УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ ИЗ НАПОРНОГО ТРУБОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2012 года по МПК G01N1/10 

Изобретение относится к устройствам для отбора проб текучих сред, транспортируемых по напорному трубопроводу, и может найти применение на предприятиях нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, пищевой, энергетической и многих других сфер деятельности.

Известен из патента RU №2305770 (опубл. 10.09.2007) пробоотборник накопительный, содержащий трубопровод, корпус в виде патрубка с полым штоком и вентилем. Полый шток жестко и герметично соединен с трубопроводом и выполнен в виде патрубка со скошенным концом и радиальными отверстиями, размещенными против потока жидкости с противоположной срезу скошенного конца стороны штока. Второй конец патрубка герметично соединен с трубопроводом за его сужением в зоне пониженного давления. Патрубок между вентилем и вторым концом оснащен цилиндрическим кожухом с поршнем, выполненным с возможностью осевого перемещения относительно кожуха, со стороны вентиля, снабженного сливным патрубком. Поршень оснащен клапаном, пропускающим жидкость со стороны вентиля, выполненным в виде цилиндра с электромагнитом и штоком, вставленным герметично в цилиндр с возможностью осевого перемещения при помощи электромагнита. Шток оснащен двумя кольцевыми проточками. Первая проточка выполнена с возможностью сообщения патрубка с цилиндром и герметичного перекрытия патрубка при перемещении штока в цилиндре, а вторая - с возможностью сообщения сливного и выпускного патрубков при перемещении штока в цилиндре.

Известны из патента RU №2213948 (опубл. 10.06.2010) способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления. В способе осуществляют прокачку протока жидкости под воздействием избыточного давления по трубопроводу и отбирают точечные пробы автоматическим пробоотборником. Между периодами времени, в течение которых автоматический пробоотборник осуществляет отбор точечных проб, осуществляют смешение вдоль трубопровода потока жидкости для выравнивания и распределения ингредиентов в потоке. В устройстве имеется канал, соединяющий трубопровод с автоматическим пробоотборником. На трубопроводе перед каналом установлен смеситель для осуществления смешения вдоль трубопровода потока жидкости для выравнивания и распределения ингредиентов в потоке между периодами времени, в течение которых автоматическим пробоотборником осуществляется отбор точечных проб.

Недостатком известных способов и устройств является недостаточно высокая представительность и достоверность отбора проб.

Известны поплавковые устройства для измерения плотности жидкости (Кивилис С.С. Плотномеры. - М.: Энергия, 1980, стр.25-34). Для измерения плотности при помощи ареометра используется связь между плотностью контролируемой жидкости и глубиной погружения, при которой ареометр приходит в равновесное состояние. Недостатком ареометра является возникновение больших погрешностей, обусловленных испарением легких фракций из нефти.

Известен напорный пикнометр английской фирмы "Станхоуп сета лимитед" (Беляков В.Л. Автоматический контроль параметров нефтяных эмульсий. - М.: Недра, 1992 г., стр.187-189), представляющий собой металлический калиброванный сосуд, выполненный в виде цилиндра с кранами. В этот сосуд отбирается проба нефти из трубопровода, а затем сосуд взвешивается на прецизионных весах. Делением массы нефти на объем получают значение плотности нефти. Напорный пикнометр представляет очень сложное для изготовления и дорогостоящее устройство.

Известно из патента RU №2391645 (опубл. 10.12.2008) выбранное за прототип устройство для отбора проб из трубопровода, которое включает корпус; установленный в корпусе с возможностью перемещения поршень, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две камеры, первая из которых гидравлически связана с контуром первой текучей среды, а вторая гидравлически связана с контуром второй текучей среды; размещенный в контуре второй текучей среды пробоотборник, приспособленный для отбора из второй камеры заданного количества проб за заданное время; при этом первая камера связана с контуром первой текучей среды посредством входной магистрали, имеющей расположенный со стороны контура первой текучей среды участок, выполненный в виде обводной линии, которая приспособлена для непрерывного прохода части потока контура первой текучей среды во время отбора заданного количества проб. На входной магистрали установлены запорный элемент и клапан, обеспечивающий пропускание единичной пробы первой текучей среды из обводной линии в первую камеру во время отбора единичной пробы второй текучей среды. В вариантном исполнении корпус устройства выполнен с возможностью его отсоединения от контура второй текучей среды. Недостатком известного устройства является использование двух текучих сред, что как усложняет само устройство, так и создает ряд неудобств при его эксплуатации.

