Способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления Российский патент 2017 года по МПК G01N1/10 F17D3/10 

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 при неоднородном потоке жидкости основного трубопровода размещают в основном трубопроводе пробозаборное устройство щелевого типа или пробозаборное устройство в виде пробозаборных трубок с загнутыми концами, при однородном потоке жидкости в основном трубопроводе размещают пробозаборное устройство в виде одной трубки с загнутым концом независимо от диаметра трубопровода, при этом на горизонтальном участке основного трубопровода узел выхода пробозаборного устройства располагают сверху; осуществляют обвязку пробозаборного устройства с основным трубопроводом, при помощи обводной линии от основного трубопровода (эквивалентные термины: обводной трубопровод, трубопровод обводной линии) с возможностью обеспечения постоянного движения части перекачиваемой жидкости через пробозаборное устройство по обводной линии от основного трубопровода и возврата перекачиваемой части жидкости назад в основной трубопровод, при этом обводная линия может включать в себя переходы, один или более диспергаторов с размещенной в корпусе диспергаторов пробозаборной трубки с косым срезом, которые постоянно прокачивают под воздействием избыточного давления часть потока основного трубопровода через пробозаборное устройство, и последовательно соединенную с ним обводную линию от основного трубопровода при скорости жидкости на входе в пробозаборное устройство, равной средней линейной скорости жидкости в основном трубопроводе или отличающейся от нее не более чем в два раза, с применением насоса прокачки, устанавливаемого в обводной линии; соединяют обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником каналом с использованием пробозаборной и соединительных трубок, при этом они могут образовывать обводную линию от обводной линии от основного трубопровода с возможным замещением некоторой ее (обводной линии от обводной линии от основного трубопровода) части каналом в корпусе автоматического пробоотборника, осуществляют отбор пробы автоматическим пробоотборником из этого канала путем отбора точечных проб, объем которых устанавливают от 1 до 10 см³, и слива их в пробосборник до объема не менее 3000 см³ без прекращения движения в обводной линии от основного трубопровода, осуществляют ручной отбор пробы из потока обводной линии от основного трубопровода, ГОСТ 2517-85. Изменение №1. Поправка, п. 2.13, черт. 18а, черт. 18б, п. 1.5.4.5, [1].

Примечание 1. На черт. 18а), 18б), [1], кран для ручного отбор пробы и запорное устройство пробоотборника автоматического соединяются с обводной линией от основного трубопровода (в терминах п. 2.13.2.2 и 2.13.2.3 [1]) имеют соединение без пробозаборной трубки.

Известно устройство для реализации данного способа, включающее установленное в основном трубопроводе пробозаборное устройство, которое является устройством щелевого типа или устройством в виде пробозаборных трубок с загнутыми концами при неоднородном потоке жидкости основного трубопровода или которое является устройством в виде одной трубки с загнутым концом независимо от диаметра трубопровода при однородном потоке жидкости основного трубопровода, при этом на горизонтальном участке основного трубопровода узел выхода пробозаборного устройства располагают сверху; обводную линию от основного трубопровода, последовательно соединенную с пробозаборным устройством, пробозаборный элемент для ручного отбора пробы, установленный на обводной линии от основного трубопровода, - диспергатор, и/или пробозаборная трубка, и/или кран для ручного отбора пробы, - пробозаборный элемент для автоматического отбора пробы, - диспергатор и/или пробозаборная трубка, автоматический пробоотборник с соединительными трубками, при этом пробозаборная трубка и соединительные трубки могут образовывать обводную линию от обводной линии от основного трубопровода с возможным замещением некоторой ее (обводной линии от обводной линии от основного трубопровода) части каналом в корпусе автоматического пробоотборника, насос, устанавливаемый на обводной линии от основною трубопровода, пробосборник, один или два, ГОСТ 2517-85. Изменение №1. Поправка, п. 2.13, черт. 18а, 18б, [2].

Недостаток известной техники отбора проб [1-2] - ухудшение представительности отбора пробы на этапе автоматического отбора пробы. Интервал времени между отбором очередной точечной пробы исчисляется минутами, например 5 или 10 мин. За это время в соединительных трубках жидкость под воздействием силы гравитации расслаивается и состав жидкости изменяется ввиду сообщения соединительных трубок с обводной линией. Как следствие, точечная проба не соответствует по составу потоку обводной линии.

