АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКИХ, ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД И ИХ СМЕСЕЙ ИЗ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к устройствам для отбора проб несмешивающихся продуктов из трубопроводов.
Известно устройство для отбора проб из трубопроводов (ав.св. СССР №684376, 1977 г.)
Известно также устройство для отбора проб (ав.св. СССР №1033901, 1983 г.)
Недостатком известных устройств является введение в поворотную трубку штока для принудительного вытеснения отсеченной пробы в герметичный контейнер с разделительным поршнем, что приводит к деформации объема пробы, содержащей газовые включения при переводе ее из зонда в контейнер, в результате чего достоверность пробы снижается.
Предлагаемой полезной моделью решается задача отбора достоверных проб из трубопроводов несмешивающихся продуктов, например, нефти с содержанием воды и газа.
Для достижения указанного технического результата в автоматическом устройстве для отбора жидких, газообразных сред и их смесей из трубопроводов, забор пробы из трубопровода производится отсечением по всему сечению внутреннего диаметра трубопровода посредством поворотного (вращающегося) штока со щелевой прорезью, размещенного внутри неподвижного ствола зонда, введенного в трубопровод, обеспечивая ее достоверность.
Ствол зонда, имеющий длину больше внутреннего диаметра трубопровода, погружен своим нижним концом в углубление (стакан), выполненное в донной части трубопровода, постоянно наполненное жидкостью, являющейся гидравлическим поршнем, осуществляющим вытеснение отсеченной пробы газожидкостной смеси.
Трехходовой кран, осуществляющий манипуляцию каналов при отборе проб, выполнен с дозирующей камерой, образуемой подвижным дифференциальным поршнем, что позволяет производить сбор проб в открытый баллон или в герметичный контейнер с разделительным поршнем.
Введенный в трубопровод перед зондом смеситель потока создает зону повышенной достоверности для отбора пробы зондом в результате механического смешивания потока несмешивающихся продуктов.
Предлагаемое автоматическое устройство для отбора проб жидких, газообразных сред и их смесей из трубопроводов иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.
На фиг.1 и 2 показано устройство, общий вид и проекция.
На фиг.2 показан отбор пробы в открытый баллон
На фиг.3 - отбор пробы в герметичный контейнер
На фиг.4 - узел нижней части зонда, введенного в трубопровод
На фиг.5 - схема взаимосвязи трехходового крана дозатора с поворотным штоком зонда.
На фиг.6 - схема монтажа устройства и смеситель потока на трубопроводе.
Работа устройства осуществляется следующим образом:
Отбор достоверной пробы достигается отсечением столба продукта из вертикального сечения трубопровода, затем отсеченный объем его перемещается в открытый баллон или в герметичный контейнер (фиг.2 и 3).
Отсечение продукта производится с помощью зонда 1 (см. фиг.1, 2 и 4) введенного в трубопровод 2 через фланец 3. Зонд 1 представляет неподвижный цилиндрический ствол 4, в котором размещен поворотный шток 5.
В стволе 4 и штоке 5 выполнены вдоль их осей сквозные прорези 6 и 7 по длине охватывающие внутренний диаметр трубопровода 2.
Ствол 4 зонда 1 по длине нижней своей частью выходит за пределы внутреннего диаметра трубопровода 2 (см. фиг.4) и входит в углубление в донной части трубопровода 2 - стакан 8. Прорезь 7 в штоке 5 в нижней своей части сообщается с полостью стакана 8.
В трубопроводе 2 ствол 4 расположен прорезями 6 в направлении потока. При совмещении прорезей 6 и 7 ствола 4 и штока 5 образуется сквозная щель 9, через которую постоянно проходит часть потока продукта. При повороте штока 5 на 90° вокруг своей оси, происходит отсечка пробы, которая через канал 10 в верхней части штока 5, стремится найти выход при наличии в трубопроводе давления. Канал 10 связан с дозатором 11 через вмонтированный в него трехходовой кран 12 (см. фиг.5, поз.2).
Дозирующая камера 13 дозатора 11 равновелика объему прорези 7 штока 5 с отсеченной пробой. При транспортировке по трубопроводу 2 продукта, например, нефти, содержащей воду и газ, стакан 8 постоянно будет заполнен жидкостью - водой, которая будет являться гидравлическим поршнем при вытеснении отсеченной пробы из прорези 7 и штока 5.
Наличие жидкости в стакане 8 необходима при отсечении пробы с содержанием газовых пузырьков или в момент отсечения прохождения газового шлейфа. В противном случае, отсутствие гидравлического поршня, препятствующего проникновению проходящего газового образования в прорезь 7 штока 5 с отсеченной пробой, приведет к вытеканию жидких составляющих отсеченной пробы из прорези 7 штока 5 обратно в трубопровод 2, т.е. произойдет отбор недостоверной пробы.
Сбор пробы происходит в зависимости от газонасыщенности продукта:
1) в открытый баллон 14 или
2) в герметичный контейнер 15 В первом случае (см. фиг.2) проба при перемещении ее давлением в трубопроводе 2, заполняя дозирующую камеру 13, перемещает дифференциальный поршень 16 дозатора 11, в котором уравнительная
камера 17 при этом, также находится под давлением, равным давлению в трубопроводе 2 через связующий их канал 18.
При полном перемещении отсеченной пробы из прорези 7 штока 5 в дозирующую камеру 13 дозатора 11, происходит последующее переключение каналов трехходовым краном 12 на опорожнение дозирующей камеры 13 в открытый баллон 14 (см. фиг.5 поз. 1), посредством возвращения дифференциального поршня 16 в исходное положение давлением в уравнительной камере 17 дозатора 11.
Во втором случае используется последовательно установленный, в разрыв канала 10 (см. фиг.3), герметичный контейнер 15 с разделительным поршнем 19, предварительно наполненный балластной жидкостью 20 в надпоршевую полость 21.
Перемещение пробы производится аналогично первому случаю, но заполнение дозирующей камеры 13 дозатора 11 происходит балластной жидкостью 20, а сбор пробы происходит в нижнюю подпоршевую полость 22, при перемещении разделительного поршня 19 под воздействием перепада давления.
Вращение штока 5 зонда 1 и трехходового крана 12 происходит синхронно (см. фиг.5) посредством шагового электропривода 23. Последовательность их взаимодействия поясняется схемой, изображенной на фиг.5. После каждого полного оборота штока 5 зонда 1, совместно с трехходовым краном 12 дозатора 11, шаговый электропривод 22 останавливается электронным блоком управления 24, на котором устанавливается программа цикличности отбора пробы - количество циклов, интервал отбора, регистрация на табло и оповещение о законченном процессе наполнения баллона 14 или контейнера 15 объединенной пробой.
В трубопровод 2 введен смеситель 26 потока. Зонд 1 устройства 25 устанавливается в зоне наиболее интенсивного смешивания продуктов в потоке, создаваемом смесителем 26, что обеспечивает достоверность отбора пробы устройством 25.