В основу изобретения поставлена задача создания устройства для отбора проб из напорного трубопровода, обеспечивающего высокую степень сохранности состава пробы при одновременном упрощении устройства и повышении удобства в эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что устройство для отбора проб из напорного трубопровода, содержащее корпус; установленный в корпусе с возможностью перемещения поршень, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две камеры; приспособленный для отбора заданного количества единичных проб пробоотборник; трубопроводы и запорные элементы для образования системы гидравлических линий, связывающих упомянутый корпус с напорным трубопроводом и пробоотборником; при этом система гидравлических линий имеет участок, выполненный в виде обводной линии, приспособленной для непрерывного прохода потока текучей среды из напорного трубопровода во время отбора заданного количества единичных проб; причем первая камера посредством первой гидравлической линии с установленным на ней клапаном связана с обводной линией, а вторая камера посредством второй гидравлической линии связана с входом пробоотборника, характеризуется следующими главными и второстепенными отличительными признаками.

Целесообразно, чтобы вторая камера посредством третьей гидравлической линии была связана с обводной линией.

Предпочтительно, чтобы устройство было выполнено с возможностью удаления воздуха из первой, и/или второй, и/или третьей гидравлических линий, а также с возможностью удаления воздуха из первой и/или второй камер корпуса перед отбором заданного количества единичных проб.

Устройство может дополнительно содержать, по меньшей мере, одно фильтрующее средство.

Целесообразно, чтобы пробоотборник являлся автоматическим.

Желательно, чтобы устройство включало средство измерения давления.

Устройство может быть выполнено с возможностью отсоединения корпуса от системы гидравлических линий.

Желательно, чтобы корпус был выполнен цилиндрическим.

Предпочтительно, чтобы суммарный объем первой камеры и второй камеры по существу соответствовал объему заданного количества единичных проб.

Возможно, что устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, одну вспомогательную емкость.

Поставленная задача решается также тем, что вышеописанное устройство в вариантном исполнении дополнительно содержит, по меньшей мере, один шкаф, через стенку которого пропущен, по меньшей мере, один из трубопроводов, предназначенных для образования системы гидравлических линий.

Через стенку шкафа может быть пропущен трубопровод для второй гидравлической линии, при этом пробоотборник размещен в шкафу, а в случае наличия в устройстве вспомогательной емкости она может быть гидравлически связана с пробоотборником и размещена в шкафу.

В альтернативном исполнении через стенку шкафа могут быть пропущены трубопроводы для первой и третьей гидравлических линий, при этом установленный на первой гидравлической линии клапан размещен в шкафу. В этом исполнении в случае снабжения устройства вспомогательной емкостью она может быть размещена в шкафу и гидравлически связана с пробоотборником посредством вспомогательного трубопровода, который пропущен через стенку шкафа. Корпус в этом исполнении может быть закреплен на стенке шкафа с возможностью его съема.

Еще в одном альтернативном исполнении устройство может содержать два шкафа, через стенку первого из которых пропущен трубопровод для второй гидравлической линии, а через стенку второго шкафа пропущены трубопроводы для первой и третьей гидравлических линий, при этом пробоотборник размещен в первом шкафу, а установленный на первой гидравлической линии клапан размещен во втором шкафу. В этом исполнении устройство может содержать размещенную в первом шкафу первую вспомогательную емкость, гидравлически связанную с пробоотборником, и размещенную во втором шкафу вторую вспомогательную емкость, причем вторая вспомогательная емкость гидравлически связана с пробоотборником посредством вспомогательного трубопровода, который пропущен через стенки первого и второго шкафов. При этом первый и второй шкаф могут быть выполнены за одно целое.

Целесообразно, чтобы высота каждого шкафа составляла бы по существу 590 мм при ширине, равной по существу 360 мм, и глубине, равной по существу 140 мм.

Возможно, чтобы каждый из шкафов был выполнен металлическим.

Примеры осуществления устройства, описанные ниже, следует рассматривать совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 - представляет схему устройства в одном из вариантов его исполнения;

Фиг.2 - представляет схему устройства в другом варианте его исполнения;

Фиг.3 - представляет общий вид устройства в исполнении со шкафами.

Устройство, показанное на Фиг.1, содержит вертикально установленный герметичный цилиндрический корпус 1, пробоотборник 2 и систему образованных трубопроводами гидравлических линий.

Пробоотборник 2 приспособлен для отбора заданного количества единичных (точечных) проб.

