УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ ИЗ ТРУБОПРОВОДА
DEVICE FOR SAMPLING LIQUID FROM PIPELINE

Настоящее изобретение относится к технике отбора проб газонасыщенных конденсатов, нефти, продуктов их промысловой подготовки и других жидкостей, где требуется определение параметров качества перекачиваемой по трубопроводам жидкости, и может быть использована на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортых или иных предприятиях.
Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, содержащее пробозаборную трубку, установленную входным отверстием навстречу потоку, фланец, смонтированный на трубопроводе, запорную арматуру, смонтированную на фланце, камеру с сальником, смонтированную на запорной арматуре и имеющую выходной патрубок с фланцем, при этом выходное отверстие пробозаборной трубки выходит в камеру, механизм подъема и опускания пробозаборной трубки (патент RU на изобретение №2262681, МПК G01N 1/10, опубл. 20.10.2005 г.) [1].
Недостатками данного устройства являются его сложная конструкция, наличие большого количества деталей, сложный доступ к пробозаборной трубке для ее очистки и ремонта, значительные габариты устройства ограничивают возможность его использования в стесненных условиях блочных технологических установок.
Известно устройство для размещения в трубопроводе элемента для прокачки жидкости, включающее установленные последовательно на трубопроводе монтажный патрубок, запорную арматуру, камеру с сальником, элемент для прокачки жидкости, штуцер, присоединенный к камере для прокачки жидкости, смонтированный через сальник механизм подъема и опускания элемента для прокачки жидкости, снабженный шпинделем, взаимодействующим с резьбой элемента для прокачки жидкости, при этом боковая наружная поверхность элемента для прокачки жидкости, выполненная с лыской, упирается в боковую поверхность сегмента нижней перегородки камеры с сальником (патент RU на изобретение №2444674, МПК F17D 1/14, опубл. 10.03.2012 г.) [2] (прототип устройства).
Недостатками данного устройства являются его сложная конструкция, выполнение наружной боковой поверхности элемента для прокачки жидкости с лыской механически ослабляет элемент, что приводит к его деформации при воздействии на него потока жидкости, сложный доступ к элементу для прокачки жидкости при его очистке и ремонте, значительные габариты устройства ограничивают возможность его использования в стесненных условиях блочных технологических установок.
Техническим результатом данного изобретения является упрощение обслуживания устройства, сокращение времени обслуживания, снижение затрат при его очистке и ремонте, повышение надежности работы устройства.
Техническая задача, положенная в основу настоящего изобретения, с достижением заявленного технического результата, решается устройством для отбора проб жидкости из трубопровода, включающим установленные последовательно на ответвление трубопровода переходник, запорную арматуру, выполненную в виде поворотного клапана с отводным проходным каналом и с рукояткой управления поворотным запорным элементом, винтовой механизм ввода и вывода в трубопровод пробозаборной трубки, пробозаборную трубку, снабженную отводным отверстием и жестко соединенную с гайкой винтового механизма ввода и вывода в трубопровод пробозаборной трубки, взаимодействующей с ходовым винтом, в котором на корпусе поворотного клапана закреплена горизонтальная ось поворота винтового механизма, а на корпусе винтового механизма закреплены как минимум две проушины с продольными пазами, при этом корпус винтового механизма и корпус поворотного клапана снабжены взаимодействующими стыковочными поверхностями.
Сущность изобретения заключается в том, что, в отличие от прототипа, крепление как минимум двух проушин с продольными пазами на корпусе винтового механизма и крепление на корпусе поворотного клапана горизонтальной оси поворота винтового механизма, проходящей через продольные пазы проушин, при выводе пробозаборной трубки из трубопровода, при перекрытии поворотного клапана рукояткой управления поворотным запорным элементом, исключающим протечку поворотного клапана, и выводе винтового механизма из поворотного клапана, обеспечивает поворот винтового механизма на горизонтальной оси поворота и, при фиксации винтового механизма в положении, удобном для обслуживания, вывод пробозаборной трубки из винтового механизма для ее осмотра, обслуживания и ремонта без остановки технологического процесса и демонтажа устройства, что упрощает обслуживание устройства, сокращает время обслуживания устройства, снижает затраты на обслуживание устройства, взаимодействующие стыковочные поверхности корпуса винтового механизма и корпуса поворотного клапана обеспечивают соосное расположение винтового механизма и выходного прохода поворотного клапана, герметизацию пробозаборной трубки в поворотном клапане, что повышает надежность работы устройства.
На фиг. 1 представлено устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, общий вид; на фиг. 2 - место А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство в положении винтового механизма, повернутым относительно горизонтальной оси поворота; на фиг. 4 - винтовой механизм ввода и вывода в трубопровод пробозаборной трубки; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг. 8 - устройство в положении пробозаборной трубки для обслуживания; на фиг. 9 - разрез Д-Д на фиг. 4.
Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода состоит из установленных последовательно на ответвление 1 трубопровода 2 переходника 3, запорной арматуры - поворотного клапана 4, винтового механизма 5 и пробозаборной трубки 6. Диаметр входа 7 переходника 3 соответствует диаметру 8 ответвления 1 трубопровода 2. Поворотный клапан 4 закреплен на переходнике 3 шпильками 9 с гайками 10. Поворотный клапан 4 выполнен с входной проточенной полостью 11, выходным проходным каналом 12 и отводным каналом 13. Торец входной проточенной полости 11 является седлом 14 для поворотного запорного элемента 15 поворотного клапана 4, который посредством рычага 16 соединен шпонкой 17 с поворотным валом 18, пластиной 19 с рукояткой 20. В поворотном клапане 4 в области отводного канала 13 выполнены две канавки 21 и 22, в которые установлены два уплотнительных кольца 23 и 24. К патрубку 25 отводного канала 13 присоединен фланец 26. В выходном проходном канале 12 выполнена проточка 27 для стыковки поворотного клапана 4 с винтовым механизмом 5 ввода и вывода в трубопровод 2 пробозаборной трубки 6. В проточке 27 выполнена канавка 28 для установки уплотнительного кольца 29. На поверхности 30 поворотного клапана 4 закреплена пластина 31 с соосно расположенными втулками 32 и 33.
