СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ ИЗ ТРУБОПРОВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к технологии и технике отбора проб жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения параметров перекачиваемой по трубопроводам жидкости.

Известен способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором производят размещение в трубопроводе пробозаборного элемента из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси трубопровода входным отверстием навстречу потоку; ручной отбор пробы пропорционально расходу потока трубопровода, при котором скорость отбора составляет не менее половины и не более двойной средней скорости потока трубопровода [1].

Известно устройство для реализации данного способа, включающее пробозаборный элемент в виде одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую устанавливают на оси трубопровода входным отверстием навстречу потоку [2].

Недостаток известной техники отбора проб - невысокая представительность пробы, когда содержание включений в потоке непрерывно изменяется.

Известен способ отбора проб жидкости из трубопровода (основного), при котором производят размещение на трубопроводе заборного элемента, прокачку под воздействием избыточного давления через заборный элемент и последовательно соединенный с ним канал (систему каналов) части потока трубопровода, отбор точечных проб из канала при помощи автоматического пробоотборника в пробосборник, при котором часть жидкости из канала периодически, минуя пробосборник, поступает в автоматический пробоотборник для обеспечения необходимой гидравлики на движущихся элементах автоматического пробоотборника при его работе, а затем вытесняется из автоматического пробоотборника в канал, из которого автоматический пробоотборник отбирает точечные пробы [3] (прототип способа).

Известно устройство для реализации данного способа, включающее заборный элемент, установленный в трубопроводе (основном), последовательно соединенный с каналом (системой каналов) для прокачки по нему части жидкости основного трубопровода, отбираемую через заборный элемент основного трубопровода под воздействием избыточного давления; автоматический пробоотборник для отбора в пробосборник точечных проб, при котором часть жидкости из канала периодически поступает в автоматический пробоотборник минуя пробосборник, а затем вытесняется из автоматического пробоотборника в канал, из которого он отбирает точечные пробы [4] (прототип устройства).

Недостаток данных технологии и техники отбора проб - низкая представительность пробы. Представительность пробы изменяется, когда в канал, из которого отбирается точечная проба, поступает часть потока из самого автоматического пробоотборника. Это приводит к нарушению пропорциональности между расходом отбираемой пробы и расходом потока трубопровода. Кроме того, за период времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником жидкость в автоматическом пробоотборнике подвержена расслоению (интервал времени составляет 1,5-3 мин, отбор точечной пробы составляет приблизительно 3-10 сек). Таким образом автоматический пробоотборник отбирает точечную пробу из неоднородного потока с нарушением пропорциональности между расходом отбираемой пробы и расходом потока трубопровода. Это определяет низкую представительность объединенной пробы (получаемой смешением точечных проб в пробосборнике).

Для достижения технического результата в способе отбора проб жидкости из трубопровода, при котором осуществляют соединение автоматического пробоотборника и трубопровода каналом (например, разветвленным с использованием заборного элемента, в качестве которого используют кран или вентиль), отбор точечных проб автоматическим пробоотборником из этого канала, при котором часть жидкости из канала периодически, минуя пробосборник, поступает в автоматический пробоотборник для обеспечения необходимой гидравлики на движущихся элементах автоматического пробоотборника при его работе, а затем вытесняется из автоматического пробоотборника, согласно изобретению, вытесняемая часть жидкости из автоматического пробоотборника, не поступающая в пробосборник, направляется непосредственно в трубопровод, миную канал, из которого производится отбор пробы.

В заявляемом способе периодически вытесняемая из пробоотборника жидкость минует канал, из которого автоматический пробоотборник отбирает точечные пробы. Это обеспечивает пропорциональность между расходом отбираемой точечной пробы и расходом потока трубопровода и, кроме того, исключает поступление в канал расслоенного (неоднородного) потока. Поэтому при осуществлении заявляемого способа (в отличие от прототипа [3]) автоматический пробоотборник отбирает представительные точечные пробы. В результате проба (объединенная), полученная по заявляемому способу, будет более представительная, нежели проба (объединенная), полученная по способу прототипу [3].

Таким образом, осуществление перечисленных операций заявляемого способа позволит по сравнению со способом - прототипом [3] повысить представительность пробы.

Применение заявляемого способа позволит осуществлять более точный количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводам жидкости, осуществляемый по совокупности параметров, уменьшить потери при товарно-коммерческих операциях.

