ПРОБООТБОРНИК ДЛЯ ОТБОРА ПРОБЫ ПРОДУКТА ИЗ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к устройствам для отбора проб жидкостей из трубопровода в нефтяной и газовой промышленности, где требуется высокая точность определения параметров перекачиваемой по трубопроводу технологической жидкости. В частности, такое устройство может быть применено на трубопроводах, по которым подается водонефтяная жидкость из нефтяных скважин, для проведения анализа эффективности работы скважины и для учета добытой из нее нефти.
Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, содержащее смеситель и пробозаборное устройство (патент РФ №2215277 от 25.06.2002 г.).
Однако данное устройство неэффективно при работе на трубопроводах с малыми скоростями потока и, следовательно, не обеспечивает отбор представительной пробы.
Наиболее близким к заявленной полезной модели по технической сущности (прототипом) является устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, содержащее корпус, смеситель (блок перемешивания жидкости), пробозаборное устройство, одноходовой кран для отбора пробы (патент РФ на ПМ №49259, от 23.05.2005 г.).
Недостатком известного устройства является то, что когда кран закрыт, то в кране и в подводящей к нему трубке в режиме между взятиями проб скапливается отстойная жидкость, неадекватная контролируемой жидкости в трубопроводе. Например, в случае взятия пробы водонефтяной жидкости из трубы от скважины в застойной зоне крана и подходящей к нему трубке скапливается вода, как более тяжелая по сравнению с нефтепродуктами. Поэтому при взятии очередной пробы в пробоотборник сольется в первую очередь эта вода, которая исказит результаты анализа пробы от истинного состава контролируемой жидкости. Другим существенным недостатком прототипа является то, что при низких температурах окружающего воздуха жидкость в застойных зонах (например, вода в последнем случае) замерзает и разрушает кран и подводящую к нему трубку, что в условиях нефтедобычи чревато серьезными аварийными последствиями.
Задачей предлагаемой полезной модели является улучшение качества отбираемой пробы жидкости и повышение надежности работы пробоотборника в условиях низких температур окружающей среды.
Поставленная задача решается за счет применения трехходового крана, причем трубка, соединенная с пробозаборным устройством, подключена ко входу трехходового крана, а трубка первого выхода этого крана врезана в корпус пробоотборника за пробозаборным устройством по течению контролируемой жидкости, при этом второй выход трехходового крана предназначен для слива пробы в пробоотборную емкость. Кроме того, при недостаточном перепаде давления между местом забора пробы и местом возвращения ее в корпус пробоотборника установлено устройство дополнительного гидросопротивления.
Предлагаемый пробоотборник иллюстрируется чертежом, где 1 - корпус пробоотборника (в виде трубы), 2 - смесители (турболизаторы), 3 - пробозаборное устройство, 4 - трехходовой кран, 5 - трубка на входе трехходового крана, 6 - трубка с выхода трехходового крана, 7 - трубка с выхода трехходового крана для слива проб, 8 - устройство гидросопротивления.
Пробоотборник для отбора пробы продукта из трубопровода работает следующим образом.
Контролируемая жидкость поступает в корпус 1 пробоотборника и проходит через смесители 2, которые за счет гидродинамической энергии потока обеспечивают равномерное распределение компонентов жидкости по сечению корпуса 1 пробоотборника. На пути потока после смесителей установлено пробозаборное устройство 3, например, в виде пробозаборной трубки со щелью по всему диаметру корпуса 1. Часть контролируемой жидкости через щель пробозаборной трубки 3 и трубку 5 поступает на вход трехходового крана 4. В состоянии, когда не производится отбор пробы, трехходовой кран 4 открыт на прохождение части контролируемой жидкости через трубку 6 обратно в корпус 1 пробоотборника. Таким образом, в общем случае в процессе неотбора пробы жидкость постоянно движется от пробозаборного устройства через трехходовой кран обратно в корпус 1 по принципу «байпаса». Такое движение жидкости обеспечивается перепадом давления между входом и выходом «байпаса». Давление создается за счет напора потока на щель пробозаборной трубки 3 и может поддерживаться за счет инжекции на конце трубки 6, загнутой в направлении потока.
В том случае, если указанный перепад давления окажется недостаточным, например, при малых скоростях потока, между входом и выходом «байпаса» в корпусе пробоотборника дополнительно устанавливают устройство гидросопротивления 8.
Таким образом, обеспечивая постоянный проток контролируемой жидкости через трехходовой кран 4, во-первых, за счет постоянного протекания жидкости через «байпас» исключается образование застойных зон в системе отбора проб, а во-вторых, температура «байпаса», включая трехходовой кран, близка к температуре контролируемой жидкости в корпусе 1, которая, как правило, выше температуры ее замерзания, что особенно важно при низких температурах окружающей среды.
Предлагаемая полезная модель особенно актуальна для нефтедобывающей отрасли, где периодически контролируется состав газоводонефтяной жидкости, поступающей из скважины, с целью контроля эффективности работы каждой скважины. В данном случае качество полученной пробы напрямую влияет на принятие эффективных технологических решений по работе каждой скважины.