УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ГАЗА
GAS SAMPLING DEVICE

Изобретение относится к технике пробоотбора и предназначена как для косвенного отбора точечных проб газа из газопровода в контейнер для дальнейшего транспортирования к месту проведения анализа компонентного состава пробы газа, так и для прямого отбора проб при проведении анализа температуры точки росы природного газа, содержания механических примесей, меркаптановой серы и сероводорода и может быть использована в нефтегазодобывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Из уровня техники по данному виду устройств известна используемая в схеме отбора проб методом заполнения-выпуска система отбора проб, содержащая пробоотборный зонд, линию подачи проб в контейнер и отводной трубки (ГОСТ 31370-2008 «Газ природный. Руководство по отбору проб. Приложение D «Методика отбора проб методом заполнения-выпуска».
Уровень техники по данному виду устройств может быть также охарактеризован такими, известными из общедоступных источников информации, объектами как, например, по изобретениям: патенты РФ №819613, МПК G01N 30/04, опубл. 07.04.1981; №2094610, МПК Е21В 49/08, опубл. 27.10.1997; №2126148, МПК G01N 30/04, опубл. 10.02.1999; №2158421, МПК G01N 1/22, опубл. 27.10.2000; №2217728, МПК G01N 1/22, опубл. 27.11.2003 и по полезной модели патент РФ №96244, МПК G01N 1/22, опубл. 20.07.2010.
В известных устройствах основным узлом/элементом является баллон-контейнер из конкретного материала какой-либо конкретной геометрической формы, снабженный отводами, горловинами и/или отверстиями для заполнения газообразной средой и выпускания этой среды на измерительно-анализирующую установку. Для запирания/закрытия пробы в баллоне-контейнере на время транспортировки последнего известные устройства снабжены запорными элементами в виде клапанов, вентилей, кранов, зажимов и тому подобных конструкций; содержат эти устройства для отбора проб также и каналы подвода-отвода образца среды, выполненные в виде трубок, шлангов или рукавов. Наиболее характерным недостатком известных устройств является необходимость выполнения ряда предварительных и/или заключительных операций и приемов, исключающих искажение состава пробы газообразной среды, так как ее представительность зависит от конкретного выполнения, состояния и исправности канала поступления газообразной среды и запорных элементов; имеется также и конструктивный недостаток - наличие так называемых «паразитных» объемов, полостей и пустот в каналах перемещения газообразной среды в процессе отбора.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является система отбора проб природного газа (патент РФ №106745), выбранная в качестве прототипа, содержащая пробоотборный узел, установленный на газопроводе в точке отбора проб, линию подачи проб и пробоотборный шкаф с установленным в нем контейнером отбора проб.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности продувки системы, минуя контейнер отбора проб, а также низкая безопасность при отборе проб из-за того, что стравливание газа из линии подачи проб при демонтаже контейнера отбора проб предусмотрено по резьбе путем ослабления затяжки гайки.
Техническим результатом изобретения является повышение безопасности при выполнении отбора проб газа.
Технический результат достигается тем, что устройство для отбора проб газа содержит пробоотборный узел с входным шаровым краном и пробоотборным зондом, который установлен в корпусе, жестко закрепленном на газопроводе, и соединен линией подачи проб, выполненной в виде трубок с входным вентилем, с контейнером отбора проб, закрепленным в пробоотборном шкафу, а также линию сброса, содержащую гибкий металлорукав, трубки и сбросной шаровый кран, при чем линия подачи проб снабжена входным манометром, установленными перед входным вентилем, а линия сброса дополнительно снабжена выходным манометром и выходным вентилем, последовательно установленными на выходе из контейнера отбора проб, при чем участок линии сброса между сбросным шаровым краном и выходным вентилем соединен с участком линии подачи проб между входным шаровым краном и входным манометром посредством линии продувки, выполненной в виде трубок с шаровым краном, а пробоотборный зонд выполнен в виде цельнотянутой трубки, закрепленной на газопроводе при помощи фитинга под приварку. Соединение трубок с входным шаровым краном, шаровым краном, входным вентилем, входным вентилем контейнера проб, входным манометром, выходным вентилем, сбросным шаровым краном, выходным манометром и гибким металлорукавом выполнено обжимными фитингами.
На Фиг. 1 представлен общий вид устройства для отбора проб газа, где 1 - зонд пробоотборный; 2 - фитинг под приварку; 3 - входной шаровой кран; 4 - корпус; 5 - входной манометр; 6 - контейнер отбора проб; 7 - входной вентиль, 8 - линия подачи проб, 9 - входной вентиль контейнера отбора проб, 10 - выходной вентиль контейнера отбора проб; 11 - гибкий металлорукав; 12 - выходной манометр; 13 - выходной вентиль; 14 - сбросной шаровой кран; 15 - шаровой кран; 16- пробоотборный шкаф, 17 - пробоотборный узел; 18 - линия сброса; 19 - линия продувки.
