; на фиг. 3 пробозаборное отверстие 7 - дискретное и представляет собой систему отверстий 9-13), которое сопровождалось бы диспергированием включений отбираемой пробы и выносом их с периметра отверстия 7, а также нижней части пробозаборной трубки 1, пробозаборная трубка 1 со стороны выполнения пробозаборного отверстия 7 имеет тонкую стенку - не более 5 мм, а в нижней части пробозаборной трубки 1 установлен стабилизатор 6 - экспериментально установлено, что при средней толщине стенки не более 5 мм иловых отложений по периметру пробозаборного отверстия 7 (непрерывного фиг. 2 и дискретного фиг. 3) не наблюдалось через интервал времени (порядка трех месяцев), при котором пробозаборник прототип [2] подлежал очистке - пробозаборные отверстия устройства прототипа [2] были заилены на 60 процентов). При этом условие, чтобы внутренний диаметр d₁ пробозаборной трубки 1 был больше (G = 9 мм, D_y - условный диаметр трубопровода 2, D_yo = 100 мм), необходимо для распределения давления в объеме пробозаборной трубки 1, достаточного для обеспечения процесса диспергирования включений потока и выноса их с периметра пробозаборного отверстия 7 при изокинетическом отборе пробы.

Ограничение средней толщины стенки пробозаборной трубки 1 условием тонкостенности (не более 5 мм) только того участка, где выполняется пробозаборное отверстие 7 (дискретное на фиг. 2 и непрерывное на фиг. 3), позволяет также выбирать пробозаборную трубку 1 с толщиной стенки, обеспечивающей необходимую прочность против излома под воздействием набегающего на трубку 1 потока трубопровода 2.

Пробозаборное устройство, фиг. 13, работает следующим образом.

Часть жидкости, транспортируемой по трубопроводу 2, под избыточным давлением поступает через расположенные навстречу потоку отверстие 7 в пробозаборную трубку 1 из потока трубопровода в соответствии с расходом потока и содержащихся в нем включений - для чего отверстие 7 для непрерывного случая (фиг. 2) определяется согласно формулам (1)-(4), а для дискретного случая (фиг. 3) определяется согласно формулам (5)-(8); параметры стабилизатора 6 при этом рассчитываются согласно формулам (9)-(11). При таком отборе пробы через непрерывное (фиг. 2) или дискретное (фиг. 3) отверстие 7 обеспечивается высокое соответствие содержания включений в пробе и потоке трубопровода 2.

При отборе пробы через непрерывное или дискретное пробозаборное отверстие 7 фиг. 2-3 происходит резкий перепад давления в виду того, что пробозаборная трубка 1 со стороны отверстия 7 тонкостенная, а внутренний диаметр d₁ пробозаборной трубки 1 удовлетворяет условию (G = 9 мм, D_y условный диаметр трубопровода 2, D_yo 100 мм), включения отбираемой пробы диспергируют и выносятся с периметра отверстия 7, - экспериментально установлено, что при толщине стенки со стороны отверстия 7 не более 5 мм уменьшается влияние факторов, под воздействием которых происходит заилевание пробозаборных отверстий (после трехмесячного периода эксплуатации заявляемого устройства оно характеризовалось 100% проходимостью непрерывного, фиг. 2 и дискретного, фиг. 3, пробозаборного отверстия 7, тогда как пробозаборник прототип [2] подлежал очистке пробозаборные отверстия устройства прототипа [2] были заилены на 60 процентов). Таким образом происходит самоочищение непрерывного (фиг. 2) и дискретного (фиг.3) отверстия 7. При этом, в виду того, что в нижней части пробозаборной трубки 1, где установлен стабилизатор 6, скорость отбираемой пробы вдоль пробозаборной трубки 1 характеризуется большим значением в виду того, что диаметр пробозаборной трубки 1 уменьшается в сторону нижней образующей О трубопровода 2. В результате вдоль пробозаборной трубки 1 обеспечивается движение пробы, которое исключает ее расслоение в объеме пробозаборной трубки 1 и изменение ее качества. Отобранная устройством проба, далее, через штуцер отбора 5 направляется на анализ (окончательное определение содержащихся в пробе включений).

