Вентиль для отбора проб из трубопровода

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для отбора проб из манифольда арматуры устья нефтедобывающей скважины, а также при отборе проб жидкости из трубопровода. Вентиль для отбора проб из трубопровода содержит пробоотборный патрубок с входным отверстием для забора пробы из трубопровода, корпус, запорный узел и канал для слива пробы. Запорный узел вентиля является продолжением корпуса и размещен во внутренней полости трубопровода для активной теплопередачи от протекающей жидкости к корпусу и его запорному узлу. Запорный узел включает шар, находящийся в контакте с торцом фигурной головки вала-толкателя. Вал-толкатель с центральным каналом размещен соосно в корпусе пробоотборного вентиля, установлен с возможностью вращательного движения. Торец фигурной головки выполнен по геликоидальной спирали, представляющей беговую дорожку для контакта с шаром. Входное отверстие с посадочным гнездом для шара выполнено эксцентрично по отношению к оси вращения вала-толкателя. Изобретение направлено на повышение эксплуатационной надежности работы вентиля при отборе проб из трубопроводов, в особенности в зимнее время. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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.

1. Вентиль для отбора проб из трубопровода, содержащий пробоотборный патрубок с входным отверстием, с возможностью забора пробы, из трубопровода, корпус, запорный узел, канал для слива пробы, отличающийся тем, что запорный узел вентиля является продолжением корпуса и размещен во внутренней полости трубопровода для активной теплопередачи от протекающей жидкости корпусу и его запорному узлу и включающему шар, находящийся в контакте с торцом фигурной головки вала-толкателя, причем вал-толкатель с центральным каналом размещен соосно в корпусе пробоотборного вентиля, установлен с возможностью вращательного движения, а торец фигурной головки выполнен по геликоидальной спирали, представляющей беговую дорожку для контакта с шаром, а входное отверстие с посадочным гнездом для шара выполнено эксцентрично по отношению к оси вращения вала-толкателя.

2. Вентиль по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе вентиля, со стороны воротка, образована кольцевая камера, которая загерметизирована уплотнением, а цилиндрическая часть головки вентиля снабжена уплотнительным кольцом; угол подъема беговой дорожки головки вала-толкателя выполнен в пределах от 3 до 4 градусов, а в кольцевом зазоре между валом-толкателем и стенками корпуса размещена герметизирующая смазка.