ПРОБООТБОРНИК

Пробоотборник
Полезная модель относится к добыче, сбору, подготовке и транспорту жидких и газовых продуктов и может быть использовано на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных или иных предприятиях, где производятся работы по отбору проб жидкости из трубопроводов.
Известен пробоотборник (патент РФ №48362 МПК Е21В 49/08, опубл. 10.10.2005), содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка, приваренный к трубопроводу и вентиль. Вентиль соединен с корпусом жестко и герметично. В трубопровод перед корпусом врезана втулка с центральным отверстием, при этом втулка на входе жидкости (среды) снабжена конусной поверхностью, сужающейся от периферии к центру. В центральном отверстии втулки жестко установлен завихритель потока жидкости, выполненный в виде шнека. За корпусом вертикально оси трубопровода установлена пластина, с вырезанным сегментом сверху, приваренная к трубопроводу по внутреннему его периметру.
Известен пробоотборник накопительный (патент РФ №61345 МПК Е21В 49/08, опубл. 27.02.2007), содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком и вентилем. Полый шток жестко и герметично соединен с трубопроводом, при этом полый шток выполнен в виде патрубка со скошенным концом и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца стороны полого штока. Патрубок корпуса оснащен штуцером с тарированным отверстием и герметично соединен с вертикальным гидроцилиндром сверху его поршня. Поршень оборудован штоком, выведенным вверх гидроцилиндра и оснащенным регулировочными грузами. Ниже поршня гидроцилиндр посредством отвода сообщен с трубопроводом. Патрубок корпуса пред вентилем и отвод соединены между собой обводным коленом. В трубопроводе жестко напротив отвода установлено устройство, сужающее поток жидкости. Для взятия проб гидроцилиндр выше поршня оснащен открывающимся каналом.
Известен пробоотборник (патент РФ №51102, МПК Е21В 49/08, опубл. 27.01.2006), содержащий трубопровод, корпус, приваренный к трубопроводу, вентиль, отличающийся тем, что трубопровод перед корпусом снабжен втулкой, при этом на входе потока жидкости втулка снабжена конусной поверхностью, сужающейся от периферии к центру, а внутри втулки жестко установлен завихритель, выполненный в виде плоского закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости, причем концентрично в трубопроводе за завихрителем установлено устройство, сужающее поток жидкости, а корпус выполнен в виде обводного отвода, в нижней части которого установлен вентиль, при этом обводной отвод с одной стороны жестко и герметично соединен с трубопроводом за завихрителем, а с другой стороны - с трубопроводом за устройством, сужающим поток жидкости.
Известен пробоотборник (патент РФ №54625, МПК Е21В 49/08, опубл. 10.07.2006), содержащий трубопровод, корпус, приваренный к трубопроводу, полый шток и вентиль, отличающийся тем, что полый шток выполнен в виде дополнительного патрубка с меньшим, чем у трубопровода сечением со скошенным концом, упирающимся в диаметрально противоположную сторону от корпуса, при этом полый шток снабжен радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости, а срез скошенного конца размещен с противоположной радиальным отверстиям стороны полого штока, причем концентрично в трубопроводе за полым штоком установлено устройство, сужающее поток жидкости, а корпус выполнен в виде обводного отвода, в нижней части которого установлен вентиль, при этом обводной отвод с одной стороны жестко и герметично соединен с полым штоком, а с другой - с трубопроводом за устройством, сужающим поток жидкости.
Известен пробоотборник накопительный (патент РФ №54627, МПК Е21В 49/08, опубл. 10.07.2006), содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком и вентилем, жестко и герметично соединенного с трубопроводом, при этом полый шток выполнен в виде патрубка со скошенным концом и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца стороны полого штока, отличающийся тем, что патрубок корпуса оснащен штуцером с регулируемым пропускным отверстием и сообщен с гидроцилиндром, имеющим большее и меньшее поперечные сечения со стороны большего его сечения, а с противоположной стороны гидроцилиндр сообщен с трубопроводом, причем гидроцилиндр оснащен для взятия проб отрывающимся каналом, установленным со стороны патрубка корпуса, технологическими отверстиями, выполненными в районе стыка большего и меньшего сечений, и двумя поршнями большего и меньшего диаметра, соединенными штоком.
Известен пробоотборник накопительный (патент РФ №57361, МПК Е21В 49/08, опубл. 10.10.2006), содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком и вентилем, жестко и герметично соединенного с трубопроводом, при этом полый шток выполнен в виде патрубка со скошенным концом и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца стороны полого штока, отличающийся тем, что патрубок корпуса оснащен штуцером с регулируемым пропускным отверстием и сообщен с гидроцилиндром со стороны полого штока, а с противоположной стороны гидроцилиндр сообщен с трубопроводом с помощью отвода, напротив которого в трубопроводе установлено устройство, сужающее поток, причем гидроцилиндр оснащен для взятия проб отрывающимся каналом, установленным со стороны патрубка корпуса.
Известен пробоотборник (патент РФ №47971, МПК Е21В 49/08, опубл. 10.09.2005), ближайший по технической сущности и принятый за прототип, содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка, приваренный к трубопроводу и полый шток с вентилем. Полый шток соединен с корпусом жестко и герметично и выполнен в виде дополнительного патрубка с меньшим, чем у трубопровода, сечением со скошенным концом, упирающимся в диаметрально противоположную сторону от крепления с корпусом. Полый шток снабжен радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости. Срез скошенного конца полого штока размещен с противоположной радиальным отверстиям стороны.
