УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ЖИДКОСТИ ИЗ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2005 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к технике отбора проб жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения примесей.

Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее пробозаборный элемент, монтажный патрубок, крышку, штуцер отбора (ГОСТ 2517-85. Изменение №1, черт.18а) [1].

Недостаток известной техники отбора проб - нарушение динамики отбора пробы вследствие изменения поля скоростей потока трубопровода над монтажным патрубком, недостаточная прочность пробозаборного элемента, когда трубка тонкостенная, или сложность выполнения пробозаборного отверстия, когда пробозаборный элемент представляет собой толстостенную трубку.

Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее пробозаборный элемент, монтажный патрубок, крышку, штуцер отбора (ГОСТ 2517-85. Изменение №1, черт.18б) [2].

Недостаток известной техники отбора проб - нарушение динамики отбора пробы вследствие изменения поля скоростей потока трубопровода над монтажным патрубком, недостаточная прочность пробозаборного элемента, когда трубка тонкостенная, или сложность выполнения пробозаборного отверстия, когда пробозаборный элемент представляет собой толстостенную трубку.

Техническим результатом данного изобретения является повышение представительности отбора пробы, повышение рабочих характеристик пробозаборного устройства - представительности отбора пробы, прочностных характеристик пробозаборных устройств.

Для достижения технического результата в устройстве, которое включает систему из пробозаборной трубки, а также составляющих для монтажа пробозаборной трубки на трубопроводе, согласно изобретению система снабжена устройством, препятствующим вибрации пробозаборной трубки, при этом соединение монтажного патрубка с трубопроводом и размещение пробозаборной трубки осуществляют с элементом в монтажном патрубке, уменьшающим свободный объем полости монтажного патрубка; устройство, препятствующее вибрации пробозаборной трубки, устанавливается на монтажном патрубке; пробозаборная трубка в монтажном патрубке может быть смещена навстречу потоку; при выполнении пробозаборного отверстия на боковой поверхности трубки на участке выполнения отверстия толщина трубки уменьшена; при размещении пробозаборной трубки в трубопроводе через сальник трубку упирают в дно трубопровода; минимальный зазор между трубкой и полостью устройства, препятствующего вибрации пробозаборной трубки, составляет не более 0,5 диаметра трубки; габариты устройства, препятствующего вибрации пробозаборной трубки, в сумме по длине, ширине и высоте уменьшаются в глубь трубопровода.

Благодаря выполнению конструкции из условия размещения в трубопроводе пробозаборной трубки с элементом в монтажном патрубке, уменьшающим свободный объем полости монтажного патрубка, уменьшается возмущение поля скоростей в поперечном сечении потока трубопровода, распределение скоростей потока трубопровода над монтажным патрубком на участке расположения пробозаборного отверстия минимально искажается или сохраняется. Например, трубка может быть смещена относительно продольной оси монтажного патрубка навстречу потоку трубопровода. В результате представительность пробы повышается. Долговечность конструкции обеспечивается тем, что система снабжена устройством (демпфером), препятствующим вибрации пробозаборной трубки и ее излому под воздействием набегающего на пробозаборную трубку потока; зазор не более 0,5 диаметра трубки между трубкой и полостью устройства предотвращает изгиб трубки под воздействием гидравлического удара - такое ограничение при изгибе трубке не разрушает ее, при этом используются упругостные свойства трубки для смягчения действия гидравлического удара. Этому также способствует выполнение демпфера из условия, когда его габариты в сумме по трем измерениям - длине, ширине и высоте - уменьшаются в глубь трубопровода, при этом потери напора в трубопроводе - минимальные. Роль элемента, выравнивающего поле скоростей потока трубопровода над монтажным патрубком, может выполнять демпфер. Например, он может быть выполнен в виде кольца с наружным диаметром, близким к внутреннему диаметру монтажного патрубка, либо в виде вложенного в монтажный патрубок дополнительного патрубка, имеющего косой срез, при котором уменьшается сопротивление потоку. Следует также сказать, что смещение пробозаборной трубки навстречу потоку трубопровода позволяет применить больший по размеру (по внутреннему диаметру монтажного патрубка) демпфер, а следовательно, еще более повысить прочность устройства при неизменных параметрах монтажного патрубка. При размещении пробозаборной трубки в трубопроводе через сальник трубку упирают в дно трубопровода, что практически полностью гасит колебание трубки и повышает ее прочностные характеристики. Сказанное обеспечивает преимущество заявляемого устройства перед прототипом [2].

Таким образом, благодаря выполнению элементов заявляемого устройства из указанных условий будет обеспечен более представительный отбор пробы и повышены прочностные характеристики устройства по сравнению с устройством - прототипом [2].

Заявляемое устройство для отбора проб жидкости из трубопровода может конкретно применяться на нефтепромыслах - на узлах учета нефти, на нефтеперерабатывающих заводах.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг.1, 2 представлены варианты заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода.

Устройство для отбора проб жидкости, фиг.1, из трубопровода 1 включает пробозаборную перфорированную со стороны потока трубку 2 (далее - трубка), смещенную навстречу потоку в монтажном патрубке 3, крышку 4 с кольцом 5, ребро жесткости 6, штуцер отбора проб 7.