Известен способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором при неоднородном потоке жидкости основного трубопровода размещают в основном трубопроводе пробозаборное устройство щелевого типа или пробозаборное устройство в виде пробозаборных трубок с загнутыми концами, при однородном потоке жидкости в основном трубопроводе размещают пробозаборное устройство в виде одной трубки с загнутым концом независимо от диаметра трубопровода или пробозаборное устройство, которое является трубкой с косым срезом на трубопровод с условным диаметром 50 мм, при этом на горизонтальном участке основного трубопровода узел выхода пробозаборного устройства щелевого типа или в виде трубок с загнутыми концами располагают сверху, а узел выхода пробозаборного устройства в виде трубки с косым срезом располагают снизу; осуществляют обвязку пробозаборного устройства с основным трубопроводом при помощи обводной линии от основного трубопровода с составными элементами обводной линии, в частности диспергатора для подключения к нему автоматического пробоотборника, при этом обвязку осуществляют с возможностью направления части потока обводной линии от основного трубопровода через корпус автоматического пробоотборника с возвращением ее в поток обводной линии от основного трубопровода, для чего соединяют обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником каналом, - соединение производят с применением двух соединительных трубок, устанавливаемых на корпусе пробоотборника, сообщающихся между собой через полость в корпусе пробоотборника, из которой автоматический пробоотборник осуществляет отбор точечных проб, при этом свободные концы трубок соединяют; один конец соединяют через тройник с пробозаборной трубкой с косым срезом, установленной снизу в корпусе диспергатора для подключения к нему автоматического пробоотборника, другой конец соединяют с отверстием в корпусе диспергатора для подключения к нему автоматического пробоотборника, расположенным за пробозаборной трубкой с косым срезом по ходу потока обводной линии от основного трубопровода; при этом соединении пробозаборная и соединительные трубки образуют обводную линию от обводной линии от основного трубопровода, в которой часть ее замещена каналом в корпусе автоматического пробоотборника; обвязку элементов выполняют из условия увеличения перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, по сравнению с перепадом давления, создаваемого за счет скоростного напора потока обводной линии от основного трубопровода или за счет скоростного напора потока основного трубопровода, при которой трансформируют поперечное сечение потока обводной линии от основного трубопровода или основного трубопровода и за счет этого увеличивают перепад давления в канале соединяющим обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником; трансформирование сечения потока осуществляют путем размещения в съемной части обводной линии от основного трубопровода или основного трубопровода, а именно в корпусе диспергатора для подсоединения автоматического пробоотборника, дополнительного диспергатора в виде перехода, представляющего собой усеченный конус, меньшим основанием обращенный навстречу потоку, при этом дополнительный диспергатор располагают между пробозаборной трубкой с косым срезом и отверстием, выполненным в корпусе диспергатора для подсоединения автоматического пробоотборника за пробозаборной трубкой с косым срезом; осуществляют отбор пробы автоматическим пробоотборником из этого канала, когда постоянно прокачивают под воздействием избыточного давления часть потока основного трубопровода через пробозаборное устройство/пробозаборную трубку с косым срезом и последовательно соединенную с ним обводную линию от основного трубопровода с возвращением ее в основной трубопровод; отбор пробы автоматическим пробоотборником осуществляют путем отбора точечных проб, объем которых устанавливают от 1 см³ до 10 см³, и слива их в пробосборник для автоматического способа отбора пробы до объема не менее 3000 см³, осуществляют ручной отбор пробы из потока обводной линии от основного трубопровода через кран для ручного отбора пробы, установленный на обводной линии от основного трубопровода/тройнике, соединенным с пробозаборной трубкой с косым срезом. Способ отбора проб жидкости из трубопровода / Паспорт 03.004.001 ПС, совмещенный с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации. Пробоотборник автоматический «Отбор-А-Рслив» [3] (прототип способа).

Примечание 2. При эксплуатации пробоотборника автоматического «Отбор-А-Рслив» [5] в соответствии с его назначением [5], возможна эксплуатация его в соответствии с ГОСТ 2517-85 [6, 7], в частности согласно [1]. Поэтому в перечень операций [3] включены операции аналога-способа [1], перечисленные выше.

Известно устройство для реализации данного способа, включающее установленное в основном трубопроводе пробозаборное устройство, которое является устройством щелевого типа или устройством в виде пробозаборных трубок с загнутыми концами при неоднородном потоке жидкости основного трубопровода или которое является устройством в виде одной трубки с загнутым концом независимо от диаметра трубопровода при однородном потоке жидкости основного трубопровода, или пробозаборное устройство является трубкой с косым срезом на трубопровод с условным диаметром 50 мм, при этом на горизонтальном участке основного трубопровода узел выхода пробозаборного устройства щелевого типа или в виде трубок с загнутыми концами располагают сверху, а узел выхода пробозаборного устройства в виде трубки с косым срезом располагают снизу; пробозаборное устройство может быть установлено на съемном/несъемном участке основного трубопровода; последовательно соединенную с пробозаборным устройством обводную линию от основного трубопровода с диаметром условного прохода 50 мм, в съемную часть которой входит диспергатор для монтажа автоматического пробоотборника, в корпусе которого устанавливаются:

