Универсальное устройство крепления внешних модулей платформы для мониторинга параметров среды в трубопроводе

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в нефтегазовой промышленности при измерении различных параметров многофазных потоков в качестве модуля сопряжения навесного оборудования с измерительным блоком.
В настоящий момент в нефтегазовой отрасли наблюдается глобальная тенденция к цифровизации и оптимизации процессов контроля различных параметров. Одним из таких процессов является контроль и учет дебитов получаемых на поверхности углеводородов. При этом зачастую важно максимально точно и оперативно определять различные типы параметров, используя разные методы их определения с применением различных типов устройств. Применяемые внешние устройства могут иметь различную конструкцию, в связи с чем их правильное сопряжение с измерительным блоком напрямую может быть проблематичным, а в некоторых случаях невозможно.
Известно, например, техническое решение (см. патент RU № 2533318, МПК G01F 1/36, опубликован 20.11.2014 г.), в котором описана система многофазного расходомера, содержащая измерительный блок в виде трубки Вентури и определенным образом закрепленные на нем источник и детектор сигнала, проходящего через многофазный поток в измерительном модуле.
Недостатком известного решения является возможность использования в качестве источника и детектора сигнала только определенных устройств, конструкции которых специально разработаны для сопряжения с измерительным блоком. То есть в данном случае система является единым конструктивным устройством, что не позволяет применять в случаях необходимости внешних устройств других типов и конструкций.
Известно устройство для крепления электродного узла электромагнитного расходомера (см. патент RU № 202945, МПК G01F 1/58, опубликован 16.03.2021 г.), содержащее цилиндрический резьбовой стакан, частично заполненный изоляционным материалом футеровки, в котором просверлено отверстие под электрод, выполненным в виде отдельной детали с возможностью закрепления в корпусе расходомера неразъемным герметичным соединением.
Известное устройство обеспечивает возможность установки и, в случае необходимости, замены электродного узла, являющегося внешним модульным источником/детектором сигнала.
Однако известное устройство не позволяет производить установку электродных узлов другой конструкции (с отличными геометрическими параметрами), а также внешних модулей других типов. Кроме того, для смены электродного узла необходима остановка прокачки через внутренний объем корпуса расходомера и удаление из него флюида, параметры которого измеряют.
Известно устройство для крепления электродного узла электромагнитного расходомера, принятое в качестве ближайшего аналога (см. патент RU № 206995, МПК G01F 1/58, опубликован 06.10.2021 г.), содержащее цилиндрический резьбовой стакан, частично заполненный изоляционным материалом футеровки, в котором просверлено отверстие под электрод, выполненным в виде отдельной детали с возможностью закрепления в корпусе расходомера неразъемным герметичным соединением, при этом указанный стакан выполнен с возможностью закрепления в нем электродного узла таким образом, что фиксирующая втулка электродного узла осуществляет регулировку усилия поджатия электрода к футеровке.
В известном устройстве также нет возможности производить установку электродных узлов другой конструкции (с отличными геометрическими параметрами), либо внешних модулей других типов, а для смены электродного узла необходима остановка прокачки через внутренний объем корпуса расходомера и удаление из него флюида, параметры которого измеряют.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является возможность установки на измерительном блоке платформы мониторинга параметров многофазного флюида внешних модулей различных типов и конфигураций без их конструктивных переделок.
Техническим результатом реализации полезной модели является обеспечение сопряжения внешних модулей (источников и/или детекторов сигнала) с измерительным блоком платформы для мониторинга параметров среды в трубопроводе.
Технический результат достигается за счет того, что универсальное устройство крепления внешних модулей платформы для мониторинга параметров среды в трубопроводе содержит корпус, состоящий из двух пустотелых частей цилиндрической формы большего, со съемной крышкой, и меньшего диаметров с образованием опорной кольцевой площадки в месте их соединения, составная часть меньшего диаметра выполнена с расположенными на торце фланцем и буртом, причем наружный диаметр бурта соответствует диаметру входного отверстия в измерительном блоке платформы для мониторинга параметров среды в трубопроводе, а на ее внутренней поверхности выполнены по меньшей мере три вертикальные проточки, расположенные равномерно по окружности, в которых установлена с возможностью перемещения по ним и фиксации на заданной высоте кольцевая крепежная платформа, а в опорной кольцевой площадке выполнены отверстия для закрепления внешних модулей.
