Пробоотборное устройство

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при отборе проб жидкости из трубопроводов. Устройство содержит основной трубопровод, пробоотборную секцию, закрепленную с основным трубопроводом с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь, отборный кран и манометр. Пробоотборная секция на входе потока жидкости внутри основного трубопровода снабжена патрубком с радиальными отверстиями, размещенными против потока жидкости со скошенным верхним концом. Срез скошенного конца размещен с противоположной радиальным отверстиям стороны патрубка. За патрубком в основном трубопроводе установлено устройство, сужающее поток. Отборный кран выполнен в виде подпружиненного относительно пробоотборной секции шибера-сердечника, корпуса со сливным отверстием и катушкой. Шибер-сердечник герметично установлен внутри корпуса и выполнен из диэлектрического материала. Катушка расположена на наружной поверхности корпуса. В исходном положении шибер-сердечник герметично перекрывает сливное отверстие корпуса. В рабочем положении шибер-сердечник под действием электромагнитного поля, создаваемого катушкой, имеет возможность осевого перемещения внутри корпуса. Упрощается конструкция, повышается долговечность. 1 ил.

 

Изобретение 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. 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, 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, для этого требуется постоянный контроль.

Наиболее близким по технической сущности является пробоотборное устройство (патент RU на полезную модель №40391, МПК 7 Е 21 В 49/08, F 17 D 3/10, опубл. бюл. №25, от 10.09.2004 г.), смонтированное на основном трубопроводе и выполненное в виде двух секций, закрепленных с основным трубопроводом посредством фланцевых соединений, и снабженное регулируемыми 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.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и снижение металлоемкости без ухудшения эффективности работы, а также повышение долговечности устройства за счет увеличения срока службы отборного крана.

Техническая задача решается предлагаемым пробоотборным устройством, содержащим основной трубопровод, пробоотборную секцию, закрепленную с основным трубопроводом с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь, отборный кран, манометр.

Новым является то, что пробоотборная секция на входе потока жидкости внутри основного трубопровода снабжена патрубком с радиальными отверстиями, размещенными против потока жидкости со скошенным верхним концом, при этом срез скошенного верхнего конца размещен с противоположной радиальным отверстиям стороны патрубка, причем за патрубком в основном трубопроводе установлено устройство, сужающее поток, а отборный кран выполнен в виде подпружиненного относительно пробоотборной секции шибера-сердечника, корпуса со сливным отверстием и катушкой, причем шибер-сердечник герметично установлен внутри корпуса, выполненного из диэлектрического материала, а катушка расположена на корпусе, причем в исходном положении шибер-сердечник перекрывает сливное отверстие корпуса, а в рабочем - под действием электромагнитного поля, создаваемого катушкой при подаче на нее электрического тока, имеет возможность осевого перемещения внутри корпуса, сжимая пружину и открывая сливное отверстие корпуса.

На чертеже схематично представлено пробоотборное устройство в исходном положении.

Пробоотборное устройство, содержащее основной трубопровод 1, пробоотборную секцию 2, закрепленную с основным трубопроводом 1 с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь, отборный кран 3 и манометр 4. Пробоотборная секция 2 на входе потока жидкости внутри основного трубопровода 1 снабжена патрубком 5 с радиальными отверстиями 6, размещенными против потока жидкости со скошенным верхним концом 7. Срез скошенного верхнего конца 7 размещен с противоположной радиальным отверстиям 6 стороны патрубка 5. За патрубком 5 в основном трубопроводе 1 установлено устройство, сужающее поток 8.

Отборный кран 3 выполнен в виде подпружиненного с помощью пружины 9 относительно пробоотборной секции 2 шибера-сердечника 10, корпуса 11 со сливным отверстием 12 и катушкой 13.

Шибер-сердечник 10 герметично установлен внутри корпуса 11 и выполнен из диэлектрического материала (например, керамики), а катушка 13 расположена на наружной поверхности корпуса 11.

