УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к устройствам для взятия проб жидкости, которые могут быть использованы при прямых геохимических методах поисков нефти и газа, например, в газовом каротаже, а также в лабораторных условиях.
Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода (см., например, ГОСТ 2517-85. Методы отбора проб.- М.: ИПК Издательство Стандартов, 1987, п.2.13.1.7, черт. 14), включающее пробозаборную трубку с загнутым концом, установленную вертикально входным отверстием по оси трубопровода навстречу потоку.
Недостатком известного устройства является невысокая представительность получаемой при дискретном отборе пробы с центральной области потока в трубопроводе.
Известно также устройство для отбора проб жидкости из трубопровода (см., например, ГОСТ 2517-85. Методы отбора проб. - М.: ИПК Издательство Стандартов, 1987, п. 2.13.1.8, черт. 15), включающее пробозаборный элемент, выполненный в виде пяти вертикальных пробозаборных трубок с загнутыми концами, установленных по вертикальному сечению трубопровода и направленных навстречу потоку.
Недостатком известного устройства также является невысокая представительность получаемой пробы из центральной области потока переточной линии через размещенные в ней пробозаборные трубки.
Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода (см. заявку на выдачу патента РФ на изобретение №94025089, МПК G01N 1/10, опубл. 20.05.1996 г.), включающее пробозаборник, пробозаборный элемент которого размещен вертикально по диаметру трубопровода входным отверстием навстречу потоку; последовательно соединенную с пробозаборником переточную линию для прокачки через нее части потока основного трубопровода, отбираемую через пробозаборник под действием избыточного давления с возвращением ее по переточной линии в основной трубопровод; устройства контроля параметров жидкости, установленные на переточной линии, а также установленные на переточной линии одну или две одинаковые пробозаборные трубки с косым (или загнутым на 90°) срезом для ручного или автоматического отбора пробы из потока переточной линии без прекращения движения потока переточной линии, которые размещаются входным отверстием по оси переточной линии навстречу потоку; кран для ручного отбора, а также клапаны на переточной линии; диафрагму или насос для создания избыточного давления в переточной линии, при этом диафрагма располагается между пробозаборным элементом основного трубопровода и точкой врезки переточной линии в трубопровод, а насос последовательно подключается к переточной линии, при этом непосредственно перед пробозаборными трубками переточной линии по ходу движения потока переточной линии установлен диспергатор в виде трубки Вентури, в сужении которого установлена сменная суперкавитирующая втулка с канавками на цилиндрической поверхности с внутренней стороны, торцевая поверхность которой по ходу движения потока выполнена ступенчатой, имеет по два диаметрально противоположных углубления и выступа прямоугольной формы одинаковой ширины и выпуклыми в радиальном от центральной оси направлении.
Недостатком известного устройства для отбора проб жидкости из трубопровода является наличие двух точек врезки двух портов в гидросистему, сложность конструкции и невозможность быстрого подключения к гидросистеме.
Известен пробоотборник (см. патент РФ на изобретение №2299983, МПК E21B 49/08, G01N 1/10, опубл. 27.05.2007 г.), включающий установленный на трубопровод корпус, в гнездо которого установлен шпиндель, имеющий возможность поступательного перемещения, размещенный на оголовке шпинделя клапан, взаимодействующий с седлом, пробоотборную трубку, установленную в резьбовом гнезде корпуса под седлом, при этом шпиндель установлен в корпусе с возможностью перемещения по резьбе, внутри пробоотборной трубки соосно помещен круглый стержень, связанный с клапаном, на стержень установлены металлические пластинки для удаления парафиноотложений, а пробоотборная трубка выполнена с щелевой продольной прорезью, обращенной к потоку жидкости.
Недостатком известного пробоотборника является наличие только одного порта в точке врезки в гидросистему, что не позволяет использовать его совместно с газоаналитическим оборудованием, требующим измерительного контура.