В цилиндрическом корпусе 1 размещен подвижный поршень 3, разделяющий внутреннюю полость корпуса 1 на две изолированные друг от друга камеры - первую камеру 4 и вторую камеру 5. Суммарный объем первой камеры 4 и второй камеры 5 подобран в зависимости от требуемого максимального объема объединенной пробы, состоящей из заранее заданного количества единичных проб, и выбран из диапазона от 0,5 см³ до 70000 см³, предпочтительно из диапазона от 1000 см³ до 5000 см³.

В конкретном примере исполнения высота цилиндрического корпуса 1 в пределах технологических допусков изготовления составляет приблизительно 1000 мм. В альтернативных исполнениях корпус 1 может иметь форму, отличающуюся от цилиндрической. Торцевые стенки корпуса 1, обозначенные позициями соответственно первая - 1₁, а вторая - 1₂, могут быть выполнены в виде съемных крышек (одной или обеих).

Первая камера 4 через отверстие в первой торцевой стенке корпуса 1₁ no входящей в систему гидравлических линий первой гидравлической линии 6 с установленным на ней запорным элементом 7 и клапаном 8 гидравлически связана (сообщена по текучей среде) со входящей в систему гидравлических линий обводной линией 9 (где направление потоков показано стрелками), которая в свою очередь гидравлически связана с напорным трубопроводом, транспортирующим текучую среду, например нефтепроводом (не показан), по которому протекает поток контролируемой текучей среды. Обводная линия 9 создает контур постоянного протока текучей среды для достижения идентичности единичных проб текучей среды тому составу текучей среды, который протекает в данный момент в трубопроводе, транспортирующем данную текучую среду. Направление потока в обводной линии 9 может быть противоположным направлению, показанному на чертежах стрелками.

Клапан 8 обеспечивает протекание потока текучей среды через него в момент отбора единичной пробы и прекращение прохождения через него текучей среды в паузе между отборами единичных проб. Клапан 8 может быть выполнен в виде шарика, размещаемого с возможностью его перемещения относительно клапанного седла. В качестве клапана 8 также может быть использован любой подходящий клапан, обеспечивающий пропускание потока только в одном направлении - в корпус 1 в момент отбора единичной пробы пробоотборником 2.

Запорный элемент 7, размещенный на первой гидравлической линии 6 между клапаном 8 и входом первой камеры 4, установлен так, чтобы обеспечить удобство при подключении корпуса 1 в сборе с запорным элементом 7 к устройству, а также чтобы перекрывать первую гидравлическую линию 6 как можно ближе к корпусу 1 с целью удобства для транспортировки объединенной пробы к месту анализа и в дальнейшем - для удобства удаления воздуха из устройства при подготовке к новому отбору пробы.

Первая камера 4 через тройник 10 связана со сливной магистралью 11, на которой размещен запорный элемент 12.

Вторая камера 5 корпуса 1 через отверстие во второй торцевой стенке 1₂ корпуса 1 по второй гидравлической линии 13 с установленным на ней запорным элементом 14 через тройник 15 гидравлически связана со входом 2₁ пробоотборника 2.

Вторая камера 5 посредством третьей гидравлической линии 16 через запорный элемент 14 и тройник 15 связана с обводной линией 9. На третьей гидравлической линии 16 со стороны корпуса 1 после запорного элемента 14 и тройника 15 установлен запорный элемент 17, а со стороны обводной линии 9 установлен запорный элемент 18.

Целесообразно запорные элементы 7 и 17 выбирать по конструкции такими, чтобы их открывание и закрывание были плавными (постепенными) для предупреждения гидроударов в устройстве, например игольчатыми. Кроме того, при участии в каком-либо процессе желательно их открывать последними, а закрывать первыми.

На третьей гидравлической линии 16 между запорными элементами 17 и 18 размещены фильтр 19 и средство измерения давления, выполненное в виде манометра 20. В альтернативных исполнениях расположенный на третьей гидравлической линии 16 фильтр 19 может быть размещен между запорным элементом 18 и обводной линией 9 или между запорным элементом 18 и манометром 20 (не показано). В ином альтернативном исполнении устройство может быть выполнено без фильтра 19. Средство измерения давления может быть выполнено в виде датчика давления. В случае установки фильтра 19 его выбирают с учетом рабочего давления. В качестве фильтра может быть выбран, например, сетчатый фильтр с соответствующим давлению размером ячеек, например на рабочее давление до 4,0 МПа с размером ячейки 2,0 мм.