В исходном положении шибер-сердечник 10 герметично перекрывает сливное отверстие 12 корпуса 11. В рабочем положении шибер-сердечник 10 под действием электромагнитного поля, создаваемого катушкой 11 при подаче на ее обмотку электрического тока, имеет возможность осевого перемещения внутри корпуса 11, сжимая пружину 9 и открывая сливное отверстие 12 корпуса 11.

С целью предотвращения несанкционированных перетоков жидкости на сопряженных поверхностях деталей установлены уплотнительные кольца 14.

Пробоотборное устройство работает следующим образом.

В процессе движения по основному трубопроводу 1 (см. чертеж) поток жидкости, достигнув патрубка 5, установленного на входе потока жидкости в пробоотборную секцию 2 перпендикулярно основному трубопроводу 1, через радиальные отверстия 6 поступает внутрь патрубка 5, где поток жидкости перемешивается и разделяется на два направления:

- первое, через скошенный верхний конец 7 патрубка 5 поток жидкости поступает сначала в основной трубопровод 1, а затем в устройство, сужающее поток 8, и далее вновь в основной трубопровод 1 за пробоотборной секцией 2;

- второе, поток жидкости по патрубку 5 стекает вниз и попадает в пробоотборную секцию 2, где, заполняя ее внутреннее пространство, поток жидкости вновь вытекает в основной трубопровод 1 за устройством, сужающим поток, и соединяется с потоком, движущимся в первом направлении.

При постоянно работающем основном трубопроводе 1 движение потока жидкости происходит с охватом всего его поперечного сечения в двух направлениях и пробоотборная секция 2 постоянно заполнена пробой жидкости с составом, соответствующим времени и условиям ее отбора без образования застойных зон.

Манометр 4 установлен в пробоотборной секции 2 с целью контроля давления при эксплуатации и отборе проб.

Отбор пробы происходит следующим образом. Открывают отборный кран 3 путем подачи электрического тока на обмотку катушки 13, а поскольку корпус 11 выполнен из диэлектрического материала, то создается электромагнитное поле, воздействующее на стальной шибер-сердечник 10, который втягивается, то есть перемещается внутри корпуса 11, сжимая пружину 9 и открывая сливное отверстие 12 корпуса 11 отборного крана 3. В этот момент происходит снижение давления за устройством, сужающим поток 8 (пробоотборник принимает рабочее положение), и текущий по пробоотборной секции 2 поток жидкости (проба) сливается в контейнер (на чертеже не показано) для ее транспортировки.

Набрав необходимый объем пробы, подачу электрического тока на обмотку катушки 13 прекращают, при этом электромагнитное поле прекращает втягивающее воздействие на шибер-сердечник 10, который за счет силы упругости пружины 9 возвращается в исходное положение, герметично перекрывая сливное отверстие 12 корпуса 11 отборного крана 3.

Предлагаемое пробоотборное устройство имеет простую конструкцию и низкую металлоемкость, а повышение долговечности устройства обусловлено созданием конструкции отборного крана повышенной износостойкости и герметичности к частым циклам его открытия и закрытия.

Пробоотборное устройство, содержащее основной трубопровод, пробоотборную секцию, закрепленную с основным трубопроводом с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь, отборный кран, манометр, отличающееся тем, что пробоотборная секция на входе потока жидкости внутри основного трубопровода снабжена патрубком с радиальными отверстиями, размещенными против потока жидкости, со скошенным верхним концом, при этом срез скошенного верхнего конца размещен с противоположной радиальным отверстиям стороны патрубка, причем за патрубком в основном трубопроводе установлено устройство, сужающее поток, а отборный кран выполнен в виде подпружиненного относительно пробоотборной секции шибера-сердечника, корпуса со сливным отверстием и катушкой, причем шибер-сердечник герметично установлен внутри корпуса, выполненного из диэлектрического материала, а катушка расположена на корпусе, причем в исходном положении шибер-сердечник перекрывает сливное отверстие корпуса, а в рабочем под действием электромагнитного поля, создаваемого катушкой при подаче на нее электрического тока, имеет возможность осевого перемещения внутри корпуса, сжимая пружину и открывая сливное отверстие корпуса.