ПРОБООТБОРНИК-ДОЗАТОР

Предложение 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 и способ отбора проб жидкости (патент РФ №2157889, МПК 7 Е 21 В 49/08, G 012 N 1/10, опубл. в бюл. №29 от 20.10.2000 г.), включающий корпус с полостью для накопления жидкой фазы с крышкой в нижней части, фильтрующим приспособлением и сливным устройством, при этом корпус пробоотборника жестко закреплен снаружи внизу трубопровода или технологического аппарата, фильтрующее приспособление установлено внутри корпуса между полостями трубопровода и пробоотборника, полностью перекрывая сечение, обеспечивающее их гидродинамическое сообщение, а сливное устройство смонтировано на штуцере, жестко закрепленном на корпусе пробоотборника в нижней части полости пробоотборника.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, отбираемые пробы имеют искаженный состав, поскольку корпус пробоотборника расположен снизу и при течении жидкости по трубопроводу происходит ее расслоение, и в него попадают в основном более тяжелые фракции жидкости, находящиеся снизу, а более легкие фракции жидкости, расположенные выше минуют корпус пробоотборника;
во-вторых, при течении жидкости по трубопроводу фильтрующее устройство, размещенное внутри корпуса забивается механическими примесями, в связи с чем для отбора проб необходимо производить его регулярную очистку, а для этого требуется постоянный контроль.
Известно пробоотборное устройство (патент RU на полезную модель №40391, МПК 7 Е 21 В 49/08, F 17 D 3/10, опубл. в бюл. №25 от 10.09.2004 г.), смонтированое на основном трубопроводе и выполненное в виде двух секций, закрепленных с основным трубопроводом посредством фланцевых соединений, и снабженное регулируемым трехходовыми шаровыми задвижками, отборным краном и манометром, при этом трехходовые шаровые задвижки соединены валом с рычагом управления с возможностью попеременно отсекать одну из секций, а каждая из секций выполнена с возможностью пропуска всего потока жидкости, причем одна из секций является байпасной, а другая -
пробоотборной (мерной) с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, а также громоздкость и металлоемкость;
во-вторых, при частом отборе проб, детали отборного крана изнашиваются и он теряет герметичность, в связи с чем снижается срок службы устройства в целом и требуется ревизия уплотнительных элементов отборного крана или полная его замена.
Наиболее близким по технической сущности является пробоотборник (патент RU на полезную модель №47971, МПК 7 Е 21 В 49/08 A, G 01 N 1/10 В, опубл. в бюл. №25, от 10.09.2005 г.), содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка, приваренного к трубопроводу и полый шток с вентилем, при этом полый шток соединен с корпусом жестко и герметично и выполнен в виде патрубка меньшим, чем у трубопровода сечением со скошенным концом, упирающимся в диаметрально противоположную сторону от крепления с корпусом, и радиальными отверстиями, которые размещены против потока жидкости, при этом срез скошенного конца размещен с противоположной радиальным отверстиям стороны полого штока.
Недостатками данного пробоотборника являются:
во-первых, низкое качество отбираемых проб, поскольку корпус приварен к трубопроводу снизу и над вентилем образуется отстойная зона, где накапливаются более тяжелые компоненты жидкости, которые вытесняют более легкие и в момент открытия вентиля (отбора проб) именно они попадают в контейнер, что отрицательно влияет на качество отбираемой пробы;
во-вторых, производится только моментальный отбор пробы, по которому трудно судить о компонентном составе отбираемой жидкости, поскольку нет постоянного объема отбираемой пробы.
Задачей полезной модели является повышение качества отбора проб с возможность накопления пробы строго определенного объема.
Техническая задача решается предлагаемым пробоотборником-дозатором, содержащим трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком, 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.
Новым является то, что трубопровод за полым штоком по потоку жидкости оснащено сужением, а второй конец патрубка герметично соединен с трубопроводом за
его сужением в зоне пониженного давления, при этом на патрубке с возможностью герметичного ограниченного осевого перемещения установлена втулка с внутренней полостью и открывающимся патрубком, при этом патрубок перекрыт перегородкой, с двух сторон которой выполнены в патрубке радиальные каналы, сообщающиеся с внутренней полостью втулки и герметично перекрываемые втулкой при ее перемещении, при этом во внутренней полости втулки герметично размещен кольцевой поршень, вытесняющий находящуюся во внутренней полости втулки жидкость при перемещении втулки после взаимодействия кольцевого поршня с ограничителем, выполненным на втором конце патрубка.
На фигуре представлен предлагаемый пробоотборник-дозатор в продольном разрезе в исходном положении.
