Устройство для поверки и калибровки расходомера, встроенного в магистральный газопровод

Область техники
Полезная модель относится к транспортировке газа по магистральным газопроводам, снабженным компрессорными станциями, а именно к устройствам для поверки и калибровки измерительных приборов, контролирующих расход газа, транспортируемого по магистральным газопроводам.
Уровень техники
Как правило, контроль расхода газа в магистральных газопроводах большого диаметра производится в многониточном узле учета, каждая параллельная нитка которого представляет собой измерительный трубопровод с рабочим расходомером, сечение которого меньше сечения магистрального газопровода [см. например, электронный ресурс http://neftegaz.ru/tech_library/view/4437/]. При этом для периодической поверки и калибровки рабочие расходомеры, встроенные в измерительный трубопровод с помощью фланцевых соединений, поочередно выводятся из работы (с помощью запорной арматуры), затем демонтируются с разборкой фланцевых соединений, поверяются с помощью эталонных приборов в лабораторных условиях и монтируются обратно.
Однако, для однониточного узла учета, представляющего собой расходомер большого диаметра, встроенный в магистральный газопровод с помощью сварки [RU 165613], поверка и калибровка с демонтажем рабочего расходомера практически неприемлема, поскольку требует многократного выполнения прецизионной сварки при встраивании расходомера (как в измерительный трубопровод лаборатории, так и в магистральный газопровод), не дает гарантии сохранения результатов лабораторной калибровки после встраивания поверенного рабочего расходомера в газопровод и требует длительного прекращения подачи газа по магистральному газопроводу (на время проведения поверки рабочего расходомера в метрологической лаборатории, его демонтажа, монтажа и транспортировки туда и обратно).
Известно выбранное в качестве прототипа устройство для поверки и калибровки расходомера, встроенного в магистральный газопровод, содержащее байпасный трубопровод с запорной арматурой, предназначенный для обхода компрессорной станции, и дополнительно введенный измерительный трубопровод, который подключен параллельно указанному байпасному трубопроводу через отсекающие запорные краны и выполнен с возможностью монтажа и демонтажа эталонного расходомера [Патент RU 169290].
Прототип позволяет без демонтажа встроенного в магистральный газопровод рабочего расходомера проводить его периодическую поверку и калибровку путем прямого сличения показаний с показаниями эталонного расходомера. Для этого прототип использует штатную трубопроводную и запорную арматуру узла подключения компрессорной станции к магистральному трубопроводу, и кроме того, дополнительно введенные измерительный трубопровод и запорную арматуру.
Недостаток прототипа - избыточность трубопроводной и запорной арматуры, вводимой дополнительно к штатной арматуре узла подключения компрессорной станции.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели по отношению к прототипу состоит в упрощении конструкции устройства поверки и калибровки.
Предметом полезной модели является устройство для поверки и калибровки расходомера, встроенного в магистральный газопровод, содержащее байпасный трубопровод с запорной арматурой, предназначенный для обхода компрессорной станции, отличающееся тем, что в байпасный трубопровод введены снабженная фланцами втулка, выполненная с возможностью взаимной замены эталонным расходомером, и компенсатор осевых перемещений.
Это позволяет упростить конструкцию устройства поверки и калибровки, за счет более полного по сравнению с прототипом использования штатной арматуры узла подключения компрессорной станции магистрального газопровода, т.е. получить технический результат, который сформулирован выше.
Полезная модель имеет развития, раскрывающие частные случаи реализации указанного выше обобщенного понятия запорной арматуры. В двух частных случаях запорная арматура может быть выполнена в виде одного запорного крана, встроенного в байпасный трубопровод за или перед втулкой по направлению газового потока, а в третьем - в виде двух запорных кранов, встроенных в байпасный трубопровод по разные стороны от втулки.
Осуществление полезной модели с учетом ее развитий
Схема предлагаемого устройства для поверки и калибровки расходомера 1, встроенного в магистральный газопровод 2, представлена на фигуре.
Устройство содержит байпасный трубопровод 3 с запорной арматурой, предназначенный для обхода компрессорной станции, между прямыми участками которого введены втулка 4, снабженная фланцами 5, 6, и компенсатор 7 осевых перемещений.
Для того, чтобы обеспечить возможность взаимной (обратимой) замены втулки 4 и эталонного расходомера 8 длина втулки 4 и присоединительные размеры ее фланцев 5 и 6 должны совпадать с соответствующими размерами эталонного расходомера 8, имеющего фланцы 9 и 10.
В примере, показанном на фигуре, компенсатор 7 также снабжен двумя фланцами 11 и 12, а трубопровод 3, имеет ответные фланцы 13 и 14. Вместо соединения с помощью фланцев 12 и 14 может быть использовано сварное соединение. Все фланцевые соединения выполнены герметичными с помощью болтов или шпилек.
Проходные сечения втулки 4, компенсатора 7, расходомера 8 совпадают с проходным сечением байпасного трубопровода 3.