Кроме того, в устройстве крепления в каждой из вертикальных проточек может быть установлено с возможностью перемещения по ней и фиксации на заданной высоте зажимное устройство изменяемой длины.
Кроме того, в съемной крышке устройства крепления может быть установлен фиксатор положения внешнего модуля.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором схематически представлено вертикальное осевое сечение устройства (количество вертикальных проточек в данном случае будет четным).
Универсальное устройство крепления внешних модулей платформы для мониторинга параметров среды в трубопроводе содержит корпус из двух пустотелых частей цилиндрической формы большего и меньшего диаметров 1 и 2, соответственно, опорную кольцевую площадку 3 с отверстиями 4 для закрепления внешних модулей, фланец 5, бурт 6, вертикальные проточки 7, кольцевую крепежную платформу 8, зажимные устройства 9 изменяемой длины, съемную крышку 10 с фиксатором 11 положения внешнего модуля.
Эксплуатацию заявляемого устройства осуществляют следующим образом.
Универсальное устройство крепления внешних модулей при помощи фланца 5 закрепляют на соответствующей площадке измерительного блока платформы для мониторинга параметров среды в трубопроводе, при этом бурт 6 входит внутрь проема платформы, сопрягаясь с его внутренней поверхностью. Необходимая герметичность обеспечивается конструкцией проема (включая систему уплотнений). Для исключения возможности неправильного позиционирования устройства с внешним модулем в проеме платформы (вращение вокруг оси) в устройстве проема может быть предусмотрен элемент позиционирования (например, выступ), а в бурте 6 соответствующая ему проточка.
Внешний модуль закрепляют на кольцевой крепежной платформе 8 таким образом, чтобы непосредственно источник/детектор сигнала позиционировался в соответствии с требованиями измерений (в подавляющем большинстве случаев непосредственно по оси, однако в определенных случаях смещенным на заданное расстояние и повернутым на заданный угол). Кольцевую крепежную платформу 8 вставляют в вертикальные проточки 7, перемещают вдоль части 2 корпуса на заданную глубину и фиксируют в таком положении любым известным способом (например, заполнением снизу и сверху проточек 7 несжимаемым материалом, установкой ниже и выше платформы в проточках штифтов с эксцентриситетом и т.п.). В случаях, когда точность позиционирования источника/детектора сигнала при помощи жесткого закрепления на кольцевой крепежной платформе 8 недостаточна, возможно закрепление внешнего модуля в одной точке фиксации (с возможность его поворота вокруг оси), выставления его под заданным углом и поджим в таком положении фиксатором 11 съемной крышки 10 после ее установки на корпусе устройства.
В случаях, когда габаритные размеры внешнего модуля превышают сечение части 2 корпуса устройства, возможно ее закрепление внутри части 1 корпуса устройства непосредственно на опорную кольцевую площадку 3 с использованием отверстий 4. В этом случае при недостаточной точности позиционирования источника/детектора сигнала  внешний модуль также закрепляют на одной точке фиксации, выставляют его под заданным углом и поджимают в таком положении фиксатором 11 съемной крышки 10 после ее установки на корпусе устройства. Однако следует заметить, что в этом случае расположение источника/детектора сигнала будет только на одной фиксированной высоте, ее изменение будет невозможно.
Выполнение части 1 корпуса с диаметром, большим чем в части 2 также позволяет устанавливать в нем в общих случаях на опорную кольцевую площадку 3 дополнительные модули (автономные источники питания, устройства приема/передачи информации и прочее).
В случаях, когда внешний модуль не имеет корпуса (либо габаритные размеры корпуса настолько малы, что его невозможно закрепить на кольцевую крепежную платформу 8), возможно использование зажимных устройств 9. В этом случае каждое такое устройство 9 устанавливают в проточке 7 на заданной глубине и выдвигают на соответствующую длину таким образом, чтобы закрепить с их помощью внешний модуль в определенном положении.
Съемная крышка 10 заявляемого устройства после ее закрытия обеспечивает необходимые параметры для работы внешнего модуля внутри корпуса устройства. При этом, в ней может быть выполнено технологическое отверстие для случаев подведения внешнего питания, передачи/сбора информации, управления и т.п.
Заявляемое полезная модель обеспечивает технологичную установку/снятие/замену различных типов внешних модулей на измерительный блок платформы для мониторинга параметров среды в трубопроводе.