Для опытно-промышленных испытаний были изготовлены образцы заявляемого устройства с непрерывным (фиг. 2) и дискретным (фиг. 3) вариантом выполнения отверстия 7. Внутренний диаметр трубки 1 образцов, устанавливаемых на трубопроводе 2 с условным диаметром D_y 200 мм, составлял 13 мм, образцов, устанавливаемых на трубопроводе 2 с условным диаметром D_y 500 мм, - 21 мм, а образцов, устанавливаемых на трубопроводе с условным диаметром D_y 1200 мм, - 32 мм; средняя толщина стенки трубки 1 со стороны отверстий составляла 5 мм при средней толщине стенки пробозаборной трубки 1 в 6 мм; на трубопроводе 2 с условным диаметром D_y 200 мм образцы заявляемого устройства устанавливались на горизонтальном, наклонном в 40^o и вертикальном участках трубопровода 2; образцы заявляемого устройства для трубопровода с диаметром D_y 500 и 1200 мм устанавливались на горизонтальном участке трубопровода 2. Параметры пробозаборного отверстия 7 рассчитаны согласно формулам (1) - (8) и сведены для образцов фиг. 2 (непрерывное пробозаборное отверстие 7) в табл. 1, для образцов фиг. 3 (дискретное пробозаборное отверстие 7, представляющее систему отверстий 9-13) - в табл. 2. Параметры стабилизатора 6 (фиг. 1, 4) рассчитаны согласно формулам (9)-(11) и приведены в табл. 3 (для трубопровода с условным диаметром D_y=200 мм расчет произведен согласно формулам (9), (11), а для трубопроводов с условными диаметрами D_y = 500 и 1200 мм расчет произведен согласно формулам (9), (10)).

В экспериментах поток трубопровода 2 представлял нефтяную эмульсию обводненностью от 12 до 88 мас.%; температура потока составляла 25^oC; вязкость безводной нефти при 20^oC составляла 4 сП, скорость потока составляла 1 м/с, скорость отбора пробы устанавливалась изокинетической.

Сравнительные испытания заявляемого устройства отбора проб жидкости из трубопровода были проведены с использованием устройства по ГОСТ 2517-85 [2] (прототип). Данные испытаний сведены в таблицы 4-6.

Эксплуатация сравниваемых пробозаборных устройств (образцов заявляемого и прототипа [2] ) в течение трех месяцев показала, что при толщине стенки пробозаборной трубки 1 со стороны выполнения пробозаборного отверстия не более 5 мм и с внутренним диаметром трубки 1, большим чем (G=9 мм, D_y - условный диаметр трубопровода 2, D_yo = 100 мм) пробозаборное отверстие 7 (как в непрерывном варианте исполнения, фиг. 2, так и в дискретном, фиг. 3) по периметру оставалось чистым, проходимость же пробозаборных отверстий устройства прототипа [2] уменьшилась на 60% вследствие заиливания отверстий, при одновременном ухудшении качества пробы (по сравнению с данными, представленными в табл. 4-6 для устройства [2], качество пробы снизилось в среднем на 15%). При этом выбор пробозаборной трубки 1 (фиг. 1), толщина которой вне участка выполнения пробозаборного отверстия 7 (непрерывного, фиг. 2, или дискретного, фиг. 3) больше, чем на участке выполнения этого отверстия, позволило обеспечить необходимую прочность против излома под воздействием напора набегающего на пробозаборную трубку 1 потока трубопровода 1 - средняя толщина стенки 6 мм пробозаборной трубки 1, размещенной в трубопроводе 2 с условным диаметром D_y 1200 мм (а тем более и для трубопроводов c D_y 200 и 500 мм) при существующих скоростях потока (порядка 1 - 5 м/с), обеспечивает необходимую прочность пробозаборной трубки 1.

Данные сравнительных испытаний также наглядно (свидетельствуют о преимуществе заявляемого устройства по сравнению с устройством прототипом [2] и в части качества получаемой пробы во всем диапазоне обводненности потока трубопровода 2 как на горизонтальном, так и наклонном и вертикальном участках трубопровода.

Таким образом, данные испытаний полностью подтверждают необходимость использования технических решений, предложенных в заявляемом устройстве.

Заявляемое устройство отбора проб жидкости из трубопровода промышленно применимы за счет использования известных узлов и деталей, а изготовление отдельных элементов устройства не вызывает технических сложностей.

Применение заявляемого устройства позволит осуществлять более точный количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводам жидкости, уменьшить потери при товарно-коммерческих операциях, обеспечит удобство эксплуатации.

Предполагается внедрение заявляемой техники в нефтяной промышленности в 1999-2000 годах.

