ПРОБООТБОРНИК Российский патент 2002 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к производству технологического оборудования для предприятий нефтегазодобычи, нефтегазопереработки, хранения нефти и нефтепродуктов, а именно к устройствам отбора проб нефтепродуктов и нефти из резервуаров для определения качественных показателей плотности, температуры и других параметров.

Пробоотборник предназначен для отбора проб по всей высоте наземных резервуаров с нефтепродуктами с нормальным и повышенным давлением и является комплектующим изделием вертикальных резервуаров(и устанавливается внутри их) и работоспособны в электропроводных и неэлектропроводных жидкостях, таких как нефть, бензин, масло, вода, спирт и т.д. (продукт), и могут применяться при оборудовании резервуарных парков предприятий нефтедобычи, нефтепереработки, энергетики, металлургии и других отраслей промышленности.

Известен пробоотборник, состоящий из пробоотборной колонны в виде перфорированной заборной трубки с элементами крепления ее на крышке резервуара и днище с помощью опорной стойки и узлом слива на боковой поверхности резервуара. См., например, Контроль количества и качества нефтепродуктов (под редакцией профессора В. Ф. Новоселова). - М.: Недра, 1995, стр. 38. Однако пробоотборники подобной конструкции не позволяют производить качественный отбор проб и взять необходимое количество отдельно на каждом уровне без нарушения конструкции резервуара.

Известен, взятый за прототип, пробоотборник представляющий систему заборных и сливных труб и содержащий колонну с элементами ее крепления внутри резервуара и клапанные секции, которые выполнены с отключением от колонны при заборе пробы, отсечные трехходовые краны, соединительные рычаги и коромысла, связанные в параллелограмм и расположенные внутри резервуара. При этом органы управления и слива вынесены за пределы резервуара. См. патент RU 2132994 от 23.02.98.

Хотя по сравнению с аналогом данная конструкция пробоотборника и позволяет улучшить качество отбора проб, она является громоздкой и технологически сложной. Для ремонта такого пробоотборника необходимо опорожнять резервуар. Нельзя взять произвольное количество жидкости отдельно на каждом уровне, что влияет на качество проб.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции и повышение ее надежности и повышение качества отбираемых проб с возможностью взятия любого количества жидкости на любом уровне, измерение температуры в зоне отбора. Повышение качества отбора проб, а также улучшение условий ремонта и обслуживания за счет выноса рабочих узлов за пределы внутреннего объема резервуара. Производить сборку и демонтаж пробоотборника, не нарушая конструкции резервуара. Обеспечить санитарно-гигиеническую и экологическою безопасность при отборе и сливе нефтепродуктов. Производить отбор проб нефтепродуктов с соотношением 1:3:1 в соответствии с требованиями ГОСТ 2517-85.

Ожидаемый технический результат заключается в повышении качества отбираемых проб с возможностью взятия любого количества жидкости на любом уровне, улучшении условий ремонта и обслуживания, повышении надежности конструкции.