сужающее устройство, - диспергатор в виде усеченного конуса, - меньшим основанием обращенным навстречу потоку, применяемый в качестве элемента для увеличения перепада давления в соединительных трубках автоматического пробоотборника, соединяющих обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником,

и пробозаборный элемент для автоматического отбора пробы в виде пробозаборной трубки с косым срезом, которая устанавливается снизу;

к последней через тройник подсоединяется соединительная трубка, соединяющая полость в корпусе автоматического пробоотборника, из которого автоматическим пробоотборником осуществляется отбор точечных проб; полость в корпусе автоматического пробоотборника через вторую соединительную трубку подсоединяется к отверстию, выполненному в корпусе диспергатора для подсоединения автоматического пробоотборника за пробозаборной трубкой с косым срезом по ходу потока обводной линии от основного трубопровода; при этом соединении пробозаборная и соединительные трубки образуют обводную линию - канал - от обводной линии от основного трубопровода, в которой часть ее замещена каналом в корпусе автоматического пробоотборника, а дополнительный диспергатор устанавливается за пробозаборным элементом для автоматического отбора пробы по ходу потока обводной линии от основного трубопровода из условия увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического отбора пробы или когда пробозаборное устройство является одновременно пробозаборным элементом для автоматического отбора пробы, диспергатор на участке отбора пробы установлен из условия увеличения перепада давления на пробозаборном устройстве;

пробозаборный элемент для ручного отбора пробы - кран для ручного отбора пробы, установленный на обводной линии от основного трубопровода из условия увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического отбора пробы, за пробозаборным элементом для автоматического отбора пробы по ходу потока обводной линии от основного трубопровода (примечание, поток обводной линии представляет собой две части: одна направляется через корпус автоматического пробоотборника, а другая направляется через диспергатор для подсоединения автоматического пробоотборника), а именно кран, для ручного отбора пробы устанавливается на обводной линии о основного трубопровода или тройнике, установленным на пробозаборном элементе для автоматического отбора пробы; пробосборник (примечание, эквивалентный термин для пробосборника - пробоприемник), состоящий из двух баллонов, блок программного управления, монтажный комплект автоматического пробоотборника, в который могут также входить любые из перечисленных признаков устройства, помимо автоматического пробоотборника для применения автоматического пробоотборника по его прямому назначению (осуществлению отбора пробы в полном соответствие со способом отбора пробы жидкости из трубопроводов [1]). Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода / Паспорт 03.004.001 ПС, совмещенный с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации. Пробоотборник автоматический «Отбор-А-Рслив» [3] (прототип устройства).

Примечание 3. Пробоотборник автоматический «Отбор-А-Рслив» [5], при эксплуатации в соответствии с ГОСТ 2517-85, [6-7], в частности в соответствии с [1], может работать только в составе устройства [2], без него пробоотборник автоматический «Отбор-А-Рслив» [5] не может эксплуатироваться в соответствии с ГОСТ 2517-85 [1], [6-7]. Поэтому, поскольку рассматривается случай работы пробоотборника автоматического «Отбор-А-Рслив» [5] в соответствие с ГОСТ 2517 [1], в него включены признаки устройства ГОСТ 2517-85 [2].

Недостатки известных технологии и техники отбора проб [3-4].