Дополнительно устройство может быть снабжено установленным на входе обводной линии фильтром, имеющим размер ячейки, равный или меньший самого малого диаметра в гидравлических линиях и механизмах устройства (не показано).

На трубопроводе для первой гидравлической линии 6 по ходу движения потока текучей среды перед запорным элементом 7 может быть выполнено первое разъемное соединение 21, обеспечивающее отсоединение первой камеры 4 от системы гидравлических линий (непосредственно от первой гидравлической линии 6), что позволяет выполнить устройство без сливной магистрали 11, а слив объединенной отобранной пробы осуществлять через первое разъемное соединение 21. В этом случае на трубопроводе второй гидравлической линии 13 между запорным элементом 14 и тройником 15 может быть выполнено второе разъемное соединение 22. Разъемные соединения 21 и 22 позволяют отсоединить корпус 1 от системы гидравлических линий, т.е. выполнить корпус 1 съемным. Разъемные соединения 21 и 22 могут быть выполнены быстроразъемными. При этом желательно выполнение трубопровода для первой гидравлической линии 6 и части трубопровода для второй гидравлической линии 13 на участке от второго разъемного соединения 22 до тройника 15 в виде резиновых трубопроводов высокого давления с быстроразъемным соединением. Такое исполнение позволяет эффективно использовать устройство для определения плотности отобранной пробы, например косвенным методом, путем взвешивания корпуса 1 до и после отбора объединенной пробы.

В альтернативных исполнениях запорный элемент 12 может быть жестко связан с первой торцевой стенкой 1₁ корпуса 1, а запорный элемент 14 может быть жестко связан со второй торцевой стенкой 1₂ корпуса 1, т.е. в этом случае запорные элементы могут являться частью корпуса 1.

Вход и выход обводной линии 9 могут быть снабжены приспособленными для подключения устройства к транспортирующему текучую среду напорному трубопроводу соединительными элементами 23 (обозначены одной позицией) и предназначенными для отсечения обводной линии 9 от напорного трубопровода запорными элементами (не показаны).

Выход 2₂ пробоотборника 2 работает на слив.

Пробоотборник 2 может быть выполнен в любом исполнении, в том числе может быть не автоматическим. Наиболее целесообразно использование автоматического пробоотборника по типу раскрытого в патенте №39707 (опубл. 10.08.2004).

В случае автоматического пробоотборника устройство дополнительно снабжено блоком управления пробоотборником (не показан).

Автоматический пробоотборник 2 обеспечивает функционирование в следующих режимах:

- отбор заданного количества единичных проб за заданное время (единичные пробы отбираются через равные промежутки времени);

- отбор заданного количества единичных проб во время прохождения заданного объема перекачиваемой текучей среды (единичные пробы отбираются через равные значения объема продукта, представленного сигналом от внешнего устройства);

- управление отбором проб непосредственно по сигналу от дискретного устройства (контроллера, компьютера).

В вариантном исполнении устройства, показанном на Фиг.2, пробоотборник 2 имеет контур отбора (не показан) с входом 2₁ и дополнительным выходом 2₃.

Сливная магистраль 11 связана с резервуаром 24, а выход 2₂ пробоотборника 2 связан с первой вспомогательной емкостью 25 посредством сливной трубки 2₄.

В отличие от исполнения, показанного на Фиг.1, устройство дополнительно снабжено вспомогательным трубопроводом для четвертой гидравлической линии 26, которая подключена к пробоотборнику 2 через дополнительный выход 2₃ непоказанного контура отбора пробоотборника 2 и связана со второй гидравлической линией через контур отбора пробоотборника 2.

Четвертая гидравлическая линия 26 с установленным на ней запорным элементом 27 и воздушным патрубком 28 предназначена для удаления воздуха из второй и третьей гидравлических линий, контура отбора пробоотборника 2, а также второй камеры 5 корпуса 1 после подключения пробоотборника 2 без включения его в работу. Это обеспечивает быстрое освобождение устройства от воздуха при подготовке устройства к отбору объединенной пробы (заданного количества проб) и стравливание (сброса) давления из второй и третьей гидравлических линий, а также контура отбора пробоотборника 2 для проведения профилактических и ремонтных работ с устройством без отключения устройства от напорного трубопровода с сохранением уже отобранной объединенной пробы под рабочим давлением, если перекрыты запорные элементы 14 и 18 при перекрытом ранее запорном элементе 12.