Винтовой механизм 5 включает герметичный корпус 34 с фланцем 35 и подшипниковой опорой 36, ходовой винт 37, гайку 38 с пробозаборной трубкой 6. Герметичный корпус 34 выполнен в виде цилиндрической трубы с жестко прикрепленным к ней фланцем 35 с направляющим отверстием 39 и выступом 40. На фланце 35 герметичного корпуса 34 закреплена пластина 41 с соосно закрепленными проушинами 42, 43 и 44 с продольными пазами соответственно 45, 46 и 47. В полости 48 герметичного корпуса 34 жестко закреплены две противоположно расположенные направляющие 49 и 50, выполненные в виде цилиндрических секторов с плоскостями 51 и 52. Между плоскостями 51 и 52 направляющих 49 и 50 установлена гайка 38 с жестко соединенной с ней пробозаборной трубкой 6 с возможностью продольного перемещения, для чего гайка 38 снабжена противоположно расположенными лысками 53 и 54. Пробозаборная трубка 6 выполнена в соответствии с требованиями к трубкам для забора проб жидкости из трубопровода в устройствах щелевого типа по ГОСТ 2517-2012, рис. А.15.1, где 55 - отверстие ввода жидкости, 56 - стабилизатор, 57 - отверстие отвода жидкости. Пробозаборная трубка 6 охватывает с зазором ходовой винт 37, взаимодействующий с гайкой 38. На ходовом винте 37 установлены подшипники 58 и 59, закрепленные гайкой 60. Ходовой винт 37 закреплен в подшипниковой опоре 36 крышкой 61, болтами 62. На внешнем конце 63 ходового винта 37 установлен маховик 64, закрепленный штифтом 65. В подшипниковой опоре 36 установлены уплотнительные кольца 66 и 67.
Винтовой механизм 5 ввода и вывода в трубопровод 2 пробозаборной трубки 6 установлен на поворотный клапан 4 и закреплен болтами 68, при этом выступ 40 винтового механизма 5 стыкуется с проточкой 27 поворотного клапана 4, а в отверстия 69 и 70 втулок, соответственно 32 и 33, и в пазы 45, 46 и 47 проушин, соответственно 42, 43 и 44, установлена ось 71, зафиксированная упорными шайбами 72 и 73.
Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода работает следующим образом. Под воздействием избыточного давления или насоса (не показан), присоединенного к фланцу 26 поворотного клапана 4, через отверстие ввода жидкости 55, полость 74 пробозаборной трубки 6, отверстие отвода жидкости 57 и отводной канал 13 отбираемая проба жидкости поступает в устройство сбора пробы жидкости (не показано). Для осмотра и обслуживания пробозаборную трубку 6 вращением маховика 64 выводят из трубопровода 2, затем из поворотного клапана 4. Торец 75 пробозаборной трубки 6 не должен выступать из фланца 35 герметичного корпуса 34. Поворотный запорный элемент 15 поворотного клапана 4 рукояткой 20 устанавливают в положение «Закрыто», давление потока в трубопроводе 2 прижимает запорный элемент 15 с установленным на нем уплотнительным кольцом 76 к седлу 14 поворотного клапана 4, обеспечивая надежную герметизацию поворотного клапана 4. Затем винтовой механизм 5 освобождают от крепления болтами 68 к поворотному клапану 4. Ввинчиванием упорных болтов 77 во фланец 35 с упором в клапан поворотный 4, винтовой механизм 5 выводят из поворотного клапана 4, при этом происходит расстыковка винтового механизма 5 и поворотного клапана 4 - выступ 40 винтового механизма 5 выходит из проточки 27 поворотного клапана 4, проушины 42, 43 и 44 перемещаются на оси 71 до упора в закругленные поверхности 78, 79 и 80 пазов соответственно 45, 46 и 47 проушин 42, 43 и 44. Затем винтовой механизм 5 с введенной в него пробозаборной трубкой 6 поворачивают относительно оси 71, под винтовой механизм 5 устанавливают (например, на продолжение трубопровода 2) регулируемую по высоте опору 81. Вращением маховика 64 из винтового механизма 5 выводят пробозаборную трубку 6, осматривают ее и выполняют все необходимые мероприятия. После осмотра и обслуживания пробозаборной трубки 6 для приведения устройства в рабочее состояние указанную процедуру выполняют в обратной последовательности.
Предлагаемое устройство с поворотным винтовым механизмом ввода и вывода из трубопровода пробозаборной трубки позволяет быстро вводить и выводить пробозаборную трубку в трубопровод, упрощает обслуживание устройства, снижает время и затраты на подготовку устройства к обслуживанию в системах отбора проб газонасыщенных конденсатов, нефти, продуктов их промысловой подготовки и других продуктов, где требуется определение параметров качества перекачиваемой по трубопроводам жидкости, обеспечивает его эффективное использование в стесненных условиях блочных технологических установок. Предлагаемое устройство может быть также использовано в системах для прокачки жидкости.