Для анализа известной техники [3-4] воспользуемся гидравлической схемой устройства-прототипа [4], представленной на фиг. 1, в которой входящие в нее элементы имеют следующее обозначение: съемный участок 1 обводной линии 2 от основного трубопровода 3; съемный участок 1 представляет собой катушку в виде трубки Вентури с переменным сечением (диспергатор для подключения к нему автоматического пробоотборника), пробозаборное устройство 4, установленное в основном трубопроводе 3, обводную линию 2 от основного трубопровода 3, последовательно соединенную с пробозаборным устройством 4; пробозаборный элемент для автоматического отбора пробы в виде пробозаборной трубки 5, которая установлена снизу в съемной части 1 обводной линии 2 от основного трубопровода 3; соединительную трубку 6, которая соединяет между собой автоматический пробоотборник 7 и пробозаборную трубку 5; соединительную трубку 8, которая с соединительной трубкой 6 и одной из ветвей разветвленного канала 9 в корпусе автоматического пробоотборника 7 образуют обводную линию 10 от обводной линии 2 от основного трубопровода 3; диспергатор 11 (дополнительный), применяемый в качестве элемента для увеличения перепада давления на пробозаборной трубке 5 и в соединительных трубках 6 и 8 автоматического пробоотборника 7, диспергатор 11 устанавливается в съемной части 1 обводной линии 2 между пробозаборной трубкой 5 и концом соединительной трубки 8, расположенным на съемном участке 1 обводной линии 2 за пробозаборной трубкой 5 по ходу потока обводной линии 2 от основного трубопровода 3, пробозаборный элемент для ручного отбора пробы - кран 12 для ручного отбора пробы, устанавливаемый по ходу потока обводной линии 10 на тройнике 13 соединительной трубки 6 после пробозаборного элемента для автоматического отбора пробы, то есть после пробозаборной трубки 5; пробосборники 14 и 15, насос 16, устанавливаемый на обводной линии 2 от основного трубопровода 3. С целью увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического отбора пробы в известных решениях [3-4] применяется устройство (сужающее устройство) - диспергатор 11 (сужение сечения приводит к диспергированию, то есть, сужающее устройство это частный случай исполнения диспергатора), которое сужает проходное сечение трубопровода (обводной линии от основного трубопровода); диспергатор 11 расположен в корпусе съемной части 1 (диспергатора для монтажа автоматического пробоотборника). Конфигурация диспергатора 11 представляет собой усеченный конус (переход), при этом меньшее основание обращено навстречу потоку. Это приводит к тому, что вокруг конуса возникает карман, где происходит увеличение концентрации примесей (капли воды, мехпримеси, другие включения), что приводит к изменению состава потока в зоне отбора жидкости, что противоречит п. 1.5.4.5 нормативного документа (он же аналог) [1]. Как следствие, ухудшается представительность пробы, отбираемой согласно известны решениям [3-4].

Техническим результатом данного изобретения является повышение представительности пробы.

Для достижения технического результата в способе отбора проб жидкости из трубопровода, при котором в основном трубопроводе размещают пробозаборное устройство,

осуществляют обвязку пробозаборного устройства с основным трубопроводом при помощи обводной линии от основного трубопровода,

прокачивают под воздействием избыточного давления часть потока основного трубопровода через пробозаборное устройство и последовательно соединенную с ним обводную линию от основного трубопровода,

соединяют обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником каналом,

обвязку элементов выполняют из условия увеличения перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, по сравнению с перепадом давления, создаваемого за счет скоростного напора потока обводной линии от основного трубопровода или за счет скоростного напора потока основного трубопровода,

осуществляют отбор пробы автоматическим пробоотборником из этого канала,

осуществляют ручной отбор пробы из потока обводной линии от основного трубопровода, согласно изобретению обвязку элементов из условия увеличения перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, выполняют из условия, чтобы формируемое при этом трансформирование поперечного сечения потока или его части на участке отбора пробы происходило при условии, чтобы при горизонтальном направлении хода жидкости средняя их ширина его была меньше средней высоты, а при вертикальном направлении хода жидкости, чтобы площадь их поперечного сечения потока уменьшалась по ходу движения жидкости.

В заявляемом способе отличительным признаком является признак: обвязку элементов из условия увеличения перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, выполняют из условия, чтобы формируемое при этом трансформирование поперечного сечения потока или его части на участке отбора пробы - участок основного трубопровода с контуром отбора пробы (пробозаборное устройство с обводной линией от основного трубопровода с размещенными на ней элементами; контур отбора пробы может быть размещен на съемном участке основного трубопровода), происходило при условии, чтобы при горизонтальном направлении хода жидкости (потока) средняя их ширина была меньше их средней высоты, а при вертикальном направлении хода жидкости (потока) чтобы площадь их поперечного сечения уменьшалась по ходу движения жидкости (потока), в частности, трансформирование сечения потока осуществляют размещением элемента в трубопроводе, обеспечивающего соответствующую трансформацию сечения потока из условия увеличения перепада давления в канале, связывающего обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником. Это обеспечивает избыточный перепад давления и увеличение перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, но при этом трансформировании сечения потока не происходит изменение состава потока, а значит, в канал, связывающий обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, будет поступать идентичная по составу часть потока обводной линии от основного трубопровода (примечание, обводная линия от основного трубопровода предназначена для перекачки части потока основного трубопровода, соответственно, обводная линия от обводной линии от основного трубопровода предназначена для перекачки части потока обводной линии от основного трубопровода). Это отличает заявляемое решение от прототипа [3] - этим устраняется карман в области размещения элемента для создания избыточного перепада давления в обводной линии. В результате осуществления совокупности операций, составляющих общие и отличительные признаки при реализации заявляемого способа, повышается представительность пробы, что обеспечивает более высокое ее качество, нежели при реализации способа-прототипа [3].