Это достигается тем, что пробоотборник, состоящий из системы заборных и сливных труб, колонны с элементами ее крепления внутри резервуара и органов управления и слива, вынесенных за пределы резервуара, имеет колонну, выполненную в виде перфорированной трубы с кронштейнами, установленными поперек ее с определенным шагом по высоте и параллельно друг другу и на которых установлены заборные трубы, к которым герметично подсоединены внутренние гибкие трубы, другой конец которых подсоединен к соответствующему проходному сгону, установленному в отверстие крышки бокового смотрового люка резервуара с внутренней стороны, а с другой стороны к каждому проходному сгону подсоединены внешние гибкие трубы, концы которых подсоединены к соответствующим тройникам, которые расположены в определенном порядке на панели, отстоящей от резервуара на заданное расстояние, при этом тройники расположены таким образом, чтобы общая ось двух отверстий каждого тройника располагалась в горизонтальной плоскости и подсоединялась к панели с внешними гибкими трубами с одной стороны и краном отбора проб с другой, а ось третьего отверстия каждого тройника располагается вертикально отверстием вниз, а снизу к каждому тройнику подсоединены сливные трубы со сливными кранами, при этом нижние концы всех сливных труб объединены в коллектор, представляющий собой заглушенную с одной стороны дренажную трубу, расположенную под углом 5-15^o к горизонтали и запорным кранам с другой ее стороны, перед которым за коллекторной частью расположено технологическое отверстие, имеющее уровень установки ниже уровня резервуара. При этом кронштейны крепятся к перфорированной трубе с помощью болтового соединения или сварки и их количество определятся количеством точек отбора проб, а заборные трубы установлены параллельно друг другу и перфорированной трубе и их длины определяются высотой резервуара, а количество числом точек отбора проб. Внутренние гибкие трубы имеют одинаковую длину и изгиб их удовлетворяет уравнению гиперболы У=К1/(аХ+в), где У и Х - координаты пересекающихся осей соответственно колонны и оси проходящей через центр крышки бокового люка лаза параллельно проходным сгонам, а К, "а" и "в" - коэффициенты кривизны и размещения гиперболы, зависящие от расстояния между стыком со сгоном и осью У и от расстояния между стыком с заборной трубой и осью X. Внутренние и внешние гибкие трубы изготовлены из нержавеющей стали и с ниппельными стыковочными узлами. А панель отстоит от крышки бокового смотрового люка на расстоянии 1 м и горизонтальная ось тройников, расположенных на панели имеет один уровень ниже оси нижнего проходного сгона, при этом, чем выше внешние гибкие трубы, состыкованные с проходными сгонами, тем дальше их стык с тройником отстоит от середины панели. Внутри перфорированной трубы размещены датчики температуры, количество которых определяется количеством точек отбора проб, а с двух сторон панели расположены опоры с навесом.

На фиг.1 изображен общий вид пробоотборника, установленного в резервуаре;
на фиг.2 - сечение А-А;
на фиг.3 - вид Б на внешнюю часть пробоотборника;
на фиг. 4 - вид В сверху на крышку бокового смотрового люка без гибких труб;
на фиг.5 - сечение С-С.

Пробоотборник состоит из колонны в виде перфорированной трубы 1 с кронштейнами 2, установленными поперек перфорированной трубы 1 с определенным шагом по ее высоте и параллельно друг другу. Кронштейны крепятся к опорной трубе с помощью болтового соединения или сварки. Количество кронштейнов определяется количеством точек отбора проб. На кронштейнах установлены заборные трубы 3 (см. фиг.2), при этом количество труб соответствует количеству кронштейнов. Заборные трубы 3 установлены параллельно друг другу и перфорированной трубе 1. Количество кронштейнов и соответственно заборных труб зависит от высоты резервуара 4 и от числа точек отбора проб. Снизу к каждой заборной трубе через ниппель (не показан) подсоединена внутренняя гибкая труба 5 (см. фиг. 1), другой конец которой подсоединен к соответствующему проходному сгону 6, установленному в отверстие крышки 7 (см. фиг.4) бокового смотрового люка 8 резервуара 4 на внутренней ее стороне. С другой стороны крышки 7 к каждому проходному сгону 6 подсоединена внешняя гибкая труба 9 (см. фиг 3), другой конец которой подсоединен к соответствующему тройнику 10 (см. фиг.5), каждый из которых расположен на панели 11 в определенном порядке. А сама панель 11 в целях обеспечения условий безопасности отстоит от крышки 7 бокового смотрового люка 8 резервуара 4 на расстоянии не менее 1 м. При этом тройники 10 расположены таким образом, чтобы общая ось 12 двух отверстий каждого тройника располагалась в горизонтальной плоскости для подсоединения на общем кронштейне с внешними гибкими трубами 9 с одной стороны и краном отбора проб 13 с другой, а ось 14 третьего отверстия каждого тройника 10 - вертикально отверстием вниз. Снизу к каждому тройнику 10 подсоединена сливная труба 15 со сливным краном 16. Нижние концы всех сливных труб объединены в коллектор 17, представляющий собой дренажную трубу, расположенную под углом 5-15^o к горизонтали. При этом внизу трубы за коллекторной частью расположено ниже уровня резервуара 4 технологическое отверстие 18 для промывки пробоотборника и запорный кран 19 для технологического слива. Верхняя часть коллектора 17 заглушена пробкой 20. Внутри перфорированной трубы 1 расположены датчики температуры (не показан) с выходом концевой части 21, устанавливаемой на верхнем люке 22 резервуара 4. Количество датчиков температуры определяется по количеству точек отбора проб.

