BR102019002749B1 - SAMPLER FOR COLLECTION OF LIQUID AND SOLIDS SAMPLES - Google Patents
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Abstract
amostrador para coleta de amostras de líquido e sólidos a presente invenção está relacionada a dispositivos de coleta de amostras de líquidos. nesse cenário, a presente invenção provê um amostrador para coleta de amostras de líquido e sólidos que compreende uma pluralidade de hastes interligadas (13,15) por elementos de engate rápido (1,3) e um elemento inferior (14) adaptado para realizar uma coleta de amostra de liquido ou sólido.sampler for collecting liquid and solid samples The present invention relates to liquid sample collection devices. In this scenario, the present invention provides a sampler for collecting liquid and solid samples that comprises a plurality of interconnected rods (13,15) by quick coupling elements (1,3) and a lower element (14) adapted to perform a collecting a liquid or solid sample.
Description
[0001] A presente invenção está relacionada a tecnologias de inspeção, materiais, equipamentos e corrosão. Mais particularmente, a presente invenção está relacionada a um amostrador para coleta de borra em tanques de armazenamento de petróleo.[0001] The present invention is related to inspection technologies, materials, equipment and corrosion. More particularly, the present invention relates to a sampler for collecting sludge in petroleum storage tanks.
[0002] A invenção está relacionada à atividade de coletar amostras de borra em tanques de armazenamento de petróleo em múltiplas profundidades, em distribuições homogêneas ou não, através de acessos do teto do reservatório com aberturas convencionais e não convencionais. Esta atividade é necessária para correta caracterização e destinação da borra de petróleo durante o processo de limpeza do tanque.[0002] The invention is related to the activity of collecting sludge samples in oil storage tanks at multiple depths, in homogeneous distributions or not, through accesses from the reservoir roof with conventional and unconventional openings. This activity is necessary for the correct characterization and disposal of oil sludge during the tank cleaning process.
[0003] Tal atividade tem o objetivo de avaliar o volume total de borra dentro do tanque usando a mesma operação de coleta de amostra dos sedimentos no intuito de estimar adequadamente os procedimentos de manutenção e limpeza do tanque. A ferramenta (amostrador) que realiza tal atividade deve ser ergonômica, com capacidade de utilização e montagem fácil e rápida por um operador.[0003] Such activity aims to evaluate the total volume of sludge inside the tank using the same sediment sample collection operation in order to adequately estimate the tank's maintenance and cleaning procedures. The tool (sampler) that performs this activity must be ergonomic, capable of easy and quick use and assembly by an operator.
[0004] Em adição, em razão dos solventes e hidrocarbonetos, a ferramenta deve ter resistência química à exposição ao petróleo e seus derivados. A utilização da ferramenta deve ter provisões de segurança que evitem que a mesma caia dentro do tanque.[0004] In addition, due to solvents and hydrocarbons, the tool must have chemical resistance to exposure to petroleum and its derivatives. The use of the tool must have safety provisions that prevent it from falling into the tank.
[0005] Ao extrair a ferramenta do tanque, a mesma fica com sua superfície contaminada por resíduos de petróleo, ou outro conteúdo, presentes no tanque, sendo necessário realizar uma limpeza a fim de evitar a contaminação do teto do tanque por onde os operadores circulam.[0005] When extracting the tool from the tank, its surface is contaminated by petroleum residues, or other content, present in the tank, making it necessary to clean it in order to avoid contaminating the roof of the tank where operators circulate. .
[0006] Através das técnicas convencionais de amostragem, atualmente é inserido um equipamento incapaz de penetrar na borra controladamente, portanto não havendo o monitoramento da profundidade nem de coleta de amostra para a caracterização química em diferentes alturas. Assim, não é possível dizer com precisão as parcelas dos diferentes tipos de borra.[0006] Through conventional sampling techniques, equipment is currently inserted that is unable to penetrate the sludge in a controlled manner, therefore there is no depth monitoring or sample collection for chemical characterization at different heights. Therefore, it is not possible to say precisely the proportions of different types of sludge.