Таким образом, осуществление операций общих признаков заявляемого способа вместе с операциями отличительных признаков позволит, по сравнению со способом прототипом [3], повысить представительность пробы.

Применение заявляемого способа позволит осуществлять представительный отбор пробы, сократить потери жидкости при учетных операциях.

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое включает:

установленное в основном трубопроводе пробозаборное устройство;

обводную линию от основного трубопровода, последовательно соединенную с пробозаборным устройством;

диспергатор,

пробозаборный элемент для ручного отбора пробы;

пробозаборный элемент для автоматического отбора пробы;

пробосборник,

при этом диспергатор и пробозаборный элемент для ручного отбора пробы установлены за пробозаборным элементом для автоматического отбора пробы по ходу потока обводной линии от основного трубопровода из условия увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического отбора пробы или когда пробозаборное устройство является одновременно пробозаборным элементом для автоматического отбора пробы, диспергатор на участке отбора пробы установлен из условия увеличения перепада давления на пробозаборном устройстве,

согласно изобретению диспергатор, применяемый в качестве элемента для увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического обора пробы, выполняют с изменяющейся конфигурацией сечения по ходу потока, при котором его изготавливают из условий, чтобы на горизонтальном участке трубопровода средняя ширина проходного сечения трубопровода в горизонтальной плоскости была меньше средней высоты проходного сечения трубопровода в вертикальной плоскости, а на вертикальном участке трубопровода чтобы площадь сечения прохода по ходу движения потока уменьшалась.

В заявляемом устройстве отличительный признак - диспергатор, применяемый в качестве элемента для увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического обора пробы, выполняют с изменяющейся конфигурацией сечения по ходу потока, при котором его изготавливают из условий, чтобы на горизонтальном участке трубопровода средняя ширина проходного сечения трубопровода в горизонтальной плоскости была меньше средней высоты проходного сечения трубопровода в вертикальной плоскости, а на вертикальном участке трубопровода чтобы площадь сечения прохода по ходу движения потока уменьшалась.

Благодаря этому отличительному признаку при отборе пробы с применением заявляемого устройства, в отличие от прототипа [4], не происходит изменение состава потока обводной линии от основного трубопровода в зоне отбора пробы, в частности при снижении скорости потока обводной линии от основного трубопровода.

В результате применение заявляемого устройства обеспечивает отбор более представительной пробы, нежели пробы, полученной устройством-прототипом [4].

Таким образом, заявляемое устройство благодаря его отличительным признакам позволит осуществлять отбор более представительный пробы (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.

В основном трубопроводе, по которому транспортируют жидкость,

размещают пробозаборное устройство;

осуществляют обвязку пробозаборного устройства с основным трубопроводом при помощи обводной линии от основного трубопровода,

прокачивают под воздействием избыточного давления часть потока основного трубопровода через пробозаборное устройство и последовательно соединенную с ним обводную линию от основного трубопровода,

соединяют обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником каналом,

обвязку элементов из условия увеличения перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, выполняют из условия, чтобы формируемое при этом трансформирование поперечного сечения потока или его части на участке отбора пробы происходило при условии, чтобы при горизонтальном направлении хода жидкости средняя их ширина его была меньше средней высоты, а при вертикальном направлении хода жидкости чтобы площадь их поперечного сечения потока уменьшалась по ходу движения жидкости

осуществляют отбор пробы автоматическим пробоотборником из этого капала,

осуществляют ручной отбор пробы из потока обводной линии от основного трубопровода. Отобранную в пробосборник пробу направляют на анализ - определение относительного содержания балласта в пробе.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг. 2 представлен один из вариантов заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода, на фиг. 3 - вид диспергатора, применяемого в качестве элемента для увеличения перепада давления в соединительных трубках автоматического пробоотборника со стороны набегающего на него потока, когда съемный участок 1 обводной линии горизонтальный, 4 - вид диспергатора, применяемого в качестве элемента для увеличения перепада давления в соединительных трубках автоматического пробоотборника со стороны набегающего на него потока, когда съемный участок 1 обводной линии вертикальный. На фиг. 3 и 4 внутренняя поверхность диспергатора 11 тонирована.