Известно устройство для отбора проб рабочей жидкости из гидросистем (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №200795, МПК G01N 1/10, опубл. 15.08.1967 г.), содержащее корпус со штуцерами, приемную емкость, на которой закреплена шарнирным хомутом крышка со встроенным внутри нее отсечным клапаном, в которой дополнительно установлен управляемый отсечной клапан, закрывающий по окончании отбора пробы приемную емкость.
Недостатками известного устройства для отбора проб рабочей жидкости являются наличие только одного порта в точке врезки в гидросистему, что не позволяет использовать его совместно с газоаналитическим оборудованием, требующим измерительного контура, а также недостоверность пробы из-за наличия трущихся поверхностей в приемной емкости, являющихся источником механических примесей.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели является устройство для отбора проб рабочей жидкости из гидросистем (см. авторское свидетельство СССР на изобретение №549706, МПК G01N 1/10, опубл. 05.03.1977 г.), включающее корпус со штуцерами, приемную емкость с эластичной крышкой и подпружиненный клапан, в седле которого выполнен выходной канал, конец которого снабжен полой иглой (трубка-зонд).
Недостатком известного устройства для отбора проб рабочей жидкости является наличие только одного порта в точке врезки в гидросистему, что не позволяет использовать его совместно с газоаналитическим оборудованием, требующим измерительного контура.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание простого устройства для отбора проб жидкости, имеющего одну точку врезки двух портов в гидросистему с возможностью перфорации крышки приемной емкости.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении полезной модели, является возможность оперативной перфорации и быстрого подключения к измерительному контуру (газоаналитических систем) приемной емкости с пробой жидкости в виде стандартных пластиковых бутылок объемом 0.25-2.5 л.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для отбора проб жидкости, содержащее корпус, рукоятку, трубку-зонд, приемную емкость с эластичной крышкой, два штуцера, согласно полезной модели, дополнительно снабжено столом-зажимом для фиксации приемной емкости, трубкой-сверлом с боковым отверстием в корпусной части, на рабочем конце которой расположены, по меньшей мере, четыре режущие кромки, при этом рукоятка жестко соединена с трубкой-сверлом, трубка-зонд расположена коаксиально с трубкой-сверлом, корпус непосредственно прилегает к перфорируемой крышке приемной емкости, причем трубка-зонд одним концом соединена со штуцером с образованием первого порта для подключения в измерительный контур, а трубка-сверло через боковое отверстие соединена с другим штуцером с образованием второго порта для подключения в измерительный контур газоаналитических систем.
1
2
Целесообразно, чтобы режущие кромки, расположенные на рабочем конце корпусной части, были размещены под углом α равным 28-32° от оси трубки-сверла с равным угловым шагом между ними, а концы режущих кромок, расположенные вблизи оси трубки-сверла, были размещены под углом α равным 8-12° к плоскости, перпендикулярной оси трубки-сверла.
Введение трубки-сверла с боковым отверстием со штуцером, имеющей возможность с помощью проворота рукоятки поступательно-вращательного перемещения, расположение трубки-зонда со штуцером коаксиально с трубкой-сверлом, прилегание корпуса непосредственно к перфорируемой пробке емкости с исследуемой пробой, позволяет обеспечить одну точку врезки двух портов в гидросистему с возможностью перфорации крышки приемной емкости и дает возможность быстрого подключения к измерительному контуру (газоаналитических систем) и использования устройства совместно со стандартными пластиковыми емкостями, например, бутылками объемом 0.25-2.5 л.
Определенный угол размещения режущих кромок относительно друг друга на рабочем конце корпусной части трубки-сверла позволяет повысить производительность устройства при перфорации крышки приемной емкости за счет снижения осевого усилия на рукоятку.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображены: на фиг.1 - устройство для отбора проб жидкости, продольный разрез; на фиг.2 - трубка-сверло, продольный разрез. Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - корпус; 2 - приемная емкость; 3 - трубка-зонд; 4 - трубка-сверло; 5 - рукоятка; 6 - стол-зажим; 7 и 8 - штуцера.
