ПРОБООТБОРНИК НАКОПИТЕЛЬНЫЙ

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. 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;
во-вторых, производится только моментальный отбор пробы, по которому трудно судить о компонентном составе отбираемой жидкости, поскольку последняя изменяется в течении времени.
Задачей полезной модели является повышение качества отбора проб с возможность накопления проб в течении определенного времени (часа, суток).
Техническая задача решается предлагаемым пробоотборником накопительным, содержащим трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком и вентилем, 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 патрубок корпуса оснащен штуцером с тарированным отверстием и герметично соединен с вертикальным гидроцилиндром выше его поршня, причем ниже поршня гидроцилиндр сообщен с трубопроводом с помощью отвода, при этом патрубок корпуса пред вентилем и отвод соединены между собой обводным коленом, причем поршень оборудован штоком, выведенным вверх гидроцилиндра и оснащен регулировочными грузами, при этом для взятия проб гидроцилиндр выше поршня оснащен открывающимся каналом, причем в трубопроводе жестко напротив отвода установлено устройство, сужающее поток жидкости.
На фигуре схематично представлен предлагаемый пробоотборник накопительный в продольном разрезе в исходном положении.
Пробоотборник накопительный содержит трубопровод 1, корпус 2 в виде патрубка с полым штоком 3 и вентилем 4. Полый шток 3 жестко и герметично соединен с трубопроводом 1, при этом полый шток 3 выполнен в виде патрубка со скошенным концом 5 и радиальными отверстиями 6, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца 5 стороны полого штока 3.
Патрубок корпуса 2 оснащен штуцером 7 с тарированным отверстием 8 и герметично соединен с вертикальным гидроцилиндром 9 сверху его поршня 10. Поршень 10 оборудован штоком 11, выведенным вверх гидроцилиндра 9 и оснащенным регулировочными грузами 12. Ниже поршня 10 гидроцилиндр 9 посредством отвода 13 сообщен с трубопроводом 1.
Патрубок корпуса 2 пред вентилем 4 и отвод 13 соединены между собой обводным коленом 14. В трубопроводе 1 жестко напротив отвода 13 установлено устройство, сужающее поток жидкости 15.
С целью предотвращения несанкционированных перетоков жидкости на сопряженных поверхностях гидроцилиндра 9 и поршня 10 установлены уплотнительные кольца 16 и 17 соответственно.
Для взятия проб гидроцилиндр 9 выше поршня 10 оснащен открывающимся каналом 18 с задвижкой 19.
Пробоотборник накопительный работает следующим образом.
Поток жидкости движется по трубопроводу 1 например, слева направо (см. фигуру), при этом вентиль 4 и задвижка 19 закрыты. Поток жидкости, достигнув патрубка корпуса 2 разделяется на два направления:
- первый, продолжает движение по основному трубопроводу 1 и сквозь устройство сужающее поток жидкости 15 движется дальше, при этом в зоне соединения отвода 13 с трубопроводом 1 напротив устройства сужающего поток жидкости образуется
разряжение, в связи с этим второе направление потока жидкости сквозь радиальные отверстия 6 попадает в патрубок корпуса 2 и, двигаясь по нему достигает вентиля 4. Поскольку вентиль 4 закрыт, то поток жидкости из патрубка корпуса 2 попадает в обводное колено 14 и далее через отвод 13 попадает в трубопровод 1, где соединяется с потоком первого направления и движется дальше.
Для начала отбора проб жидкости открывают вентиль 4, при этом происходит снижение давление за полым штоком 3 и поток жидкости (проба), попадает в тарированное отверстие 8 штуцера 7 и далее поступает в гидроцилиндр 9 в пространство над поршнем 10, вытесняя жидкость, находящуюся под поршнем 10 в гидроцилиндре 9 через отвод 13 в трубопровод 1, при этом скорость перемещения поршня 10 вниз зависит от веса регулировочного груза 12, которым оснащен шток 11, жестко соединенный с поршнем 10 и выведенный вверх гидроцилиндра 9. Вес регулировочного груза 12, также как и конструктивные размеры (внутренний объем) гидроцилиндра 9 подбирается опытным путем и зависит от необходимого времени (часа, суток) накопления отбираемой пробы.
Об окончании отбора пробы, то есть заполнении гидроцилиндра 9 над поршнем 10 свидетельствует втягивание штока 11 внутрь гидроцилиндра 9 и как следствие перемещения регулировочного груза 12 в крайнее нижнее положение.
По окончанию отбора проб закрывают вентиль 4 и открывают задвижку 19, установленную на выходе открывающегося канала 18. При этом над поршнем 10 в гидроцилиндре 9 образуется атмосферное давление, а под поршнем 10 давление равное давлению жидкости в трубопроводе 1 и за счет разницы давлений над и под поршнем 10, последний начинает перемещаться вверх, вытесняя накопленную пробу из гидроцилиндра 9, при этом накопленная проба по открывающемуся каналу сливается в специальный контейнер (на фиг. не показано).
По окончании слива накопленной пробы поршень 10 возвращается в исходное положение (см. фигуру), после чего закрывают задвижку 19, установленную на выходе открывающегося канала 18, при этом поток жидкости продолжает свое движение в двух направлениях, как описано выше.
Предлагаемый пробоотборник накопительный позволяет повысить качество отбора проб за счет отсутствия отстойных зон, а возможность накопления проб в течении определенного времени (часа, суток) дает более объективную оценку о компонентом составе отбираемой пробы.