ПРОБООТБОРНИК
SAMPLING INSTRUMENT

Изобретение относится к производству технологического оборудования для предприятий нефтегазодобычи, нефтегазопереработки, хранения нефти и нефтепродуктов, а именно к устройствам отбора проб нефтепродуктов и нефти из резервуаров для определения качественных показателей плотности, температуры и других параметров.
Пробоотборник предназначен для отбора проб по всей высоте наземных резервуаров с нефтепродуктами с нормальным и повышенным давлением и является комплектующим изделием вертикальных резервуаров.
Известен пробоотборник, представляющий систему заборных и сливных труб и содержащий колонну с элементами ее крепления внутри резервуара и клапанные секции, которые выполнены с отключением от колонны при заборе пробы, отсеченные трехходовые краны, соединительные рычаги и коромысла, связанные в параллелограмм и расположенные внутри резервуара. При этом органы управления и слива вынесены за пределы резервуара (См. патент RU № 2132994 от 23.02.1998 г.).
Данная конструкция пробоотборника не позволяет взять пробу с выбранного уровня для последующей отгрузки продукта потребителю. Это влияет на качество проб, кроме этого она является технически сложной и для ремонта такого пробоотборника необходимо опорожнять резервуар.
Известен взятый за прототип пробоотборник, состоящий из системы заборных и сливных труб, колонны с элементами ее крепления внутри резервуара и органов управления и слива, вынесенных за пределы резервуара, имеющих колонну, выполненную в виде перфорированной трубы с кронштейнами, установленными поперек ее с определенным шагом по высоте и параллельно друг другу, и на которых установлены заборные трубы, к которым герметично подсоединены внутренние гибкие трубы, другой конец которых подсоединен к соответствующему проходному штуцеру, установленному в отверстие крышки бокового люка резервуара с внутренней стороны, а с другой стороны к каждому проходному штуцеру подсоединены внешние гибкие трубы, концы которых подсоединены к соответствующим тройникам, расположенным в определенном порядке на панели, отстоящей от резервуара на заданное расстояние, тройники расположены так, что общая ось отверстий каждого тройника находится в горизонтальной плоскости для подсоединения на общем кронштейне с внешними гибкими трубами с одной стороны и краном отбора проб с другой, ось третьего отверстия каждого тройника расположена вертикально отверстием вниз, а снизу к каждому тройнику подсоединены сливные трубы со сливными кранами, при этом нижние концы всех сливных труб объединены в коллектор, представляющий собой заглушенную с одной стороны дренажную трубу, расположенную под углом 5-15° к горизонтам и запорным кранам с другой ее стороны, перед которым за коллекторной частью расположено технологическое отверстие, имеющее уровень установки ниже уровня резервуара, при этом количество кронштейнов определяется количеством точек отбора проб, а заборные трубы установлены параллельно друг другу и перфорированной трубе, длины их определяются высотой резервуара, а количество - числом точек отбора проб. Внутренние гибкие трубы имеют одинаковую длину, и изгиб их удовлетворяет уравнению гиперболы У=K1/(ах+b), где У и Х - координаты пересекающихся осей, соответственно колонны и оси, проходящие через центр крышки бокового люка-лаза параллельно проходным сгонам, а K, а и b - коэффициенты кривизны и размещения гиперболы, зависящие от расстояния между стыком со сгоном и осью У и расстояния между стыком с заборной трубой и осью X. Панель отстоит от крышки бокового смотрового люка на расстоянии 1 м и горизонтальная ось тройников, расположенных на панели, имеет один уровень ниже оси нижнего проходного сгона, при этом чем выше внешние гибкие трубы, состыкованные с проходными стонами, тем дальше их стык с тройником отстоит от середины панели, с двух сторон которой расположены опоры с навесом.