Монтаж и сборку пробоотборника осуществляют следующим образом. Стальная труба перфорируется по всей длине. Длина трубы превышает высоту резервуара 4. Перфорация осуществляется таким образом, чтобы отверстия или пазы перфорации располагались в т.ч. и по высоте замера температуры и взятия проб. Высота замера проб не должна противоречить требованиям ГОСТ 2517-85. На этих высотах симметрично оси перфорированного столба и на нем, образуя опорную колонну, устанавливаются, например, с помощью сварки или болтового соединения кронштейны 2, количество которых должно соответствовать количеству уровней для отбора проб и длина которых меньше диаметра проходного сечения верхнего люка 22 резервуара 4. Опорная колонна снизу имеет подпятник любой формы, а сверху - элементы фиксированного крепления к патрубку верхнего люка (не показано). К кронштейнам 2, например, с помощью хомутов крепятся вертикально заборные трубы 3 различной длины, образуя набор вертикальных труб, снизу к которым в свою очередь через ниппельные соединения стыкуются одним концом внутренние гибкие трубы, например металлические трубы 5 (см. Коммерческий каталог Уфимского агрегатного предприятия "Гидравлика". Уфа, 1996 г. ). Другие концы этих труб стыкуются к соответствующему проходному сгону 6 в отверстие крышки 7 смотрового люка 8.

Монтаж внутренних гибких труб осуществляется с минимальным числом изгибов, без расширений и карманов таким образом, чтобы отсутствовали провисы и другие подобные места, где могут скапливаться механические примеси, вода и пары. Это требование наиболее полно может быть выполнено, если изгиб этих труб 6 будет удовлетворять уравнению гиперболы, а именно, У=К1/(аХ+в), где У и Х - координаты пересекающихся осей соответственно колонны и оси, проходящей через центр крышки бокового люка лаза параллельно проходным сгонам, а К, "а" и "в" - коэффициенты кривизны и размещения гиперболы, зависящие от расстояния между стыком со сгоном и осью У и от расстояния между стыком с заборной трубой и осью X.

Затем с наружной стороны крышки 7 к проходному сгону 6 стыкуются одним концом через ниппельное соединение внешние гибкие трубы 9. Другим концом они стыкуются с соответствующими тройниками 10 (см. фиг.5), расположенными на панели 11 с опорами 23. При этом ось 12 тройников 10, расположенных на панели 11 должна быть ниже оси нижнего проходного сгона 6. К другому концу тройника 10 стыкуется кран отбора проб 13, а к третьему стыку тройника 10, расположенному осью 14 вниз, через сгон подсоединяется сливной кран 16 со сливной трубой 15, входящей в коллектор 17. Место технологического слива и отбора проб может иметь сверху навес 24 от осадков.

Таким образом органы управления и слива продукта вынесены за пределы резервуара на расстояние не менее 1 м и расположены на панели 11. При этом отбор проб осуществляется открытием кранами 13. Сливные трубы расположены на оси 14, перпендикулярно оси 12 вниз. В отверстие 25 перфорированной трубы 1 сверху устанавливаются датчики температуры, позволяющие определять температуру на каждом уровне отбора проб. Таким датчиком может быть датчик температуры DS 1820. См., например, прайс-лист фирмы "Платан", электронные компоненты, лето 2000, OOO Торговый центр "Электроника стар". Все соединения трубопроводов и арматура должны быть герметичны. На герметичность проверяется пробоотборник в сборе.