Устройство для отбора проб газа содержит пробоотборный узел 17, установленный на газопроводе в точке отбора проб, линию подачи проб 8, линию сброса 18, линию продувки 19, пробоотборный шкаф 16 с установленным в нем контейнером отбора проб 6.
Пробоотборный узел 17 содержит зонд пробоотборный 1, установленный в корпусе 4 и выполненный в виде цельнотянутой трубки, закрепленной на газопроводе при помощи фитинга под приварку 2 и входной шаровой кран 3.
Линия подачи проб 8 соединяет пробоотборный узел 17 и контейнер отбора проб 16 и выполнена в виде трубок с входным манометром 5 и входным вентилем 7, последовательно установленными на входе в контейнер отбора проб 6.
Линия сброса 18 соединяет контейнер отбора проб 6 с выходом в атмосферу и содержит гибкий металлорукав 11, трубки, сбросной шаровый кран 14, выходной манометр 12 и выходной вентиль 13.
Линия продувки 19 выполнена в виде трубок с шаровым краном 15 и соединяет участок линии сброса между сбросным шаровым краном 14 и выходным вентилем 13 с участком линии подачи проб между входным шаровым краном 3 и входным вентилем 7.
Устройство для отбора проб газа работает следующим образом.
Открывают входной шаровой кран 3 в точке отбора пробы, затем открывают шаровой кран 15 и сбросной шаровой кран 14. Время продувки не менее 5 минут. Перекрывают шаровой кран 15 и сбросной шаровой кран 14. Устанавливают вертикально контейнер отбора проб 6 в кронштейн пробоотборного шкафа 16, подсоединив линию подачи проб 8 к входному вентилю контейнера отбора проб 9 и гибкий металлорукав 11 к выходному вентилю контейнера отбора проб 10. Медленно открывают входной вентиль 7 и продувают линию подачи проб 8 и контейнер отбора проб 6 газом для вытеснения воздуха. При полностью открытом входном вентиле контейнера проб 9 и выходном вентиле контейнера отбора проб 10 и частично открытом выходном вентиле 13, открытом сбросном шаровом кране 14 продувают контейнер отбора проб 6 не менее 20-кратным объемом природного газа, при этом шаровой кран 15 в положении закрыт.Закрывают выходной вентиль 13. Давление в системе должно быстро возрасти до рабочего. Закрывают входной вентиль 7 и медленно сбрасывают давление в контейнере отбора проб 6, открывая выходной вентиль 13, до тех пор, пока оно не достигнет атмосферного.
Для того, чтобы эффективно освободить контейнер от воздуха повторяют две предыдущие операции несколько раз согласно приложению D ГОСТ 31370-2008 (наполняют контейнер отбора проб 6 газом и освобождают от него, управляя входным вентилем 7 и выходным вентилем 13). После завершения последнего цикла сначала перекрывают выходной вентиль 13 и после того, как давление возрастет до рабочего, перекрывают входной вентиль 7. Для исключения конденсации тяжелых углеводородов из пробы при транспортировке давление в контейнере должно быть ниже, чем в источнике, для этого давление контролируют по выходному манометру 12. Перекрывают входной вентиль контейнера отбора проб 9 и выходной вентиль контроля отбора проб 10, сбрасывают давление с линии подачи проб 8, предварительно закрыв входной шаровой кран 3, открывая шаровой кран 15 и сбросной шаровой кран 14. Демонтируют контейнер отбора проб 6. Проверяют отсутствие утечек с помощью моющего средства, для транспортировки контейнер отбора проб 6 снабжают заглушками.
Предлагаемое изобретение позволяет обеспечить повышение безопасности при выполнении отбора проб газа за счет:
- добавления линии продувки газа минуя контейнер для отбора проб, что позволяет стравливать газ из устройства после отбора проб до отключения контейнера для отбора проб, а также исключает стравливание газа по резьбовому соединению при отключении контейнера для отбора;
- совершенствования конструкции устройства для отбора проб за счет применения фитинговых соединений, главными плюсами которых являются устойчивость к высокому давлению и устойчивость к вибрационной усталости;
- применения в качестве зонда пробоотборного цельнотянутой трубки исключает потенциальное возникновение утечек газа на участке;
- установки выходного манометра в линии сброса, что позволяет обеспечить давление в контейнере отбора проб ниже магистрального согласно требованиям ГОСТ 31370-2008 и соответственно снизить вероятность конденсации тяжелых компонентов пробы при отборе.