Запорная арматура трубопровода 3 выполнена с возможностью отсечения втулки 4 от газового потока. Для этого запорная арматура трубопровода 3 может содержать либо два запорных крана 15 и 16, встроенных в трубопровод 3 по разные стороны втулки 4, либо один запорный кран 16, встроенный за втулкой 4 по направлению 17 газового потока, либо один запорный кран 15, встроенный перед втулкой 4 по направлению 17 газового потока.
Представленная фигура иллюстрирует пример реализации устройства с выполнением запорной арматуры из двух запорных кранов 15 и 16. Частный случай реализации запорной арматуры в виде одного крана 16 описывается ниже без приведения дополнительной иллюстрации.
Байпасный трубопровод 3, а также показанные на фигуре подводящий трубопровод 18 с запорным краном 19 и отводящий трубопровод 20 с запорным краном 21 входят в состав штатной арматуры узла подключения компрессорной станции к магистральному газопроводу 2. Краны 19 и 21 предназначены для отключения компрессорной станции от магистрального газопровода 1, а байпасный трубопровод 3 - для ее обхода магистральным потоком, прокачиваемым через газопровод 1.
Прямые участки 22 и 23 газопровода 1 перед и после расходомера 2, а также прямые участки 24 и 25 трубопровода 3 перед и после втулки 4, соединенной с компенсатором 7, должны удовлетворять требованиям документации изготовителей расходомеров 1 и 8 соответственно. Как правило, прямые участки 22 и 24 должны быть не менее 10÷20, а прямые участки 23 и 25 - не менее 2÷4 диаметров соответствующего трубопровода.
Поверка и калибровка расходомера 1 выполняются в следующем порядке.
Предварительно необходимо выполнить работы по временной замене втулки 4 расходомером 8. Для этого при закрытых кранах 15 и 16, отсекающих трубопровод 3 от газового потока, разбираются соединения фланцев 5 и 13, 6 и 11, а затем с байпасного трубопровода 3 демонтируется втулка 4. На место втулки 4 монтируется эталонный расходомер 8, фланцы которого 9 и 10 соединяют с фланцами 13 и 11.
Следующий этап - собственно поверка и калибровка расходомера 1 путем прямого сличения его показаний с показаниями эталонного расходомера 8. Поскольку для этого необходимо обеспечить последовательное протекание газового потока через расходомеры 1 и 8, краны 15 и 16 должны быть открыты, а компрессорная станция выведена из работы с перекрытием кранов 19 и 21 (например, переведена в режим «станционное кольцо»). При этом поток магистрального газа обходит компрессорную станцию по байпасному трубопроводу 3, в который временно вмонтирован расходомер 8, и появляется возможность поверки рабочего расходомера 1 с помощью эталонного расходомера 8 путем прямого сличения их показаний.
При успешной поверке может быть произведена калибровка расходомера 1. По ее результатам в средства обработки измерений расходомера 1 (не показаны на фигуре) вносятся уточненные калибровочные коэффициенты.
После завершения поверки и калибровки байпасный трубопровод 3 приводится в исходное состояние, при котором расходомер 8 демонтирован, а втулка 4 установлена на исходное место. Демонтированный расходомер 8 может быть использован для поверки других расходомеров на газовых магистралях, а также подвергаться периодической поверке в метрологической лаборатории.
Работы по временной установке расходомера 8 в байпасный трубопровод 3 и его возврату в исходное состояние могут быть выполнены при закрытых кранах 15 и 16 независимо от режима работы компрессорной станции.
Если на газопроводе 1 в непосредственной близости перед компрессорной станцией или после нее по направлению 17 потока имеется магистральный вентиль (на фигуре не показан) и режим эксплуатации газопровода 1 допускает перекрытие этого вентиля на время проведения монтажно-демонтажных работ на трубопроводе 3, становится возможным использование запорной арматуры в виде одного крана 15 или 16 соответственно.
В этом случае все вышеописанные работы проводятся аналогично, но при закрытых кранах 19, 21 и выведенной из работы компрессорной станции. Собственно поверка и калибровка расходомера 1 проводится при открытом состоянии имеющегося магистрального вентиля, который при отсечении от газового потока втулки 4 (или расходомера 8, смонтированного на ее место) выполняет функцию отсутствующего крана 16 или 15.
Компенсатор 7, способный укорачиваться при приложении сжимающих осевых усилий, облегчает монтаж втулки 4 и расходомера 8 в трубопровод 3.
При подземном расположении байпасного трубопровода 3, втулка 4 и компенсатор 7 могут быть размещены в колодце, оборудованном средствами доступа эксплуатационного персонала.
Как видно из изложенного, введение втулки 4 с фланцами 5 и 6, взаимозаменяемой эталонным расходомером 8, имеющим соответствующие размеры и фланцы, в уже имеющийся на газовой магистрали штатный байпасный трубопровод 3, упрощает конструкцию устройства по сравнению с прототипом, так как не требует сооружения дополнительного измерительного трубопровода.