Устройство для отбора проб жидкости содержит корпус 1, непосредственно прилегающий к перфорируемой крышке приемной емкости 2 с исследуемой пробой, трубку-зонд 3, трубку-сверло 4, имеющую возможность поступательно-вращательного перемещения вдоль своей оси, рукоятку 5, соединенную с трубкой-сверлом 4, стол-зажим 6 с зажимом в виде скобы для фиксации емкости 2 с исследуемой пробой жидкости, два штуцера 7 и 8. Трубка-зонд 3 расположена коаксиально с трубкой-сверлом 4 и одним концом размещена при рабочем положении внутри емкости 2 с исследуемой пробой, а другим концом соединена со штуцером 7 с образованием первого порта для подключения в измерительный контур. Трубка-сверло 4 через боковое отверстие соединена со штуцером 8 с образованием второго порта для подключения в измерительный контур (фиг.1).
1
2
Трубка-сверло 4 содержит трубчатую корпусную часть и, по меньшей мере, четыре режущие кромки, расположенные на рабочем конце корпусной части. Режущие кромки, размещены под углом α равным 28-32° от оси трубки-сверла 4 с равным угловым шагом между ними, расположены симметрично и равномерно по окружности и направлены против направления вращения. Концы режущих кромок, расположенные вблизи оси трубки-сверла 4, размещены под углом α равным 8-12° к плоскости, перпендикулярной оси трубки-сверла 4 (фиг.2).
Рукоятка 5, трубка-сверло 4, трубка-зонд 3, зажим в виде скобы для крепления емкости с пробой, штуцера 7 и 8 выполнены из нержавеющей стали.
Первый и второй порты (штуцеры 7 и 8) подключаются к газоаналитическому оборудованию, имеющему в своем составе насос, образуя измерительный контур, причем второй порт (штуцер 8) подключается к вакуумной стороне насоса.
Принцип работы устройства для отбора проб жидкости основан на герметичном механическом разрушении трубкой-сверлом 4 пробки емкости 2 с пробой жидкости с последующей реализацией двухпортовой схемой подключения исследуемой пробы в измерительный контур.
Устройство для отбора проб жидкости используется следующим образом.
Из резервуара вручную набирают пробу бурового раствора, например, в пластиковую бутылку емкостью 1.5 л, которую располагают на столе-зажиме 6 и закрепляют зажимом в виде скобы для фиксации приемной емкости 2 с исследуемой пробой для обеспечения герметичного вскрытия.
Затем путем проворота рукоятки 5 движением трубки-сверла 4 просверливается отверстие в пластиковой пробке бутылки (емкости 2), следующим движением вводится в нижнюю часть бутылки трубка-зонд 3 (для барботажа пробы для дегазации) со штуцером 7 для подключения в измерительный контур. Трубка-сверло 4 является короткой трубкой с режущими кромками, расположенными на рабочем конце корпусной части, и через нее коаксиально проходит трубка-зонд 3 в нижнюю часть емкости 2.
Таким образом, приемную емкость 2 с исследуемой пробой жидкости можно включить в контур с насосом для дегазации посредством барботажа. При этом у приемной емкости 2 с исследуемой пробой жидкости образуется два порта для подключения к системе: первый порт - длинная трубка-зонд 3, расположенная одним концом внизу емкости 2 при рабочем положении, со штуцером 7 с другой стороны; второй порт - «затрубье» между внутренней поверхностью трубки-сверла 4 и наружной поверхностью коаксиально размещенной длинной трубки-зонда 3, соединенное со штуцером 8 посредством бокового отверстия в трубке-сверле 4 и системой уплотнительных колец.
Использование устройства для отбора проб жидкости, имеющего одну точку врезки двух портов в гидросистему с возможностью оперативной перфорации стенки, позволяет быстро осуществить подключение к измерительному контуру (газоаналитических систем) стандартных пластиковых емкостей, например, бутылок объемом 0.25-2.5 л с пробой исследуемой жидкости.