[0007] A medição do nível de borra pode ser executada mecanicamente pela introdução de uma régua ou trena por pontos de acesso no teto do tanque ou por métodos mais sofisticados como ultrassom ou aquisição de imagens de infravermelho do perímetro do tanque. Essas medições são usadas para interpolação da superfície de borra e consequente cálculo do volume de resíduo incluso no interior do tanque.[0007] Sludge level measurement can be performed mechanically by introducing a ruler or tape measure through access points on the tank roof or by more sophisticated methods such as ultrasound or infrared image acquisition of the tank perimeter. These measurements are used to interpolate the sludge surface and consequently calculate the volume of residue included inside the tank.
[0008] No entanto essas técnicas não permitem a obtenção de amostras da borra necessárias para caracterizar quimicamente o sedimento. Através dos métodos convencionais só é possível estimar a quantidade de borra no fundo dos tanques de petróleo e não realizar afirmações sobre a sua composição, dificultando assim, a limpeza dos mesmos.[0008] However, these techniques do not allow obtaining samples of the sludge necessary to chemically characterize the sediment. Using conventional methods, it is only possible to estimate the amount of sludge at the bottom of oil tanks and not make statements about its composition, thus making cleaning them difficult.
[0009] Ainda, as ferramentas já contam com a ergonomia e com resistência química à hidrocarbonetos e solventes necessárias para operação, porém é usada mais de uma ferramenta para a medição e caracterização da borra.[0009] Furthermore, the tools already have the ergonomics and chemical resistance to hydrocarbons and solvents necessary for operation, but more than one tool is used to measure and characterize the sludge.
[0010] Por fim, as ferramentas para medição e coleta de borra dependem dos cuidados do operador para evitar que perda do equipamento no interior dos tanques de petróleo, não havendo sistema de segurança específico que evite esse tipo de acidentes, podendo causar perda do equipamento e danos nos tanques.[0010] Finally, the tools for measuring and collecting sludge depend on the operator's care to prevent loss of equipment inside oil tanks, as there is no specific safety system that prevents this type of accident, which can cause loss of equipment. and damage to tanks.
[0011] Alguns documentos do estado da técnica são direcionados a estes equipamentos como será listado a seguir.[0011] Some prior art documents are directed to this equipment as will be listed below.
[0012] O documento US5408890A revela um dispositivo portátil para amostragem de amostras pequenas a partir de um recipiente grande, em que o dispositivo é montado na válvula do recipiente e tem o amostrador abaixado e recuperado, e a amostra é transferida para o recipiente removível para o local da análise.[0012] Document US5408890A discloses a portable device for sampling small samples from a large container, wherein the device is mounted on the valve of the container and has the sampler lowered and retrieved, and the sample is transferred to the removable container for the location of the analysis.
[0013] O documento US20050183520A1 revela um método e aparelho para amostragem manual de uma fonte de fluido em um poço, compreendendo o ato de abaixar um tubo contendo recipientes e tampas de contêiner (amostrador) em um fluido no poço para permitir que o dito fluido passe do poço para dentro do tubo para encher pelo menos uma porção do tubo, de tal modo que os recipientes e as tampas do recipiente ficam submersos no fluido, recuperar o tubo, e fechar os recipientes com as tampas do recipiente enquanto ainda estão submersos no fluido.[0013] Document US20050183520A1 discloses a method and apparatus for manually sampling a source of fluid in a well, comprising the act of lowering a tube containing containers and container lids (sampler) into a fluid in the well to allow said fluid pass from the well into the tube to fill at least a portion of the tube such that the containers and container lids are submerged in the fluid, recover the tube, and close the containers with the container lids while still submerged in the fluid. fluid.
