Пробоотборник жидкостный
LIQUID SAMPLER

Предложение относится к нефтяной промышленности, конкретно к устройствам для отбора проб жидкости в резервуарах.
Известен пробоотборник (патент RU № 2269107, МПК G01N 1/00, опубл. 27.01.2006 Бюл. № 3), содержащий корпус, днище, крышку и шток с клапаном, причем с целью предотвращения преждевременного самопроизвольного открытия клапана пробоотборника и обеспечения возможности отбора нижней пробы в резервуарах с низким, менее 250 мм, пространством мертвых остатков и в резервуарах с данными осадками, его шток снабжен гайкой с уступом, взаимодействующим с фиксатором, установленным на крышке пробоотборника и препятствующим перемещению штока вдоль оси, а ниже гайки с уступом на штоке установлен рычаг, взаимодействующий с фиксатором при закрытии клапана.
Известен также жидкостной пробоотборник (патент на ПМ RU № 49990, МПК G01N 1/00, опубл. 10.12.2005 Бюл. № 34), содержащий пробоотборный сосуд, выполненный в виде цилиндрического корпуса с тяжелым дном и крышки, запирающего устройства и подвески с несущим тросиком, причем запирающее устройство выполнено в виде подпружиненного подвижного штока с тарелями для дренажного и впускного клапанов, при этом дренажный клапан является перенастраиваемым, седло которого выполнено на вращаемой крышке пробоотборника, а его тарель фиксируется стопорными гайками, причем положение крышки связано с указателем настройки глубины погружения.
Недостатками обоих пробоотборников являются сложность изготовления и настройки, так как требуется точное изготовление с подгонкой всех деталей и настройка запирающих устройств для срабатывания на отбор на необходимой глубине с последующим закрытием, при этом при изменении средней плотности жидкости каждый раз необходима индивидуальная настройка, то есть необходимо проводить как минимум две пробы: для определения плотности жидкости и для отбора жидкости на требуемой глубине, то есть непродуктивные затраты времени.
Известен также жидкостной пробоотборник (патент RU № 2191364, МПК G01N 1/00, опубл. 20.10.2002 Бюл. № 29), содержащий пробоотборный сосуд, выполненный в виде тяжелого цилиндрического корпуса с отверстием в верхней крышке, закрытым пробкой, подвески в виде скоб с ушками, к которым прикреплена дужка пробоотборника, несущий тросик со свободно провисающей петлей, соединенной с запирающим устройством, причем запирающее устройство выполнено в виде установленного на крышке пробоотборника рычага с насаженной на него пробкой, запирающей входное отверстие пробозаборной трубки, при этом калиброванная нить соединяет дужку пробоотборника с нижней частью тросика, прикрепленного к рычагу с образованием свободно провисающей петли.
Основным недостатком этого пробоотборника является подъем емкости с открытым входном отверстии пробозаборной трубки, что недопустимо при слоистой неоднородности жидкости, какой является водонефтяная смесь или т.п., так как приводит к изменению состава пробы.
Наиболее близким по технической сущности является пробоотборник воды (патент на ПМ RU №123156, МПК G01N 1/00, опубл. 20.12.2012 Бюл. №35), включающий емкость с тросами, причем емкость выполнена в виде полого цилиндра, дно которого оборудовано металлическим клапаном с крышкой, снабженной резиновой прокладкой и пружиной с фиксирующим подвижным зубом.
Основным недостатком этого пробоотборника является спуск емкости с открытой крышкой клапана, что недопустимо при слоистой неоднородности жидкости, какой является водонефтяная смесь или т.п., так как приводит к изменению состава пробы.
Технической задачей предлагаемого решения является создание простой и надежной конструкции пробоотборника жидкостного, позволяющего отбирать на необходимой глубине точные пробы жидкости даже при ее слоистой неоднородности.
Техническая задача решается пробоотборником жидкостным, включающим полую, заглушенную сверху емкость с грузовым и технологическим тросами, дно которой оборудовано клапаном с поворотной вокруг петли крышкой, и запирающим механизмом.
Новым является то, что крышка установлена в емкости с возможностью открывания внутрь, а запирающий механизм изготовлен в виде шара, выполненного с возможностью опоры на крышку сверху и продольного перемещения в цилиндрической, заглушенной сверху направляющей, которая расположена на расстоянии меньшем половины диаметра шара от крышки и жестко соединена с внутренними стенками емкости перемычками, причем технологический трос выполнен с возможностью соединения с емкостью снаружи и ниже центра ее тяжести, со стороны противоположной расположению петли крышки.
Новым является также то, что на грузовой трос наносят мерные метки, соответствующие глубине опускания емкости в жидкость, а на технологический трос наносят мерные технологические метки с шагом равным расстоянию по вертикали от верха до места крепления на емкости.