В качестве запорных элементов могут быть использованы шаровые краны (в случае варианта исполнения с повышенной электробезопасностью) или управляемые электроклапаны (в варианте исполнения с автоматическим управлением всего устройства).

Первая вспомогательная емкость 25 приспособлена для сбора текучей среды, отобранной пробоотборником 2 из второй камеры 5. Подключенная к выходу 2₂ первая вспомогательная емкость 25 может быть снабжена датчиком предельного уровня находящейся в ней текучей среды (не показано).

В показанном на Фиг.2 исполнении устройство снабжено связанной с пробоотборником 2 второй вспомогательной емкостью 29, приспособленной для сбора пропущенной через контур отбора пробоотборника 2 текучей среды при подготовке устройства к работе. В вариантном исполнении можно обойтись любой одной вспомогательной емкостью (или резервуаром), используя ее последовательно для целей подготовки устройства к работе, слива объединенной пробы из корпуса 1 и процесса отбора объединенной пробы, предварительно освободив от текучей среды перед следующим этапом работ.

Объем каждой вспомогательной емкости может находиться в диапазоне 0,5 см³ до 70000 см³

В исполнении, показанном на Фиг.3, устройство снабжено металлическим кожухом в виде первого шкафа 30 и размещенным под ним металлическим кожухом в виде второго шкафа 31.

Цилиндрический корпус 1 установлен с наружной стороны шкафов на кронштейне (опоре) 32 и ложементах 33, прикрепленных к стенке второго шкафа 31. К ложементам 33 корпус 1 может крепиться, например, при помощи хомутов.

В первом шкафу 30 размещены пробоотборник 2 и связанная с ним сливной трубкой 2₄ первая вспомогательная емкость 25. Емкость 25 может быть снабжена не показанным на Фиг.3 датчиком предельного уровня текучей среды (далее - датчик уровня). При его срабатывании (состояние «замкнуто») происходит прекращение отбора проб, а также включение аварийной звуковой и световой сигнализации.

На обращенной в сторону цилиндрического корпуса 1 стенке первого шкафа 30 выполнены отверстия для штуцеров трубопровода второй гидравлической линии 13 и трубопровода четвертой гидравлической линии 26.

В нижней части второго шкафа 31 размещена вторая вспомогательная емкость 29, горловина которой связана с воздушным патрубком 28.

На обращенной в сторону цилиндрического корпуса 1 стенке второго шкафа 31 выполнены отверстия для штуцеров трубопроводов третьей гидравлической линии 16, четвертой гидравлической линии 26, первой гидравлической линии 6 и обводной линии 9.

В верхней части второго шкафа 31 над второй вспомогательной емкостью 29 размещена пропущенная через отверстие в его обращенной в сторону цилиндрического корпуса 1, боковой стенке часть трубопровода первой гидравлической линии 6 с клапаном 8 и часть трубопровода для третьей гидравлической линии 16 с запорными элементами 17 и 18, манометром 20 и фильтром 19.

Шкафы 30 и 31 выполнены с учетом требований нормативных документов, регламентирующих установку и применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

Каждый шкаф может быть выполнен высотой, равной по существу 590 мм, шириной, равной по существу 360 мм, и глубиной равной, по существу 140 мм.

Шкафы 30 и 31 могут быть выполнены с дверцами или без них. Возможно их закрепление на несущей конструкции (стене, кронштейнах) через отверстия в задних стенках. В альтернативном исполнении шкаф 30 и шкаф 31 могут быть выполнены за одно целое.

Взаимное расположение шкафов определяется исходя из особенностей планировки места эксплуатации, при этом оптимальным является такое их расположение, при котором первый шкаф 30 установлен над вторым шкафом 31.

В зависимости от вариантных исполнений устройства его комплектующие могут быть закреплены на какой-нибудь несущей конструкции или с использованием одного какого-либо шкафа, или с обоими шкафами. Кроме того, все устройство может быть размещено в одном шкафу, имеющем для этого подходящие размеры.

Подготовку показанного на Фиг.2 устройства к работе осуществляют следующим образом.

Перед началом работы осуществляют проверку герметичности соединений. Для этого закрывают все запорные элементы, включают проток текучей среды через обводную линию 9 и по показаниям манометра (датчика давления) судят о протечках в соединениях до запорных элементов 7 и 18, включая сами запорные элементы. Открыв запорные элементы 14, 18, 7 и 17 в устройстве создают давление, равное давлению в трубопроводе, по которому транспортируют текучую среду, т.е. создают рабочее давление, после чего закрывают запорные элементы 7 и 18 и по показаниям манометра 20 судят о протечках в системе гидравлических линий и закрывают запорный элемент 17.

