ПРОБООТБОРНИК

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. 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, то, что 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, то, что 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 это требует постоянный контроль.
Наиболее близким по технической сущности является пробоотборник штоковый (патент РФ на полезную модель №40763 МПК 7 Е 21 В 49/08, G 012 N 1/10, опубл. бюл.. №27, от 27.09.2004 г.), содержащий трубопровод, сальниковое устройство, корпус в виде патрубка, приваренного к трубопроводу, кран и полый шток, при этом шток выполнен съемным с возможностью его спуска и отбора проб жидкости с любого уровня в трубопроводе и содержит мерную шкалу, установленную в нижней части, а в верхней части полого штока находятся ручки и отвод с вентилем, причем шток выполнен с возможностью установки образцов-свидетелей для замера скорости внутренней коррозии трубопровода.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, полый шток, устанавливаемый внутрь трубопровода, создает гидравлическое сопротивление потоку жидкости в процессе отбора проб;
во-вторых, устройство позволяет отбирать пробы с различных уровней в трубопроводе, при этом на изменение уровня и отбор каждой последующей пробы требуется определенное время, в течении которого состав жидкости в трубопроводе может изменяться, а отбор пробы только с определенного уровня не дает качественного показателя отобранной пробы.
Задачей полезной модели является снижение гидравлических потерь в трубопроводе и улучшение качественных показателей отбора проб.
Техническая задача решается предлагаемым пробоотборником, содержащим трубопровод, корпус, приваренный к трубопроводу, вентиль.
Новым является то, что трубопровод перед корпусом снабжен втулкой, при этом на входе потока жидкости втулка снабжена конусной поверхностью, сужающейся от периферии к центру, а внутри втулки жестко установлен завихритель, выполненный в виде плоского закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости, причем концентрично в трубопроводе за завихрителем установлено устройство, сужающее поток жидкости, а корпус выполнен в виде обводного отвода, в нижней части которого установлен вентиль, при этом обводной отвод с одной стороны жестко и герметично соединен с трубопроводом за завихрителем, а с другой стороны - с трубопроводом за устройством, сужающим поток жидкости.
На фигуре схематично представлен пробоотборник, совмещенный с частью трубопровода.
Пробоотборник (см. фигуру) содержит трубопровод 1, корпус 2, приваренный к трубопроводу 1.
Трубопровод 1 перед корпусом 2 снабжен втулкой 3. На входе потока жидкости втулка 3 снабжена конусной поверхностью 4, сужающейся от периферии к центру. Внутри втулки 3 жестко установлен завихритель 5, выполненный в виде плоского закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости. Концентрично в трубопроводе 1 за завихрителем 4 установлено устройство, сужающее поток жидкости 6, а корпус 2 выполнен в виде обводного отвода 7. В нижней части обводного отвода 7 корпуса 2 установлен вентиль 8. Обводной отвод 7 с одной стороны жестко и герметично
соединен с трубопроводом 1 за завихрителем 5, а с другой стороны жестко и герметично соединен с трубопроводом 1 за устройством, сужающим поток жидкости 6.
Работает пробоотборник следующим образом.
В процессе движении по трубопроводу 1 (см. фигуру) поток жидкости сначала попадает на конусную поверхность 4 втулки 3, где он ускоряется и затем попадает в завихритель 5, жестко установленный во втулке 3. Здесь происходит перемешивание потока жидкости. Выполнение винтовой поверхности завихрителя 5 с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости, обеспечивает снижение гидравлических потерь, возникающих вследствии вихреобразования и отрыва потока на винтовой поверхности. Поток входит в завихритель 5 со степенью закрутки, близкой к нулю, и постепенно закручивается в межвинтовом канале. За счет постоянного закручивающего воздействия винтовой поверхности на поток предотвращается образование зон с отрывом потока от внутренней поверхности втулки 3 и вихреобразование.
Далее перемешанный поток жидкости движется в двух направлениях:
- первое - прямо по трубопроводу 1 в устройство, сужающее поток жидкости 6 и далее вновь в трубопровод 1;
- второе - вниз в корпус 2 по обводному отводу 7 корпуса 2, заполняя его внутреннее пространство, после заполнения которого поток жидкости вновь вытекает в трубопровод 1, но уже за устройством, сужающим поток жидкости 6, где соединяется с потоком, движущимся в первом направлении. При постоянно работающем трубопроводе 1 (движении потока жидкости в двух направлениях), обводной отвод 7 корпуса 2 постоянно заполнен пробой жидкости с составом, соответствующим времени и условиям ее отбора.
Отбор пробы происходит следующим образом. Открывают вентиль 8 обводного отвода 7 корпуса 2, в этот момент происходит снижение давления за устройством, сужающим поток жидкости 6, и текущий по обводному отводу 7 корпуса 2 поток жидкости (проба) сливается в контейнер (на фигуре не показано) для ее транспортировки.
В предлагаемом пробоотборнике благодаря выполнению винтовой поверхности завихрителя с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости, обеспечивается снижение гидравлических потерь, а улучшение качественных показателей отбора проб достигается вследствии того, что отбираемый состав пробы постоянно обновляется потоком жидкости, текущим в обводном отводе корпуса (исключается застойная зона) и соответствует составу потока жидкости по полному сечению трубопровода, перемешанному в завихрителе.