Устройство, фиг. 2, включает, см. также фиг. 3:

съемный участок 1 обводной линии 2 от основного трубопровода 3; съемный участок 1 представляет собой катушку в виде трубки Вентури с переменным сечением; пробозаборное устройство 4, установленное в основном трубопроводе 3; обводную линию 2 от основного трубопровода 3, последовательно соединенную с пробозаборным устройством 4; пробозаборный элемент для автоматического отбора пробы в виде пробозаборной трубки 5, которая установлена снизу в съемной части 1 обводной линии 2 от основного трубопровода 3; соединительную трубку 6, которая соединяет между собой автоматический пробоотборник 7 и пробозаборную трубку 5; соединительную трубку 8, которая с соединительной трубкой 6 и одной из ветвей разветвленного канала 9 в корпусе автоматического пробоотборника 7 образуют обводную линию 10 от обводной линии 2 от основного трубопровода 3;

диспергатор 11 (см. фиг. 2-3), применяемый в качестве элемента для увеличения перепада давления на пробозабориой трубке 5 и в соединительных трубках 6 и 8 автоматического пробоотборника 7, - диспергатор 11, устанавливается в съемной части 1 обводной линии 2 между пробозаборной трубкой 5 и концом соединительной трубки 8, расположенным на съемном участке 1 обводной линии 2 за пробозаборной трубкой 5 по ходу потока обводной линии 2 от основного трубопровода 3, пробозаборный элемент для ручного отбора пробы, - кран 12 для ручного отбора пробы, устанавливаемый по ходу потока обводной линии 10 на тройнике 13 соединительной трубки 6, после пробозаборного элемента для автоматического отбора пробы, то есть после пробозаборной трубки 5; пробосборники 14 и 15.

Устройство комплектуется также насосом 16, устанавливаемым на обводной линии 2 от основного трубопровода 3.

Заявляемое устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг. 2, предназначено для отбора пробы жидкости из потока основного трубопровода 2 при помощи автоматического пробоотборника 7, устанавливаемого на съемном участке 1 обводной линии 2 от основного трубопровода 3 с использованием пробозаборной 5 и соединительных трубок 6 и 8; съемный участок 1 обводной линии 2 от основного трубопровода 3 служит также для перемешивания проходящего через него потока жидкости. Последовательно соединенные пробозаборное устройство 4 и обводная линия 2 от основного трубопровода 3 предназначены для постоянной прокачки через них части потока основного трубопровода 2. Пробозаборная трубка 5, соединительные трубки 6, 8, и одна из ветвей разветвленного канала 9 в корпусе автоматического пробоотборника 7, которая соединяет трубки 6 и 8, образуют обводную линию 10 от обводной линии 2 от основного трубопровода 3 для постоянной прокачки части потока через пробозаборную трубку 5 и обводную линию 10. Другая часть разветвленного канала 9 связывает автоматический пробоотборник 7 с обводной линией 10, из которого автоматический пробоотборник 7 осуществляет отбор точечных проб, направляемых в пробосборник 15. Диспергатор 11 предназначен для увеличения перепада давления в канале, образуемым обводной линией 10, то есть на пробозаборной трубке 5, в соединительных трубках 6 и 8, канале 9. Кран 12 предназначен для отбора пробы ручным способом. Пробосборник 14 служит емкостью (пробоприемником), в которую отбирают пробу через кран 12 для ручного отбора пробы, пробосборник 15 - емкостью для отбора пробы автоматическим способом при помощи автоматического пробоотборника 7. Насос 16 предназначен для постоянной перекачки части потока основного трубопровода 3 через пробозаборную устройство 3 по обводной линии 2 от основного трубопровода 3.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода фиг. 2 работает следующим образом.

Часть потока жидкости из основного трубопровода 2 под воздействием избыточного давления, создаваемого насосом 16, постоянно прокачивается через пробозаборное устройство 4 и последовательно соединенную с ним обводную линию 2 от основного трубопровода 3. На съемном участке 1 обводной линии 2 от основного трубопровода 3 поток подвергается перемешиванию вследствие переменного сечения участка 1 и выполнению его в виде трубки Вентури. При этом происходит трансформирование сечения потока при прохождении им диспергатора 11. В результате трансформирования сечения потока обводной линии 2 от основного трубопровода 3 в канале, сформированным обводной линией 10, увеличивается перепад давления, при этом увеличивается перепад давления между входом на пробозаборной трубке 5 и выходом соединительной трубки 8, что обеспечивает постоянное движение жидкости по обводной линии 10. При этом, ввиду того, что диспергатор 11 (см. фиг 2-3), применяемый в качестве элемента для увеличения перепада давления в трубках пробозаборной 5 и соединительных 6, 8, выполняют с изменяющейся конфигурацией сечения по ходу потока, при котором на горизонтальном участке трубопровода диспергатор 11 изготавливают из условия, чтобы средняя ширина проходного сечения трубопровода в горизонтальной плоскости была меньше средней высоты проходного сечения трубопровода в вертикальной плоскости, на вертикальном участке трубопровода диспергатор 11 изготавливают из условия, чтобы площадь сечения прохода по ходу движения потока уменьшалась, исключается возникновение карманов в зоне расположения диспергатора 11 и поэтому состав потока в зоне расположения пробозаборной трубки 5 не подвержен изменению. В результате потоки жидкости в обводной линии 10 и обводной линии 2 от основного трубопровода 3 на съемном участке 1 представляют собой адекватные по составу части потока обводной линии 2 от основного трубопровода 3. Как следствие, проба, отобранная в пробосборники 14 и 15 ручным или автоматическим способом при помощи устройства фиг. 2, характеризуется высоким качеством.