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое включает канал (например, разветвленный с использованием заборного элемента, в качестве которого используют кран или вентиль), соединяющий трубопровод с автоматическим пробоотборником, что обеспечивает отбор точечных проб автоматическим пробоотборником из этого канала, при котором часть жидкости из канала периодически поступает в автоматический пробоотборник, минуя пробосборник, а затем вытесняется из автоматического пробоотборника, согласно изобретению, соединение автоматического пробоотборника с трубопроводом производят таким образом, чтобы вытесняемая часть жидкости из автоматического пробоотборника, не поступающая в пробосборник, направлялась непосредственно в трубопровод, минуя канал, из которого производится отбор пробы.

При работе заявляемого устройства периодически вытесняемая из пробоотборника жидкость в отличие от прототипа [4] минует канал, из которого автоматический пробоотборник отбирает точечные пробы. Это обеспечивает пропорциональность между расходом отбираемой точечной пробы и расходом потока трубопровода и, кроме того, исключает поступление в канал расслоенного (неоднородного) потока. Благодаря этому при работе заявляемого устройства (в отличие от прототипа [4]) автоматический пробоотборник отбирает представительные точечные пробы. В результате проба (объединенная), полученная при помощи заявляемого устройства, будет более представительная, нежели проба (объединенная), полученная при помощи устройства-прототипа [4].

Таким образом, благодаря выполнению элементов заявляемого устройства из указанных условий будет осуществляться более представительной пробы заявляемым устройством (в отличие от устройства прототипа [4]).

Заявляемые способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления могут конкретно применяться, например, на нефтепромыслах - на коммерческих узлах учета нефти.

Заявляемый способ отбора проб жидкости из трубопровода осуществляется следующим образом.

Из трубопровода, по которому транспортируют жидкость, осуществляют отбор точечных проб в пробосборник при помощи автоматического пробоотборника, соединенного с трубопроводом каналом. При этом движение в канале обеспечивают при помощи избыточного давления. При этом, для обеспечения процесса отбора автоматическим пробоотборником точечных проб в него периодически поступает, а затем обратно из него вытесняется часть потока трубопровода, минуя канал, из которого в пробосборник автоматический пробоотборник отбирает точечные пробы. Отобранную в пробосборник пробу направляют на анализ - определение относительного содержания балласта в пробе.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен один из вариантов заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода. На фиг.2 представлен прототип [4].

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода включает канал 1, который соединяет трубопровод 2 с автоматическим пробоотборником 3, и из которого автоматический пробоотборник 3 отбирает точечные пробы с участка 4 (тройник) канала 1 в пробосборник 5, канал 6.

Избыточное давление в канале 1 создается при помощи диафрагмы 7. В качестве заборного элемента, размещенного на трубопроводе 2, использовался кран 8.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, предназначено для отбора автоматическим пробоотборником 3 точечных проб в пробосборник 5 из части потока трубопровода 2, протекающему по каналу 1 (избыточное давление, обеспечивающее движение жидкости по каналу 1, создается при помощи диафрагмы 7). Канал 6 служит для обеспечения необходимой гидравлики на движущихся элементах автоматического пробоотборника 3 при его работе. При этом периодически (параллельно с отбором точечных проб) по каналу 6 происходит поступление части потока трубопровода 2 в автоматический пробоотборник 3, минуя пробосборник 5 и поток канала 1, а затем вытеснение этой жидкости по этому каналу 6 обратно из автоматического пробоотборника в трубопровод 2.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, работает следующим образом.

При транспортировке потока по трубопроводу 2 часть потока под воздействием избыточного давления поступает в канал 1 (избыточное давление, обеспечивающее движение жидкости по каналу 1, создается при помощи диафрагмы 7). Из канала 1 автоматический пробоотборник 3 через равные интервалы времени (например, 1,5-3 мин) производит отбор точечных проб в пробосборник 5. При этом по каналу 6 для обеспечения необходимой гидравлики на движущихся элементах автоматического пробоотборника 3 при его работе периодически (параллельно с отбором точечных проб) поступает часть потока трубопровода 2 в автоматический пробоотборник, минуя пробосборник 5 и поток канала 1, а затем эта жидкость вытесняется автоматическим пробоотборником 3 по этому же каналу 6 обратно - в трубопровод 2.