При отсутствии протечек, следующим шагом удаляют воздух из первой камеры 4 корпуса 1 и третьей гидравлической линии 16, для чего, оставляя запорный элемент 14 открытым, открывают запорные элементы 12, 18 и 17. При этом текучая среда, пройдя по третьей гидравлической линии 16 через запорный элемент 18, фильтр 19, манометр 20, запорный элемент 17, тройник 15 и запорный элемент 14, заполняет вторую камеру 5. Поршень 3 опускается и вытесняет жидкость и воздух (газ), находящиеся в первой камере 4 корпуса 1, через запорный элемент 12 и сливную магистраль 11 в резервуар 24.

Момент заполнения второй камеры 5 текучей средой определяют по показаниям манометра 20 (т.е. по увеличению и стабилизации показаний давления, идентичного давлению в напорном трубопроводе) и по прекращению слива текучей среды в резервуар 24, вследствие чего судят о нахождении поршня 3 у нижней торцевой стенки 1₁ корпуса 1 и закрывают запорный элемент 17.

Далее удаляют воздух из первой гидравлической линии 6 и соответственно из верхней части клапана 8. Для этого оставляют запорный элемент 27 закрытым, а запорный элемент 12 открытым и закрывают запорные элементы 14 и 18, открывают запорный элемент 7 и пропускают текучую среду через тройник 10, запорный элемент 12 и сливную магистраль 11 в резервуар 24 до появления текучей среды без признаков воздуха, после чего закрывают запорные элементы 12 и 7.

При использовании в конструкции устройства гибких шлангов высокого давления, в частности для первой гидравлической линии 6, можно облегчить процесс удаления воздуха из первой камеры 4 и первой гидравлической линии 6, если перед удалением воздуха из первой гидравлической линии 6 перевернуть корпус 1 так, чтобы он встал вертикально, но первая торцевая стенка 1₁ (показанная на Фиг.1 и Фиг.2 нижней) оказалась выше второй торцевой стенки 1₂ (показанной на Фиг.1 и Фиг.2 верхней).

Далее удаляют воздух из второй камеры 5 и контура отбора пробоотборника 2. Для этого оставляют закрытым запорный элемент 18 и открывают запорные элементы 14, 27 и 7. При этом текучая среда из напорного трубопровода через обводную линию 9 по первой гидравлической линии 6 через клапан 8 и запорный элемент 7 заполняет первую камеру 4, передвигая поршень 3 вверх и вытесняя текучую среду с остатками воздуха (газа) из второй камеры 5 через контур отбора пробоотборника 2, по четвертой гидравлической линии 26 через запорный элемент 27 и воздушный патрубок 28 во вторую вспомогательную емкость 29. Момент заполнения первой камеры 4 определяют по прекращению слива жидкости из воздушного патрубка 28, после чего закрывают последовательно запорные элементы 27 и 7.

Удаление воздуха из первой, второй и третьей гидравлических линий перед отбором заданного количества единичных проб могут осуществлять как в виде вышеописанной совокупности, так и в отдельности. Тоже касается возможности удаления воздуха перед отбором заданного количества единичных проб из первой и второй камер корпуса

Затем для приведения устройства в исходное состояние для отбора объединенной пробы перемещают поршень 3 к первой торцевой стенке 1₁ корпуса 1, заполняя текучей средой вторую камеру 5. Для этого запорный элемент 7 оставляют закрытым, запорный элемент 14 оставляют открытым и открывают последовательно запорные элементы 18, 12 и 17. При заполнении текучей средой второй камеры 5 поршень 3 перемещается к первой стенке 1₁, вытесняя текучую среду из первой камеры 4 в резервуар 24.

Момент заполнения второй камеры 5 текучей средой определяют по показаниям манометра 20 (т.е. по увеличению и стабилизации показаний давления, идентичного давлению в напорном трубопроводе) и по прекращению слива текучей среды в резервуар 24, вследствие чего судят о нахождении поршня 3 у нижней крышки 1₁ корпуса 1 и закрывают запорные элементы 17, 12 и 18, после чего открывают запорные элементы 7 и 14.

В исходном состоянии для отбора объединенной пробы вторая камера 5 полностью заполнена, и поршень 3 находится у первой стенки 1₁ корпуса 1, при этом запорные элементы 12, 17, 18, 27 закрыты, а запорные элементы 7 и 14 открыты.