Отбор объединенной пробы осуществляется в соответствии с ГОСТ 2517-85 следующим образом. Перед отбором пробы из резервуара нефть отстаивают не менее 2-х часов и удаляют отстой воды и загрязнений. Для проверки удаления воды и загрязнений пробу отбирают из резервуара с трубкой 26, установленной в самое нижнее положение. Точечные пробы нефти отбирают, например, через каждые 1000 мм высоты столба нефтепродукта. За начало отсчета первой 1000 мм принимают высоту, равную 0,9 Н поверхности нефтепродукта, где Н - высота резервуара.

Объединенную пробу составляют смешением одинаковых по объему точечных проб. Точечные пробы при высоте уровня в резервуаре не выше 2000 мм (или остаток после опорожнения) отбирают с верхнего и нижнего уровней, а объединенную пробу составляют смешением одинаковых по объему точечных проб верхнего и нижнего уровней. При высоте уровня в резервуаре менее 1000 мм (остаток после опорожнения) отбирают одну точечную пробу с нижнего уровня.

Отбор точечных проб из резервуара проводят следующим образом. По датчику уровня 27 (системы ТУР-9901) определяют уровень НП в резервуаре и далее определяют средний уровень (с середины высоты столба НП). Затем определяют номера кранов, с которых необходимо брать точечные пробы. Открывают по очереди сливные краны 16 и в течение 3-х минут сливают жидкость в коллектор 17 при открытом запорном кране, 19 которая не должна входить в пробу. Закрывают сливные краны 16 и открывают краны отбора проб 13, последовательно сверху вниз отбирая пробы.

При составлении объединенной пробы каждую точечную пробу перемешивают, берут необходимый объем и сливают в один сосуд. Отбор точечных проб из резервуара проводят в следующей последовательности. По датчику уровня системы ТУР-9901 определяют уровень в резервуаре, который должен превышать на ~ 250±50 мм одну из метровых точек пробоотборника (выполнение данного условия контролируется оператором при наполнении резервуара нефтью). Далее определяют средний уровень (середина высоты столба нефти) и номера 3-х кранов, с которых необходимо брать точечные пробы. Открывают их по очереди сверху вниз и в течение 30 секунд с первых двух и 15 секунд с нижнего сливают в коллектор жидкость, которая не должна входить в пробу при открытом запорном кране 19. При составлении объединенной пробы каждую точечную пробу перемешивают, берут необходимый объем и сливают в сосуд. Объединенную пробу составляют сразу после отбора проб. При опорожнении резервуара пробоотборник должен быть промыт моющим веществом или неэтилированным бензином. Промывку осуществляют насосом через технологическое отверстие 18 с краном для промывки (не показаны).

Такая конструкция пробоотборника позволяет:
- проводить отбор проб нефтепродуктов в соответствии с требованиями ГОСТ 2517-85 (соотношение 1:3:1);
- проводить сборку пробоотборника, не нарушая конструкции резервуара;
- производить измерение температуры в зоне отбора проб;
- обеспечить санитарно-гигиеническою и экологическую безопасность при отборе и сливе нефтепродуктов. Улучшить условия труда.