Хотя данная конструкция пробоотборника по сравнению с аналогом и позволяет повысить качество отбираемых проб в любом уровне, производить сборку и демонтаж пробоотборника, не нарушая конструкцию резервуара, она выполнена громоздкой на выходе из резервуара за счет наличия гибких труб, количество которых равно количеству заборных труб, каждая из которых подсоединена к тройнику, расположенному на панели, внизу к каждому тройнику подсоединены со сливными кранами сливные трубы, нижние концы которых объединены в коллектор. Такая конструкция создает неудобство в процессе эксплуатации. Кроме этого, такое количество гибких труб требует значительное количество стыков (соединений), из-за неплотностей которых возникает угроза разгерметизации резервуара даже при возникновении течи в одном стыке или в одном кране, а при таком количестве стыков угроза выхода из строя пробоотборника в целом возрастает в несколько раз. Это снижает надежность конструкции. Наличие системы внешних гибких труб усложняет их отопление в зимнее время, что увеличивает риск замерзания продукта в относительно тонких трубах, что также снижает надежность конструкции.
Задачей настоящего изобретения является повышение надежности конструкции и обеспечение удобства эксплуатации пробоотборника.
Поставленная задача решается следующим образом. В пробоотборнике, содержащем органы управления, слива, систему заборных труб с длиной, определяемой уровнями забора проб, и в количестве, определяемом числом точек отбора проб, которые закреплены на кронштейнах, установлены параллельно друг к другу и к нижним концам их герметично подсоединены одним из своих концов гибкие трубы, другим концом подсоединенные к соответствующим штуцерам, установленным в отверстиях, выполненных в пропускном элементе, введен вал позиционирования, выполненный с коленом, расположенным под прямым углом к оси вращения вала и снабженным выступом в виде усеченного конуса, расположенного на конце колена и под прямым углом к нему. Кроме того, колено расположено с эксцентриситетом относительно оси вращения вала, который выполнен с повторяющим его конфигурацию внутренним сквозным отверстием, выход которого соединен со сливной трубой. Усеченный конус выступа вала имеет форму и размеры, соответствующие форме и размерам гнезд, под которые развальцованы на выходе отверстия в пропускном элементе, выполненном в виде диска, который установлен в корпусе люка-лаза резервуара, а крышка люка-лаза выполнена с центральным отверстием, через которое пропущена цилиндрическая часть корпуса вала позиционирования, кольцевидная часть корпуса вала расположена с плотным прилеганием к внутренней стороне крышки люка-лаза и соединена с диском по периметру с образованием жесткого корпуса. На находящейся в этом корпусе горизонтально расположенной части вала установлена пружина для фиксации усеченного конуса выступа в гнезде. На конце вала позиционирования, расположенного за пределами люка-лаза, с внешней стороны резервуара установлены панель с делениями, соответствующими положениям отверстий в пропускном диске, и указатель, кулачковый привод и рукоятки. Кронштейны, к которым крепятся заборные трубы, установлены внутри, на стенке резервуара, с расположением в плоскости, параллельной плоскости поперечного сечения люка-лаза.
Предложенная конструкция пробоотборника лишена громоздкости, удобна в обслуживании и более надежна за счет того, что использован вал позиционирования вместо имеющейся в прототипе системы внешних и внутренних гибких труб с большим количеством стыков (соединений). Наличие гнезд, которыми заканчиваются отверстия в пропускном элементе - диске, с формой и размерами, соответствующими форме и размерам усеченного конуса выступа вала позиционирования, создает герметично надежную конструкцию, а наличие пружины для фиксации усеченного конуса выступа в гнезде дополнительно создает надежность за счет исключения разгерметизации столба жидкости при отборе пробы.
Заявляемая конструкция пробоотборника представлена на чертеже.