На фиг.1 изображен пробоотборник спереди в продольном разрезе (разрез А-А фиг.3).
На фиг.2 изображен пробоотборник сбоку в продольном разрезе (разрез Б-Б фиг.1).
На фиг.3 изображен пробоотборник снизу.
Пробоотборник жидкостный включает полую, заглушенную сверху емкость 1 (фиг.1 и 2) с грузовым 2 (фиг.2) и технологическим 3 тросами (показаны условно). Дно емкости 1 оборудовано клапаном 4 с поворотной вокруг петли 5 крышкой 6, и запирающим механизмом в виде шара 7. Крышка 6 установлена в емкости 1 с возможностью открывания внутрь. Шар 7 выполнен с возможностью опоры на крышку 6 сверху и продольного перемещения в цилиндрической, заглушенной сверху направляющей 8. Направляющая 8 (фиг.1) расположена на расстоянии L1 меньшем половины диаметра D (L1 ˂ D) шара 7 от крышки 6 для исключения перекоса и/или выпадения шара 7 из направляющей 8 и жестко соединена с внутренними стенками емкости 1 перемычками 9. Технологический трос 3 (фиг.2) выполнен с возможностью соединения (например, при помощи проушины 10, скобы, крюка или т.п. - последнее не показано) с емкостью 1 снаружи и ниже центра ее тяжести, со стороны противоположной расположению петли 5 крышки 6. Для удобства пользования в резервуарах различной глубины и/или для отбора проб на любой глубине на грузовой трос 2 наносят мерные метки (не показаны, обычно через 20 - 30 см), соответствующие глубине опускания емкости 1 в жидкость. Для удобства проведения отбора проб на технологический трос 3 наносят мерные технологические метки с шагом равным расстоянию L2 по вертикали от верха до места крепления на емкости 1.
Конструктивные элементы, технологические элементы и уплотнения, не влияющие на работоспособность пробоотборника, на чертежах (фиг.1 - 3) не показаны или показаны условно.
Пробоотборник работает следующим образом.
Грузовой трос 2 (фиг.2) присоединяют с верхней части емкости 1 (например, при помощи проушины 11, скобы, крюка или т.п.- последнее не показано), а технологический трос 3 соединяют с емкостью 1 сбоку, например, к проушине 10. На грузовом тросе 2 делают отметку (краской или цветным кольцом - не показано) снаружи соответствующую глубине отбора пробы в емкости 1, а при наличии мерных меток - отмечают метку, до которой будет опускаться емкость 1 для отбора пробы (что ускоряет процесс примерно в 2 - 2,5 раза). На грузовом тросе 2 емкость 1 под собственным весом опускают в жидкость резервуара вертикально, при этом шар 7 опускается по направляющей 8, закрепленной к емкости 1 перемычками 9, и опирается на крышку 6, герметично прижимая ее к седлу клапана 4. При достижении необходимой глубины отбора пробы, что определяется по отметке или метке на грузовом тросе 2 спуск прекращают. После чего поворачивают емкость 1 при помощи технологического троса 3 в горизонтальное (фиг.3) или немного наклоненное от крышки 6 положение. Для этого технологический трос 3 (фиг.2) нужно приподнять на расстояние не менее L2, что проще контролировать по заранее нанесенным меткам на технологический трос 3. При этом петля 5 будет находится внизу, а шар 7 откатится внутрь направляющей 8. В результате под собственным весом крышка отклонится внутрь емкости 1, поворачиваясь вокруг петли 5 до упора в конец направляющей 8 и открывая клапан 4. Так как площадь клапана 4 большая, то происходит быстрое замещения газа, находящегося в емкости 1, жидкостью в интервале отбора пробы (обычно 1-3 сек. в зависимости от вязкости жидкости). После этого технологический трос 3 опускают, емкость 1 возвращается в вертикально положения, крышка 6 герметично перекрывает клапан 4 под действием также веса шара 7 (фиг.1), опирающегося на крышку 6 сверху. Емкость 1 вместе с пробой извлекают на поверхность при помощи грузового троса 2 (фиг.2). Через технологические отверстия (не показаны) из емкости 1 сливают пробу по специальным трубопроводам (не показаны) в герметичную тару (не показана) для хранения и доставки проб в лабораторию. После промывки емкости 1 пробоотборник опять готов к работе. При спуске и при подъеме емкости 1 ее внутреннее пространство не контактирует с внешней средой, что обеспечивает качественный обор любых проб именно в требуемом интервале. При этом конструкция пробоотборника проста и не требует постоянного контроля и отладки.
Предлагаемый пробоотборник жидкостной прост и надежен, при этом позволяет отбирать на необходимой глубине точные пробы жидкости даже при ее слоистой неоднородности.