ВЕНТИЛЬ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ИЗ ТРУБОПРОВОДА
VALVE FOR SAMPLING FROM PIPELINE

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для отбора проб из манифольда арматуры устья нефтедобывающей скважины, а также при отборе проб жидкости из трубопровода.
Известны устройства для отбора проб из трубопровода, например, патенты RU 2298096, 27.04.2007 и RU 2533568, 20.11.2014, а также патент RU 2496101, 20.10.2013 (прототип), в котором пробоотборная труба размещена во внутренней полости трубопровода перпендикулярно потоку, с возможностью забора жидкости через входной канал, запорный узел и канал для слива пробы в приемный сосуд. Однако это техническое решение не может эффективно использоваться в зимнее время, поскольку при низких отрицательных температурах, приводящих к оледенению канала запорного узла, отбор пробы становится затруднительным. Для отбора пробы при таком техническом решении требуется дополнительная технологическая операция по прогреву (водой, паром) запорного узла пробоотборника.
Технический результат изобретения - повышение эксплуатационной надежности пробоотборного вентиля при его работе в зимних условиях на открытом воздухе.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной конструкции пробоотборника корпус запорного узла пробоотборного вентиля размещен во внутренней полости трубопровода для активной теплопередачи от протекающей жидкости корпусу и его запорному узлу. В корпусе пробоотборного вентиля установлен с возможностью вращательного движения полый вал-толкатель с фигурной головкой, торец которой выполнен по геликоидальной спирали, представляющей беговую дорожку для контакта с шаром, который в свою очередь, служит запорным элементом для входного отверстия пробоотборного вентиля. Входное отверстие на крышке вентиля выполнено эксцентрично. Угол подъема беговой дорожки (шаг спирали) на головке вала-толкателя меньше угла трения сталь по стали и находится в пределах 3-4 градусов. На валу-толкателе выполнены центральное и боковое отверстия для выхода жидкости в кольцевую камеру и слива жидкости в приемный сосуд. Со стороны воротка кольцевая камера загерметизирована уплотнением, а цилиндрическая часть головки вентиля снабжена радиальным уплотнительным кольцом. В кольцевом зазоре между валом-толкателем и стенками корпуса размещена герметизирующая смазка.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид пробоотборного вентиля в разрезе; на фиг. 2 показан вал-толкатель с головкой и спиральной беговой дорожкой для шара.
Вентиль для отбора проб содержит корпус 1, в котором соосно размещен вал-толкатель 2, на одном конце которого установлен вороток 3, с крепежными деталями винт 4, шайба пружинная 5, шайба круглая 6. А на другом конце - фигурная головка 7. На торцевой поверхности головки выполнена спиральная геликоидальная нарезка 8 с углом подъема беговой дорожки от 3-х до 4-х градусов. Со стороны головки 7 вал-толкатель 3 имеет центральное отверстие 9 для прохода пробы жидкости. Входное отверстие 10 в крышке 11 выполнено эксцентрично. Шар 12 размещен в гнезде 13 крышки 11. Штуцер 14 для слива пробы соединен с корпусом 1. В вентиле предусмотрены уплотнительные элементы - кольца 15, 16, 17. Центральное отверстие 9 вала-толкателя 2 сообщается с кольцевой камерой 19 через радиальное отверстие 20. Вентиль снабжен резьбой 21 для соединения с трубопроводом 22. В трубопровод вварена гайка 23.
Наружная поверхность вала-толкателя 2 на участке (а) контакта с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 покрыта густой силиконовой смазкой, обеспечивающей герметизацию и антиобледенительный эффект.
Вентиль пробоотборный работает следующим образом. Монтаж пробоотборного вентиля на тубопровод (манифольд) 22 осуществляют с использованием предварительно вваренного в трубопровод кольца 23 с внутренней резьбой. Вентиль вворачивают в трубопровод таким образом, чтобы большая часть его конструкции находилась во внутренней полости трубопровода и омывалась потоком жидкости. При необходимости к штуцеру 14 присоединяют отрезок гибкого шланга для удобного слива «буферной жидкости» и заполнения сосуда для транспортировки и хранения пробы (на Фиг. 1 не показано). При отборе пробы из трубопровода 22 или манифольда арматуры устья скважины вороток 3 медленно поворачивают в левую сторону. При вращении вала-толкателя 2 контактное (запирающее) давление от головки 7 на шар 12 ослабевает благодаря левой спиральной нарезке беговой дорожки 8 на головке 7. В образовавшийся зазор между посадочной поверхностью для шара (не показано) и шаром 12 поступает жидкость, которая проходит по центральному каналу вала-толкателя 9 и сливается через боковое отверстие в вале-толкателе 2 в кольцевую камеру 20, а затем через штуцер 10 в приемный сосуд (показано по стрелке). По окончании заполнения заданного объема сосуда вращением воротка 3 в правую сторону шар 9 скользит по спиральной (геликоидальной) поверхности 8 и запирает входное отверстие 7. Для повышения надежности работы пробоотборного вентиля в зимнее время вал-толкатель 2 выполнен с возможностью только вращательного движения, причем на взаимодействующих между собой фрикционных контактах вала-толкателя 2 и корпуса 1 нанесена густая смазка, например силиконовая. Это решение предупреждает образование «ледяных пробок» в полости вентиля, а также необходимость их механического или теплового разрушения и, следовательно, исключает его отказ при отборе пробы из трубопровода при отрицательных температурах окружающей среды.