Пробоотборник содержит заборные трубы 1, которые установлены вертикально и параллельно друг другу и прикреплены к кронштейну 2, размещенному в резервуаре 3. Длина труб 1 определяется уровнями (h) забора проб, а количество труб 1 определяется числом точек отбора проб. Снизу к каждой заборной трубе 1 через ниппель (не показан) подсоединена гибкая трубка 4, другой конец которой подсоединен к соответствующему штуцеру 5, установленному в отверстии, выполненном в пропускном элементе в виде диска 6, который расположен в боковом люке-лазе, корпус 7 которого вмонтирован стенку резервуара 3. Корпус 7 люка-лаза закрыт крышкой 8, в которой выполнено отверстие, через него пропущена цилиндрическая часть корпуса 9 органа управления забором проб, а кольцевидная часть корпуса 9 расположена с плотным прилеганием к крышке 8 с ее внутренней стороны. Кольцевидная часть корпуса 9 через элемент в виде полого цилиндра 10 соединена с диском 6 по периметру с образованием жесткого корпуса. Пробоотборник содержит вал позиционирования 11, который выполнен с коленом, расположенным под прямым углом к оси вращения вала. На конце колена имеется выступ в виде усеченного конуса 12, который расположен под прямым углом к колену, которое расположено с соблюдением эксцентриситета вала 11. Усеченный конус 12 имеет форму и размеры гнезд 13, под которые развальцованы выходы отверстий в диске 6 с внутренней стороны жесткого корпуса. Количество отверстий в диске 6 соответствует количеству точек отбора проб. В валу позиционирования 11 выполнено внутреннее сквозное отверстие, повторяющее конфигурацию вала 11 и которое заканчивается выходом в сливную трубу 14. Вал позиционирования 11 снабжен пружиной 15 для фиксации усеченного конуса 12 в гнезде 13. На конце вала позиционирования, расположенного за пределами люка-лаза, установлены панель 16 с делениями, соответствующими положениям отверстий в диске 6, и указателем 17, рукоятка 18 кулачкового привода и рукоятка 19. Для поворота вала позиционирования 11 труба 20 установлена в самое нижнее положение, является нижней точкой отбора пробы.
Монтаж внутренних гибких труб осуществляют так, чтобы отсутствовали провисы. Кронштейны 2 устанавливаются на стенке внутри резервуара 3 так, чтобы заборные трубы располагались вертикально и находились в плоскости, параллельной плоскости поперечного сечения люка-лаза.
При отборе объединенной пробы нефтепродуктов в соответствии с ГОСТом 2517-85 за нижнюю точку отбора пробы принимают уровень на расстоянии 250 мм от днища резервуара. Точечные пробы нефтепродукта отбирают через каждые равные высоты столба нефтепродукта.
Перед отбором пробы из резервуара нефть отстаивают, а затем удаляют отстой воды. Отбор точечных проб из резервуара проводят следующим образом. Определяют уровень нефтепродукта в резервуаре и далее определяют средний уровень (с середины высоты столба нефти и нефтепродукта).
Затем определяют номера отверстий в диске 6, к которым подсоединены заборные трубы 1 тех уровней, с которых необходимо взять точечные пробы. С помощью рукоятки 18 кулачкового привода 21 с последующим поворотом рукоятки 19 по указателю 17 осуществляют поступательно-вращательное движение вала позиционирования 11, установку его в заданную позицию, введение усеченного конуса выступа 12 в заданное гнездо 13 и фиксацию в нем выступа 12 вала позиционирования 11 с помощью кулачкового привода 21 и пружины 15, использование которой исключает разгерметизацию столба нефтепродукта заданного уровня. Отбираемая проба по заборной трубе 1, по гибкой трубке 4 и отверстию в диске 6 поступает во внутреннее сквозное отверстие вала 11 и далее в сливную трубу 14 путем прокачки продукта (не показано).
После забора пробы на заданном уровне с помощью рукоятки 18 кулачкового привода 21 осуществляют отвод-вывод выступа 12 вала 11 из гнезда 13 диска 6 для последующего поворота, с помощью рукоятки 19 вместе с рукояткой 18, в следующее гнездо 13 следующего уровня. Процесс повторяют для каждого уровня.