Однако, известные устройства сложны в изготовлении, а в зимнее время происходит замерзание и коррозия составляющих узлов пробоотборника, особенно на скважинах, добывающих высокосернистую продукцию. В период осеннее - весенней распутицы не всегда удается произвести его ревизию, для чего необходимо произвести остановку скважины и ревизию с разбором устьевой арматуры. В случае розлива добываемой жидкости через пробоотборник на прилегающую территорию скважины необходимы дополнительные материальные затраты на привлечение специальной техники для уборки замазученности и пропарки устьевой арматуры.
Заявляемое устройство имеет сравнительно простую конструкцию, малый вес, не требует больших трудозатрат и специальной профессиональной подготовки при монтаже и демонтаже.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является усовершенствование устройства пробоотборника, что позволяет повысить качество, достоверность отбираемых проб жидкости поступающей со скважины, иметь объективную и полноценную информацию о разработке месторождения.
Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности устьевого оборудования и отбор достоверной пробы скважинной жидкости с полного сечения трубопровода.
Заявляемое устройство поясняется на фигурах.
На фиг. 1 представлена схема устройства. (Вид - А-А фиг. 1. трубопровод (1) с присоединительным патрубком (2), уплотнительное кольцо из полиуретана (3), корпус пробоотборника (4), шток с вентилем (5), пробоотборная трубка (6) с цилиндрическими сквозными отверстиями d=4 мм.)
На фиг. 2 показан общий вид устройства на устьевом оборудовании.
Устройство состоит из следующих элементов:
6 - пробоотборная трубка с наружным диаметром Д=19,5 мм со стороны установки в пробоотборник и наружным диаметром Д=10 мм по всей длине пробоотборной трубки 6, 3 - уплотнительное кольцо из полиуретана, выполняющее роль прокладки между основанием пробоотборной трубки 6 и корпусом пробоотборника 4, 5 - шток с вентилем пробоотборника 4, служащий для открывания проходного отверстия в пробоотборнике и отбора пробы.
В процессе работы скважины, жидкость поднимается от насоса до устья скважины перемешиваясь за счет возвратно-поступательного движения колонны насосных штанг и представляет собой однородную массу, являющуюся идеальной для отбора проб. В случае установки обычного пробоотборника 4 без пробоотборной трубки 6, движущаяся жидкость по трубопроводу 1 через присоединительный патрубок 2 поступает в пробоотборник 4 и путем открытия штока с вентилем 5, производится ее отбор. При этом отбор пробы производится не по всему проходному сечению трубопровода и замер является не достоверным.
За счет установки пробоотборной трубки (6) с цилиндрическими сквозными отверстиями во внутреннюю полость трубопровода (1), движущаяся жидкость поступает в пробоотборник (4) с полного сечения трубопровода (1).
Установка пробоотборной трубки (6) производится следующим образом: после остановки скважины и стравливания давления в трубопроводе (1), с присоединительного патрубка (2) отворачивается пробоотборник (4). На пробоотборную трубку (6) снаружи устанавливается соответствующее по диаметру уплотнительное кольцо (3) из полиуретана, после чего пробоотборная трубка (6) вставляется в присоединительный патрубок (2) трубопровода (1) и снаружи присоединительного патрубка (2) заворачивается пробоотборник (4).
Усовершенствование конструкции пробоотборника осуществляют посредством следующих действий:
- в зависимости от применяемого диаметра трубы (Д=60 мм, Д=73 мм или Д=89 мм) в качестве трубопровода (1) пробоотборная трубка (6) может изменяться по длине от 107 мм до 162 мм;
- отверстия пробоотборной трубки (6) для прохода скважинной жидкости выполнены радиальной конической формы (Вид - В-В фиг. 1.) с наружным диаметром 4-6 мм и внутренним диаметром 8-10 мм. За счет уменьшения размера входных отверстий снаружи пробоотборной трубки (6) предотвращается попадание окалины с НКТ и механических примесей, а за счет увеличения отверстий внутри увеличивается пропускная способность пробоотборной трубки (6). Тем, самым разница в диаметре входного и выходного размера отверстий создает перепад давления с наружи и внутри пробоотборной трубки (6) фильтра, что создает метод "штуцирования" (как на электроцентробежном насосе) и создает дополнительную защиту от попадания внутрь абразива и крупных механических примесей.
Устройство работает следующим образом.
Скважина, эксплуатируемая штанговой глубинно-насосной установкой (УШГН) с наземным приводом станка-качалки (СК) или электроцентробежным насосом (УЭЦН) укомплектована устьевой арматурой 140×50 с манифольдной линией (трубопроводом (1)) в которую с помощью сварного соединения установлен присоединительный патрубок (2) с наружной метрической резьбой Д=15 мм, на которую навернут корпус пробоотборника (4). При работе скважины производится отбор пробы при помощи открытия штока с вентилем (5), установленного в корпусе пробоотборника (4) и открывающего проход поступающей жидкости из пробоотборной трубки (6) через проходное отверстие в корпусе пробоотборника (4) в герметичную тару.
Преимуществами заявляемой полезной модели являются: 1) установка пробоотборной трубке по полному сечению трубопровода обеспечивает высокую степень идентификации при отборе пробы многокомпонентных газожидкостных систем; 2) установка полиуретановой прокладки между пробоотборной трубкой и присоединительным патрубком позволяет предохранить место соединения от коррозии и предотвратить пропуски жидкости; 3) конструкция пробоотборника обеспечивает отбор пробы жидкости в специальную герметичную тару без выброса транспортируемых продуктов в атмосферу, что способствует поддержанию экологического баланса природы; 4) простая конструкция, малый вес, не требует больших материальных затрат на изготовление и специальной профессиональной подготовки при монтаже и демонтаже; 5) возможность установки пробоотборной трубки и усовершенствование существующих пробоотборников без продолжительной остановки скважины; 6) отбор достоверной пробы скважинной жидкости с полного сечения трубопровода.