Изобретение относится к устройствам для отбора проб нефтепродуктов и нефти из резервуаров для определения показателей плотности, температуры и других параметров. Пробоотборник содержит систему заборных и сливных труб, колонну с элементами ее крепления внутри резервуара и органы управления и слива, находящихся за пределами резервуара. Колонна выполнена в виде перфорированной трубы с кронштейнами, установленными поперек нее с определенным шагом по высоте и параллельно друг другу. На кронштейнах установлены заборные трубы, к которым герметично подсоединены внутренние гибкие трубы. Другой конец гибких труб подсоединен к проходному сгону. Последний установлен в отверстие крышки бокового смотрового люка резервуара с внутренней стороны. С другой стороны к каждому проходному сгону подсоединены внешние гибкие трубы. Концы внешних труб подсоединены к тройникам, которые расположены в определенном порядке на панели. Панель отстоит от резервуара на заданном расстоянии. Тройники расположены так, что общая ось двух отверстий каждого тройника расположена в горизонтальной плоскости и подсоединена к панели с внешними гибкими трубами с одной стороны и краном отбора проб с другой. Ось третьего отверстия каждого тройника расположена вертикально отверстием вниз. Снизу к каждому тройнику подсоединены сливные трубы со сливными кранами. Нижние концы всех сливных труб объединены в коллектор. Коллектор выполнен в виде заглушенной с одной стороны дренажной трубы, расположенной под углом к горизонтали и с запорным краном с другой ее стороны. Перед краном за коллекторной частью расположено технологическое отверстие, имеющее уровень установки ниже уровня резервуара. Устройство улучшает условия труда, обеспечивает экологическую безопасность при отборе и сливе нефтепродуктов, обеспечивает измерение температуры в зоне отбора проб. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Пробоотборник, состоящий из системы заборных и сливных труб, колонны с элементами ее крепления внутри резервуара и органов управления и слива, вынесенных за пределы резервуара, отличающийся тем, что колонна выполнена в виде перфорированной трубы с кронштейнами, установленными поперек нее с определенным шагом по высоте и параллельно друг другу и на которых установлены заборные трубы, к которым герметично подсоединены внутренние гибкие трубы, другой конец которых подсоединен к соответствующему проходному сгону, установленному в отверстие крышки бокового смотрового люка резервуара с внутренней стороны, а с другой стороны к каждому проходному сгону подсоединены внешние гибкие трубы, концы которых подсоединены к соответствующим тройникам, которые расположены в определенном порядке на панели, отстоящей от резервуара на заданное расстояние, при этом тройники расположены таким образом, чтобы общая ось двух отверстий каждого тройника располагалась в горизонтальной плоскости и подсоединялась к панели с внешними гибкими трубами с одной стороны и краном отбора проб с другой, а ось третьего отверстия каждого тройника расположена вертикально отверстием вниз, а снизу к каждому тройнику подсоединены сливные трубы со сливными кранами, при этом нижние концы всех сливных труб объединены в коллектор, представляющий собой заглушенную с одной стороны дренажную трубу, расположенную под углом к горизонтали и с запорным краном с другой ее стороны, перед которым за коллекторной частью расположено технологическое отверстие, имеющее уровень установки ниже уровня резервуара. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кронштейны крепятся к перфорированной трубе с помощью болтового соединения или сварки и их количество определяется количеством точек отбора проб. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что заборные трубы установлены параллельно друг другу и перфорированной трубе и их количество определяется высотой резервуара и числом точек отбора проб. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренние гибкие трубы имеют одинаковую длину. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что панель отстоит от крышки бокового смотрового люка на расстоянии 1 м. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что горизонтальная ось тройников, расположенных на панели, имеет один уровень ниже оси нижнего проходного сгона. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, чем выше внешние гибкие трубы, состыкованные с проходными сгонами, тем дальше их стык с тройником отстоит от середины панели. 8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дренажная труба расположена под углом 5-15^o. 9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри перфорированной трубы размещены датчики температуры, количество которых определяется количеством точек отбора проб. 10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что с двух сторон панели расположены опоры с навесом. 11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что изгиб внутренних гибких труб удовлетворяет уравнению гиперболы У= К1/(aX+в), где У и Х координаты пересекающихся осей соответственно колонны и оси, проходящей через центр крышки бокового люка лаза параллельно проходным сгонам, а К, а и в - коэффициенты кривизны и размещения гиперболы, зависящие от расстояния между стыком со сгоном и осью У и от расстояния между стыком с заборной трубой и осью X. 12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутренние и внешние гибкие трубы изготовлены из нержавеющей стали и с ниппельными стыковочными узлами.