Формула изобретения

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее пробозаборный элемент, устанавливаемый в трубопроводе пробозаборным отверстием (непрерывным, дискретным) навстречу потоку, узел выхода пробозаборного устройства, расположенный сверху на горизонтальном, наклонном участке трубопровода, отличающееся тем, что в качестве пробозаборного элемента используют трубку с пробозаборным отверстием на боковой поверхности, среднее значение толщины стенки которой со стороны выполнения пробозаборного отверстия не возрастает от точки размещения в трубопроводе пробозаборной трубки и не превосходит 5 мм, при этом пробозаборное отверстие задается при помощи ширины B_j на расстоянии H_j (размерность B_j и H_j в миллиметрах) от образующей трубопровода, расположенной с диаметрально противоположной стороны относительно узла выхода пробозаборного устройства, следующим образом: в случае, если пробозаборное отверстие непрерывное, то параметры B_j и H_j при изменении номера j от 1 до 9 определяются равенствами
В₁ = 4,0; В₂ = 4,0; В₃ = 1,3; В₄ = 2,0; В₅ = 2,5; В₆ = 3,4; В₇ = 2,6; В₈ = 1,9; В₉ = 1,1; (1)
Н₁ = 0; Н₂ = 3; Н₃ = 3,1; (2)
H_j = k_j D_y при j = 4 - 9, (3)
где D_y - условный диаметр трубопровода, мм;
коэффициенты k_j задаются следующими равенствами:
k₄ = 0,093; k₅ = 0,169; k₆ = 0,282; k₇ = 0,493; k₈ = 0,734; k₉ = 0,975, (4)
для случая, когда пробозаборное отверстие дискретное и состоит из системы пяти отверстий, то их ширина B_j на расстоянии H_j определяется следующим образом:
параметры B_j и H_j первого отверстия задаются номерами j = 1 - 7, где j = 1 соответствует началу, а j = 7 - концу первого отверстия;
параметры B_j и H_j второго отверстия задаются номерами j = 8 - 10, где j = 8 соответствуют началу, а j = 10 - концу второго отверстия;
параметры B_j и H_j третьего отверстия задаются номерами j = 11 - 13, где j = 11 соответствует началу, а j = 13 - концу третьего отверстия;
параметры B_j и H_j четвертого отверстия задаются номерами j = 14 - 16, где j = 14 соответствует началу, а j = 16 - концу четвертого отверстия;
параметры B_j и H_j пятого отверстия задаются номерами j = 17 - 19, где j = 17 соответствует началу, а j = 19 - концу пятого отверстия,
при этом ширина B_j задается при изменении номера j от 1 до 19 равенствами
В₁ = 4,0; В₂ = 4,0; В₃ = 1,2; В₄ = 1,5; В₅ = 1,9; В₆ = 2,5; В₇ = 3,3; В₈ = 3,3; В₉ = 3,2; В₁₀ = 3,0; В₁₁ = 2,9; В₁₂ = 2,9; В₁₃ = 2,8; В₁₄ = 2,8; В₁₅ = 2,7; В₁₆ = 2,6; В₁₇ = 2,6; В₁₈ = 2,4; В₁₉ = 2,3, (5)
при этом расстояние H_j при j = 1 - 3 определяется по формулам
Н₁ = 0; Н₂ = 3; Н₃ = 3,1, (6)
а при j = 4 - 19 - по формуле
H_j = k_j D_y, (7)
где коэффициенты k_j задаются набором значений в зависимости от номера j = 4 - 19 следующими равенствами:
k₄ = 0.024; k₅ = 0,064; k₆ = 0.103; k₇ = 0,156; k₈ = 0,252; k₉ = 0,320; k₁₀ = 0,388; k₁₁ = 0,461; k₁₂ = 0,494; k₁₃ = 0,527; k₁₄ = 0,629; k₁₅ = 0,668; k₁₆ = 0,707; k₁₇ = 0,890; k₁₈ = 0,908; k₁₉ = 0,925; (8)
при этом ширина пробозаборного отверстия между точками, определяемыми при помощи равенств (1) - (8), является монотонной функцией от расстояния, внутренний диаметр d₁ пробозаборной трубки выбирается не менее величины где G = 9 мм, D_уо = 100 мм; допустимое отклонение ширины отверстия от расчетного - не более 0,2 мм, расстояние H_j - не более 10 мм, радиус закругления заостренных участков пробозаборного отверстия - 0 - 5 мм, на нижнем конце пробозаборной трубки установлен стабилизатор, ширина которого X_n на расстоянии Y_n от нижней границы пробозаборного отверстия определяется по формуле
X_n = d₁ - 0,2 - (d₁ - 1,2) (0,1 (n - 1))^0,5,
а Y_n определяется по формулам
Y_n = 12,2 (n - 1),
если условный диаметр трубопровода D_y больше или равен 350 мм;
Y_n = 0,0348571 (n - 1) D_y,
если D_y < 350 мм;
номер n изменяется от 1 до 11, при этом отклонение параметров X_n, Y_n от расчетных - не более 5 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7