Для отбора объединенной пробы запускают в работу автоматический пробоотборник 2.

В момент отбора каждой единичной пробы фиксированное количество текучей среды забирается пробоотборником 2 из камеры 5 по второй гидравлической линии 13 через запорный элемент 14, вход 2₁ пробоотборника 2 и его выход 2₂ в емкость 25 через сливную трубку 2₄, а такое же количество текучей среды из обводной линии 9, пройдя под воздействием перепада давления по первой гидравлической линии 6 через клапан 8 и запорный элемент 7, заполняет первую камеру 4. Объем текучей среды за один отбор равен объему единичной (точечной) пробы, установленному на автоматическом пробоотборнике 2.

Отбор заканчивают после набора требуемого объема объединенной пробы, установленного в настройках пробоотборника 2, или при достижении поршнем 3 верхней торцевой стенки 1₂ корпуса 1. В камере 4 отобранная объединенная проба за период времени работы пробоотборника 2 и до ее слива сохраняется под давлением, равным давлению в контуре постоянного протока текучей среды (обводная линия 9) и соответственно в напорном трубопроводе, т.е. под рабочим давлением.

Для слива отобранной пробы закрывают запорный элемент 7, открывают последовательно запорные элементы 18, 12 и 17, тем самым заполняя вторую камеру 5 по третьей гидравлической линии 16 текучей средой. При этом поршнем 3 текучая среда из первой камеры 4 вытесняется по сливной магистрали 11 в емкость для объединенной пробы, например резервуар 24. Далее приводят устройство в исходное состояние, закрывая запорные элементы 12, 17 и 18 и открывая запорные элементы 7 и 14.

В вариантах выполнения корпуса 1 съемным по окончанию отбора объединенной пробы закрывают запорные элементы 7 и 14 (запорные элементы 12, 17, 18, 27 закрыты ранее), отсоединяют корпус 1 в местах разъемных (быстроразъемных) соединений 21 и 22 и далее объединенную пробу доставляют к месту ее анализа непосредственно в корпусе 1 (корпус в сборе с запорными элементами 7, 12, 14).

Отобранная объединенная проба сохраняется в корпусе 1 под рабочим давлением, тем самым обеспечивая высокую степень сохранности состава текучей среды пробы. Выполнение корпус 1 съемным позволяет определять плотность находящейся в нем текучей среды (объединенной пробы) косвенным методом путем взвешивания корпуса 1 до и после отбора объединенной пробы. Использование быстроразъемных соединений позволяет не допустить попадание воздуха в трубопроводы гидравлических линий устройства в моменты отсоединения и присоединения корпуса 1, что исключает необходимость удаления воздуха из них при последующем подключении корпуса 1 и приведении устройства в исходное состояние для отбора объединенной пробы.

По сравнению с прототипом исключены насос и необходимость наличия второй текучей среды, что значительно упрощает устройство и повышает его удобство в эксплуатации.

Размещение элементов устройства в шкафу обеспечивает его быструю подготовку к работе, защиту от атмосферных воздействий и удобство в эксплуатации.

Опытные образцы устройства прошли успешные испытания на оперативных и коммерческих узлах учета сырой и товарной нефти в широких диапазонах давлений, температур и вязкостей текучих сред.

Изобретение относится к вариантам выполнения устройства для отбора проб текучих сред, транспортируемых по напорному трубопроводу. Устройство содержит корпус, а также установленный в корпусе с возможностью перемещения поршень, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две камеры. Поршень приспособлен для отбора заданного количества единичных проб пробоотборником. Устройство включает трубопроводы и запорные элементы для образования системы гидравлических линий, связывающих корпус с напорным трубопроводом и пробоотборником. При этом система гидравлических линий имеет участок, выполненный в виде обводной линии, приспособленной для непрерывного прохода потока текучей среды из напорного трубопровода во время отбора заданного количества единичных проб. Причем первая камера посредством первой гидравлической линии с установленным на ней клапаном связана с обводной линией, а вторая камера посредством второй гидравлической линии связана с входом пробоотборника. Также вторая камера посредством третьей гидравлической линии связана с обводной линией. Устройство может дополнительно содержать по меньшей мере один шкаф, через стенку которого пропущен по меньшей мере один из трубопроводов, предназначенных для образования системы гидравлических линий. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении высокой степени сохранности состава пробы при одновременном упрощении устройства и повышении удобства эксплуатации. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для отбора проб из напорного трубопровода, содержащее корпус, установленный в корпусе с возможностью перемещения поршень, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две камеры, приспособленный для отбора заданного количества единичных проб пробоотборник, трубопроводы и запорные элементы для образования системы гидравлических линий, связывающих упомянутый корпус с напорным трубопроводом и пробоотборником, при этом система гидравлических линий имеет участок, выполненный в виде обводной линии, приспособленной для непрерывного прохода потока текучей среды из напорного трубопровода во время отбора заданного количества единичных проб, причем первая камера посредством первой гидравлической линии с установленным на ней клапаном связана с обводной линией, а вторая камера посредством второй гидравлической линии связана с входом пробоотборника, отличающееся тем, что вторая камера посредством третьей гидравлической линии связана с обводной линией.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью удаления воздуха из первой, и/или второй, и/или третьей гидравлических линий перед отбором заданного количества единичных проб.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что выполнено с возможностью удаления воздуха из первой и/или второй камер корпуса перед отбором заданного количества единичных проб.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, одно фильтрующее средство.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пробоотборник является автоматическим пробоотборником.