Для испытаний было использовано устройство для отбора проб жидкости из трубопровода фиг. 2 с приводимыми ниже расчетными параметрами.

Внутренний диаметр трубопроводов, основного 3 и обводной линии 2, 49 мм. Транспортируемая по трубопроводу 3 жидкость - машинное масло с содержанием воды 3 об%. Выход диспергатора 11 (по ходу потока) был эллиптическим при горизонтальном расположении съемного участка 1 обводной линии 2 и в форме окружности при горизонтальном расположении съемного участка 1 обводной линии 2. Диаметр по горизонтали диспергатора 11 со стороны выхода (по ходу потока) был в 10 раз меньше диаметра по вертикали при горизонтальном расположении съемного участка 1 обводной линии 2, фиг. 3. При вертикальном расположении съемного участка 1 обводной линии 2 поток был восходящим, а диаметр выхода диспергатора 11 был в 4 раза меньше диаметра входа, фиг. 4. Расход потока в основном трубопроводе составлял 0,5 м³/ч.

Сравнительные испытания заявляемых способа и устройства отбора проб жидкости из трубопровода были проведены с использованием способа отбора проб [3] и устройства отбора проб [4], фиг. 1. При этом съемный участок 1 устройства [4] устанавливался на горизонтальном участке обводной линии 2 от основного трубопровода 3.

Сравнительные испытания показали, что содержание воды в пробе, отобранной с применением способа и устройства [3-4], превышало фактическое на 15-21%, а содержание воды в пробе, отобранной при помощи заявляемых решений, не превосходило 3% независимо от расположения съемного участка 1, фиг. 2 и изменения при этом конфигурации диспергатора 11, фиг. 3-4. Эти данные экспериментов подтверждают выводы ранее проведенного анализа известной техники [3-4], что применяемый в ней диспергатор 11 в виде перехода меньшим основанием обращенным навстречу потоку в обводной линии 2 от основного трубопровода 3 препятствует свободному ходу потока, изменяет эпюру распределения скоростей в поперечном сечении потока, формирует застойные зоны вблизи зоны отбора пробы, где накапливаются капли воды. Это оказывает отрицательное влияние на представительность отбираемой пробы с применением известной техники отбора пробы [3-4]. Напротив, применение диспергатора 11 в полном соответствии с отличительными признаками заявляемой техники отбора пробы позволяет исключить изменение состава потока в зоне отбора пробыв и тем обеспечить более высокую представительность пробы. При этом, если ограничиться участком схемы отбора, фиг. 2, а именно за основной трубопровод принять обводную линию 2, а за обводную линию 10 - пробозаборное устройство 4, и основной трубопровод 3 исключить из схемы, то результаты испытаний будут означать случай, когда диспергатор 11 установлен в основном трубопроводе. Выводы при этом, совершенно очевидно, останутся прежними.

Таким образом, данные сравнительных испытаний подтверждают, что при отборе пробы из потока трубопровода по заявляемому способу и устройству, она будет характеризоваться более высоким качеством, нежели проба, отобранная с применением известной техники [3-4].

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.

Литература

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода / ГОСТ 2517-85. Изменение №1. Поправка, п. 2.13, черт. 18а, черт. 18б, п. 1.5.4.5, [1].

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода / ГОСТ 2517-85. Изменение №1. Поправка, п. 2.13, черт. 18а, черт. 18б, п. 1.5.4.5. [1].

3. Способ отбора проб жидкости из трубопровода / Паспорт ИКБ 03.004.001ПС, совмещенный с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации. Пробоотборник автоматический «Отбор-А-Рслив».

4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода / Паспорт ИКБ 03.004.001ПС, совмещенный с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации. Пробоотборник автоматический «Отбор-А-Рслив».