Для испытаний было использовано устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, с приводимыми ниже параметрами.

Трубопровод 2 - вертикальный с внутренним диаметром в 20 мм. Внутренний диаметр каналов 1-6 мм. Жидкость трубопровода 2 представляла собой нефтяную эмульсию со средним содержанием воды 1,3-19,4 об.%; вязкость безводной нефти при 20^oС составляла 12 сП; расход потока трубопровода 2-1,72 м³/час. Использовался автоматический пробоотборник "Проба-1 М" (изготовитель завод "БОЗНА", г. Бугульма, Татарстан), нашедший широкое применение на нефтепромыслах, устройство и принцип работы которого совершенно аналогичны прототипу [4].

Сравнительные испытания заявляемых способа и устройства отбора проб жидкости из трубопровода были проведены с использованием реализованных на нефтепромыслах способа отбора проб [5] и устройства отбора проб [6] - данные сведены в таблицу. Распределение включений в поперечном сечении трубопровода 2 было равномерное, поскольку поток в трубопровод 2 поступал после насоса (см. схему отбора [5]).

Данные сравнительных испытаний, таблица (колонки 3 и 4) подтверждают, что в сравнительных испытаниях заявляемые способ и устройство обеспечивают отбор более представительной пробы. Это обеспечивается сохранением пропорциональности между расходом отбираемой автоматическим пробоотборником 3 точечной пробы и расходом потока трубопровода 2 благодаря тому, что при реализации заявляемого способа на заявляемом устройстве исключается поступление в канал расслоенного (неоднородного) потока канала 6.

Заявляемый способ отбора проб и устройство для его осуществления промышленно применимы - они не требуют коренной реконструкции существующих узлов учета перекачиваемых по трубопроводам жидкостей, а необходимые для реализации заявляемой техники изменения могут быть проведены силами производственников, обслуживающих эти системы.

Источники информации
1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. / ГОСТ 2517-85. п. 2.1.13.1.3, 2.13.1.7.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517-85, п.2.13.1.7, черт. 14.

3. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. А.с. СССР 1280464, 1986 г.

4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода. А.с. СССР 1280464, 1986 г.

5. Способ отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517-85, п.п. 2.13.1.1, 2.13.2.1, 2.13.4.

6. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517-85, п.п.2.13.1.1, 2.13.4.

Изобретение относится к технике отбора проб жидкости из трубопровода и может быть использовано в нефтедобывающей и других отраслях промышленности. В способе и устройстве осуществляют соединение трубопровода с автоматическим пробоотборником каналом. Точечные пробы отбирают из этого канала. Часть жидкости из канала периодически поступает в автоматический пробоотборник для обеспечения необходимой гидравлики на движущихся элементах автоматического пробоотборника при его работе, минуя пробосборник. Затем жидкость вытесняется из автоматического пробоотборника. Вытесняемая часть жидкости из автоматического пробоотборника, не поступающая в пробосборник, направляется непосредственно в трубопровод, минуя канал, из которого производится отбор пробы. Изобретение позволяет получать более представительную пробу и осуществлять точный и количественный анализ перекачиваемой по трубопроводам жидкости. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором осуществляют соединение автоматического пробоотборника и трубопровода каналом и отбор точечных проб автоматическим пробоотборником из этого канала, при котором часть жидкости из канала периодически, минуя пробосборник, поступает в автоматический пробоотборник для обеспечения необходимой гидравлики на движущихся элементах автоматического пробоотборника при его работе, а затем вытесняется из автоматического пробоотборника, отличающийся тем, что вытесняемая часть жидкости из автоматического пробоотборника, не поступающая в пробосборник, направляется непосредственно в трубопровод, минуя канал, из которого производится отбор пробы. 2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, которое включает канал, соединяющий трубопровод с автоматическим пробоотборником, что обеспечивает отбор точечных проб автоматическим пробоотборником из этого канала, при котором часть жидкости из канала периодически поступает в автоматический пробоотборник, минуя пробосборник, а затем вытесняется из автоматического пробоотборника, отличающееся тем, что соединение атоматического пробоотборника с трубопроводом производят таким образом, чтобы вытесняемая часть жидкости из автоматического пробоотборника, не поступающая в пробосборник, направлялась непосредственно в трубопровод, минуя канал, из которого производится отбор пробы.