6. Устройство п.1, отличающееся тем, что включает средство измерения давления.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью отсоединения корпуса от системы гидравлических линий.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен цилиндрическим.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что суммарный объем первой камеры и второй камеры, по существу, соответствует объему заданного количества единичных проб.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, одну вспомогательную емкость.

11. Устройство для отбора проб из напорного трубопровода, содержащее корпус, установленный в корпусе с возможностью перемещения поршень, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две камеры, приспособленный для отбора заданного количества единичных проб пробоотборник, трубопроводы и запорные элементы для образования системы гидравлических линий, связывающих корпус с напорным трубопроводом и пробоотборником, при этом система гидравлических линий имеет участок, выполненный в виде обводной линии, приспособленной для непрерывного прохода части потока текучей среды из напорного трубопровода во время отбора заданного количества единичных проб, причем первая камера посредством первой гидравлической линии с установленным на ней клапаном связана с обводной линией, а вторая камера посредством второй гидравлической линии связана с входом пробоотборника, отличающееся тем, что вторая камера посредством третьей гидравлической линии связана с обводной линией, а также тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один шкаф, через стенку которого пропущен, по меньшей мере, один из трубопроводов, предназначенных для образования системы гидравлических линий.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что через стенку шкафа пропущен трубопровод для второй гидравлической линии, при этом пробоотборник размещен в шкафу.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что содержит размещенную в шкафу вспомогательную емкость, причем пробоотборник гидравлически связан со вспомогательной емкостью.

14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что через стенку шкафа пропущены трубопроводы для первой и третьей гидравлических линий, при этом установленный на первой гидравлической линии клапан размещен в шкафу.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что содержит размещенную в шкафу вспомогательную емкость, причем вспомогательная емкость гидравлически связана с пробоотборником посредством вспомогательного трубопровода, который пропущен через стенку шкафа.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что корпус закреплен на стенке шкафа с возможностью его съема.

17. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит два шкафа, через стенку первого из которых пропущен трубопровод для второй гидравлической линии, а через стенку второго шкафа пропущены трубопроводы для первой и третьей гидравлических линий, при этом пробоотборник размещен в первом шкафу, а установленный на первой гидравлической линии клапан размещен во втором шкафу.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что содержит размещенную в первом шкафу первую вспомогательную емкость, гидравлически связанную с пробоотборником, и размещенную во втором шкафу вторую вспомогательную емкость, причем вторая вспомогательная емкость гидравлически связана с пробоотборником посредством вспомогательного трубопровода, который пропущен через стенки первого и второго шкафов.

19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что первый шкаф и втррой шкаф выполнены за одно целое.

20. Устройство по п.11, отличающееся тем, что выполнено с возможностью отсоединения корпуса от системы гидравлических линий.

21. Устройство по п.11, отличающееся тем, что высота упомянутого шкафа составляет, по существу, 590 мм при ширине, равной, по существу, 360 мм, и глубине, равной, по существу, 140 мм.

22. Устройство по п.11, отличающееся тем, что пробоотборник является автоматическим пробоотборником.

23. Устройство по п.11, отличающееся тем, что выполнено с возможностью удаления воздуха из первой, и/или второй, и/или третьей гидравлических линий перед отбором заданного количества единичных проб.

24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что выполнено с возможностью удаления воздуха из первой и/или второй камер перед отбором заданного количества единичных проб.

25. Устройство по п.11, отличающееся тем, что упомянутый шкаф выполнен металлическим.