Группа изобретений 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. Устройство включает установленное в основном трубопроводе пробозаборное устройство, обводную линию от основного трубопровода, пробозаборный элемент для автоматического отбора пробы, диспергатор, пробозаборный элемент для ручного отбора пробы, пробосборник. Обводная линия последовательно соединена с пробозаборным устройством. При этом диспергатор и пробозаборный элемент для ручного отбора пробы установлены за пробозаборным элементом для автоматическою отбора пробы по ходу потока обводной линии от основного трубопровода из условия увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического отбора пробы. Когда пробозаборное устройство является одновременно пробозаборной трубкой для автоматического отбора пробы, диспергатор на участке отбора пробы установлен из условия увеличения перепада давления на пробозаборном устройстве. Диспергатор применяется в качестве элемента для увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического обора пробы. Диспергатор выполняют с изменяющейся конфигурацией сечения по ходу потока при условии, чтобы на горизонтальном участке трубопровода средняя ширина проходного сечения трубопровода в горизонтальной плоскости была меньше средней высоты проходного сечения трубопровода в вертикальной плоскости, а на вертикальном участке трубопровода, чтобы площадь сечения прохода по ходу движения потока уменьшалась. Осуществляют обвязку пробозаборного устройства с основным трубопроводом при помощи обводной линии от основного трубопровода. Прокачивают под воздействием избыточного давления часть потока основного трубопровода через пробозаборное устройство и последовательно соединенную с ним обводную линию от основного трубопровода. Соединяют обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником каналом и пробозаборным элементом. Устанавливают диспергатор и пробозаборный элемент для ручного отбора пробы за пробозаборным элементом для автоматического отбора пробы по ходу потока обводной линии от основного трубопровода. Обвязку элементов выполняют из условия увеличения перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, по сравнению с перепадом давления, создаваемого за счет скоростного напора потока обводной линии от основного трубопровода или за счет скоростного напора потока основного трубопровода. Осуществляют отбор пробы автоматическим пробоотборником из этого канала. Осуществляют ручной отбор пробы из потока обводной линии от основного трубопровода. Обвязку элементов выполняют с формируемым трансформированием поперечного сечения потока или его части на участке отбора пробы. Обеспечивается высокая точность при количественном и качественном учете перекачиваемой по трубопроводу жидкости, проводимому по совокупности параметров. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором в основном трубопроводе размещают пробозаборное устройство, осуществляют обвязку пробозаборного устройства с основным трубопроводом при помощи обводной линии от основного трубопровода, прокачивают под воздействием избыточного давления часть потока основного трубопровода через пробозаборное устройство и последовательно соединенную с ним обводную линию от основного трубопровода, соединяют обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником каналом и пробозаборным элементом, устанавливают диспергатор и пробозаборный элемент для ручного отбора пробы за пробозаборным элементом для автоматического отбора пробы по ходу потока обводной линии от основного трубопровода, обвязку элементов выполняют из условия увеличения перепада давления в канале, связывающем обводную линию от основного трубопровода с автоматическим пробоотборником, по сравнению с перепадом давления, создаваемого за счет скоростного напора потока обводной линии от основного трубопровода или за счет скоростного напора потока основного трубопровода осуществляют отбор пробы автоматическим пробоотборником из этого канала, осуществляют ручной отбор пробы из потока обводной линии от основного трубопровода, отличающийся тем, что обвязку элементов выполняют с формируемым трансформированием поперечного сечения потока или его части на участке отбора пробы при условии, чтобы при горизонтальном направлении хода жидкости средняя ширина проходного сечения трубопровода в горизонтальной плоскости была меньше средней высоты проходного сечения трубопровода в вертикальной плоскости, а при вертикальном направлении хода жидкости площадь поперечного сечения прохода потока или его части уменьшалась по ходу движения жидкости.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, которое включает: установленное в основном трубопроводе пробозаборное устройство; обводную линию от основною трубопровода, последовательно соединенную с пробозаборным устройством; пробозаборный элемент для автоматического отбора пробы; диспергатор, пробозаборный элемент для ручного отбора пробы; пробосборник; при этом диспергатор и пробозаборный элемент для ручного отбора пробы установлены за пробозаборным элементом для автоматическою отбора пробы по ходу потока обводной линии от основного трубопровода из условия увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического отбора пробы или, когда пробозаборное устройство является одновременно пробозаборной трубкой для автоматическою отбора пробы, диспергатор на участке отбора пробы установлен из условия увеличения перепада давления на пробозаборном устройстве, отличающееся тем, что диспергатор, применяемый в качестве элемента для увеличения перепада давления на пробозаборном элементе для автоматического обора пробы, выполняют с изменяющейся конфигурацией сечения по ходу потока при условии, чтобы на горизонтальном участке трубопровода средняя ширина проходного сечения трубопровода в горизонтальной плоскости была меньше средней высоты проходного сечения трубопровода в вертикальной плоскости, а на вертикальном участке трубопровода, чтобы площадь сечения прохода по ходу движения потока уменьшалась.