Пробоотборник-дозатор содержит трубопровод 1, корпус в виде патрубка 2 с полым штоком 3. Полый шток 3 жестко и герметично соединен с трубопроводом 1, при этом полый шток 3 выполнен в виде патрубка со скошенным концом 4 и радиальными отверстиями 5, которые размещены против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца 4 стороны полого штока 3. Трубопровод 1 за полым штоком 3 по потоку жидкости оснащен сужением 6, а второй конец 7 патрубка 2 герметично соединен с трубопроводом 1 за его сужением 6 в зоне пониженного давления.
На патрубке 2 с возможностью герметичного ограниченного осевого перемещения установлена втулка 8 с внутренней полостью 9. Во внутренней полости 9 втулки 8 герметично размещен кольцевой поршень 10. Кроме того, втулка снабжена открывающимся патрубком 11 гидравлически сообщающим внутреннюю полость 9 с атмосферой. Патрубок 2 перекрыт перегородкой 12, с двух сторон которой выполнены в патрубке 2 радиальные каналы 13 и 14, сообщающиеся с внутренней полостью 9 втулки 8 и герметично перекрываемые втулкой 8 при ее перемещении. Осевое перемещение втулки 8 влево ограничено кольцевым буртиком 15, выполненным на патрубке 2.
Кольцевой поршень 10 вытесняет, находящуюся во внутренней полости 9 втулки 8 жидкость (пробу) при механическом перемещении втулки 8 после взаимодействия кольцевого поршня 10 с ограничителем 16, выполненным на втором конце 7 патрубка 2.
С целью предотвращения несанкционированных перетоков жидкости на сопряженных поверхностях патрубка 2 и втулки 8 установлены уплотнительные кольца 17.
Пробоотборник-дозатор работает следующим образом.
Открывающийся патрубок 11 втулки 8 закрыт (см. фигуру). В начальном положении втулка 8 уперта в кольцевой буртик 15 патрубка 2, при этом радиальные
каналы 13 и 14 патрубка 2 имеют возможность сообщаться между собой посредством внутренней полости 9 втулки 8. Течение жидкости происходит в два потока.
Первый поток продолжает движение по основному трубопроводу 1 и сквозь сужение 6 движется дальше, при этом в трубопроводе 1 в зоне соединения второго конца 7 патрубка 2 с трубопроводом 1 за его сужением 6 создается пониженное давление.
В связи с этим, второй поток жидкости сквозь радиальные отверстия 5 попадает в полый шток 3 и по патрубку 2 корпуса достигает перегородки 12, где через радиальные каналы 13 попадает во внутреннюю полость 9 втулки 8, заполняя ее, поскольку открывающийся патрубок 11 закрыт.
По мере заполнения внутренней полости 9 втулки 8 поток жидкости через радиальные каналы 14, выполненные в патрубке 2 со стороны второго конца 7 патрубка 2 поступает во второй конец 7 патрубка 2, по которому попадает в трубопровод 1 за сужением 6. Таким образом, жидкость (проба) во внутренней полости 9 втулки 8 постоянно обновляется. Объем внутренней полости 9 втулки 8 подбирается заранее в зависимости от требуемого объема пробы и задается габаритными размерами втулки 8.
Для взятия пробы механическим путем передвигают втулку 8 от кольцевого буртика 15 патрубка 2 до упора торца кольцевого поршня 10 в ограничитель 16, который выполнен на втором конце 7 патрубка 2, при этом внутренняя полость 9 втулки 8 герметично отсекается от патрубка 2 уплотнительными кольцами 17, а радиальные каналы 13 и 14 патрубка 2, также герметично посредством уплотнительных колец 17 перекрываются втулкой 8. Далее открывают открывающийся патрубок 10, затем механическим путем вновь перемещают втулку 8, при этом в результате взаимодействия кольцевого поршня 10 с ограничителем 16, кольцевой поршень 10 остается на месте, а втулка 8 продолжает перемещаться влево до тех пор, пока кольцевой поршень 10 не окажется напротив открывающегося патрубка 11, при этом накопленную во внутренней полости 9 втулки 8 проба сливается в специальный контейнер (на фиг. не показано).
По окончании слива накопленной пробы закрывают открывающийся патрубок 11 и 1, затем втулку 8 механическим путем перемещают в исходное положение (см. фигуру) до упора в кольцевой буртик 15 патрубка 2, при этом поток жидкости возвращает кольцевой поршень 10 в исходное положение (см. фигуру).
Пробоотборник-дозатор готов к повторному применению.
Предлагаемый пробоотборник-дозатор позволяет повысить качество отбора проб за счет отсутствия отстойных зон и постоянного обновления пробы за счет движения отбираемого потока жидкости, а возможность накопления пробы строго определенного объема дает более объективную оценку о компонентом составе отбираемой пробы.