Устройство, фиг.1, предназначено для отбора пробы из трубопровода 1, в котором трубка 2 - основной элемент, при помощи которого отбирают пробу, при этом трубка смещена в монтажном патрубке 3 навстречу потоку трубопровода 1, монтажный патрубок 3 служит для установки на нем системы «трубка 2 - кольцо 5 - ребро жесткости 6», а также крышки 4 со штуцером отбора 7.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, работает следующим образом. Из минимально возмущенного потока трубопровода 1 над патрубком 3 (вследствие смещения трубки 2 навстречу потоку) под избыточным давлением через перфорационные отверстия в трубке 2 проба поступает к штуцеру отбора 7 и далее проба направляется на анализ, при этом ребро жесткости 6 препятствует вибрации и излому трубки 2 под воздействием набегающего на нее потока трубопровода 1.

На фиг.2 представлен второй вариант заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода 1 включает пробозаборную перфорированную трубку 2 (далее - трубка), монтажный патрубок 3, корпус 4, в котором фиксируется трубка 2, фланец 5 с демпфером 6, представляющий собой дополнительный патрубок (или просто кольцо), вложенный (вложенное) в монтажный патрубок 3, при котором фланец 5 располагается между монтажным патрубком 3 и корпусом 4, штуцер отбора проб 7 (фиг.2).

Устройство, фиг.2, предназначено для отбора пробы из трубопровода 1 под воздействием избыточного давления через перфорированную трубку 2, зафиксированную в корпусе 4, монтажный патрубок 3 - для установки на нем корпуса 4 с трубкой 2 и фланца 5 с демпфером 6 - для предотвращения вибрации и излома трубки 2 под воздействием напора потока трубопровода 1. Через штуцер отбора проб 7 отбираемая проба направляется на анализ.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.2, работает следующим образом. Под избыточным давлением отбирают пробу из минимально возмущенного потока трубопровода 1 над патрубком 3 через перфорационные отверстия в трубке 2, которая далее направляется через штуцер 7 на анализ. При этом демпфер 6 препятствует вибрации и излому трубки 2 под воздействием набегающего на трубку 2 потока, а также устраняет искажение поля скоростей потока трубопровода 1 над монтажным патрубком 3.

Для испытаний было использовано устройство для отбора проб жидкости [2] для трубопровода 1 диаметром Ду 150 мм. Расстояние между внутренней стенкой патрубка 3 и трубкой 2, фиг.1, составляло 5 мм, для прототипа [2] - 70 мм. Расстояние между стенкой патрубка 3 и демпфером 6 также составляло 5 мм. Толщина стенки трубки 2 составляла 0.5 мм, наружный диаметр - 28 мм.

Жидкость трубопровода 1 представляла собой нефтяную эмульсию с содержанием воды 1,5-3 об.%. Скорость потока в трубопроводе 2 составляла 0,7 м/с, 1,5 м/с и 7,5 м/с.

Были проведены испытания заявляемых устройств. Данные испытаний были помещены в таблицу.

Данные показывают, что более представительный отбор пробы обеспечивает заявляемое устройство при скорости потока в трубопроводе 0,7 и 1,5 м/с. Данные для прототипа [2] отсутствуют, поскольку трубка 2 под воздействием напора потока при скорости 7,5 м/с была изогнута.

Заявляемое устройство для отбора проб жидкости из трубопровода промышленно применимо - для его изготовления используются элементы трубопроводов, выпускаемые отечественными заводами.

Источники информации

1. ГОСТ 2517-85. Изменение №1, черт. 18а).

2. ГОСТ 2517-85. Изменение №1, черт. 18б).

Изобретение может быть использовано при отборе проб жидкости из трубопровода в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения примесей. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода содержит пробозаборную трубку для отбора проб жидкости, установленную в монтажном патрубке в трубопроводе и снабженную устройством, препятствующим ее вибрации. Устройство, препятствующее вибрации пробозаборной трубки, установлено в монтажном патрубке и выполнено с габаритными размерами, уменьшающимися вглубь трубопровода. Минимальный зазор между пробозаборной трубкой с устройством, препятствующим вибрации, составляет не более 0,5 диаметра пробозаборной трубки. Устройство обеспечивает представительный отбор пробы и обеспечивает прочностные характеристики пробозаборного устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, содержащее пробозаборную трубку для отбора проб жидкости, установленную в монтажном патрубке в трубопроводе и снабженную устройством, препятствующим ее вибрации, отличающееся тем, что устройство, препятствующее вибрации пробозаборной трубки, установлено в монтажном патрубке и выполнено с габаритными размерами, уменьшающимися в глубь трубопровода, при этом минимальный зазор между пробозаборной трубкой с устройством, препятствующим ее вибрации, составляет не более 0,5 диаметра пробозаборной трубки.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при выполнении пробозаборного или пробозаборных отверстий на боковой поверхности пробозаборной трубки ее толщину выполняют уменьшенной.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при размещении пробозаборной трубки в трубопроводе через сальник пробозаборную трубку выполняют с возможностью установки в дно трубопровода.