[0014] O documento US8429986B2 revela um aparelho para amostragem de água subterrânea usando um acoplador hidráulico que compreende um tubo de amostragem de água com uma extremidade superior conectada a um segundo soquete em uma única unidade e uma extremidade inferior conectada a um primeiro plugue em uma única unidade e um tubo de revestimento central.[0014] Document US8429986B2 discloses an apparatus for sampling groundwater using a hydraulic coupler comprising a water sampling tube with an upper end connected to a second socket in a single unit and a lower end connected to a first plug in a single unit and a central casing tube.
[0015] O documento KR896979B1 revela um amostrador de água que utiliza um peso compreendendo: uma parte de controle com um cilindro; uma parte de amostragem de água na qual uma parte de injeção de amostra é formada; uma parte móvel com uma extremidade inserida na parte de controle; uma parte de recolha com um depósito de água no qual a amostra emitida a partir da agulha é armazenada; e um peso pendurado em um anel de conexão formado em uma extremidade da parte de coleta.[0015] Document KR896979B1 discloses a water sampler that uses a weight comprising: a control part with a cylinder; a water sampling part in which a sample injection part is formed; a movable part with an end inserted into the control part; a collection part with a water tank in which the sample emitted from the needle is stored; and a weight hanging from a connecting ring formed at one end of the collecting part.
[0016] O documento US6058790A revela um tubo amostrador de líquido de forma cilíndrica sanfonada formado ao longo de uma extensão predeterminada do seu corpo principal de modo que o tubo amostrador pode ser encurtado quando em armazenamento ou em transporte e retornado ao seu comprimento inicial quando pronto para uso. O encurtamento do tubo amostrador líquido permite que um número maior de tubos amostradores líquidos ocupem um determinado espaço em relação ao número de tubos amostradores líquidos de comprimento padrão, não encurtado.[0016] Document US6058790A discloses a cylindrical accordion-shaped liquid sampling tube formed along a predetermined length of its main body so that the sampling tube can be shortened when in storage or transportation and returned to its initial length when ready For use. Shortening the liquid sampler tube allows a greater number of liquid sampler tubes to occupy a given space relative to the number of standard-length, unshortened liquid sampler tubes.
[0017] O documento US6481300B1 revela um amostrador de coleta de fluido que envolve o uso de amostrador com tubo compreendendo material flexível, válvula de retenção e compartimento de balastro com compensação de flutuabilidade.[0017] Document US6481300B1 discloses a fluid collection sampler that involves the use of a sampler with a tube comprising flexible material, a check valve and a ballast compartment with buoyancy compensation.
[0018] O documento US5452620A revela uma válvula de amostrador para uso com um dispositivo de amostragem com um tubo de amostragem e uma esfera de amostragem para fechar uma extremidade do tubo do amostrador que é adaptado para entrar em um tanque para obter uma amostra do conteúdo do tanque, incluindo um alojamento e uma esfera rotativa tendo uma abertura central para receber e fazer com que o tubo amostrador passe através dela; a esfera rotativa coopera com a esfera de amostragem para o seu movimento para longe de uma extremidade do tubo de amostragem para permitir que o fluido saia do mesmo; e uma saída para retirar o líquido.[0018] Document US5452620A discloses a sampler valve for use with a sampling device having a sampling tube and a sampling ball for closing one end of the sampler tube that is adapted to enter a tank to obtain a sample of the contents of the tank, including a housing and a rotating sphere having a central opening for receiving and passing the sample tube therethrough; the rotating ball cooperates with the sampling ball to move it away from one end of the sampling tube to allow fluid to exit therefrom; and an outlet to remove the liquid.
[0019] Assim, fica claro que o estado da técnica carece de um amostrador para colher amostras de líquidos viscosos e sólidos pastosos (borras), que faz uso de múltiplas hastes de material polimérico e de um sistema de engate rápido entre as hastes, além de um sistema de segurança que evita que o amostrador caia acidentalmente dentro do tanque no qual é usado para coletar uma amostra de líquido.[0019] Thus, it is clear that the state of the art lacks a sampler to collect samples of viscous liquids and pasty solids (sludge), which makes use of multiple rods of polymeric material and a quick coupling system between the rods, in addition of a safety system that prevents the sampler from accidentally falling into the tank in which it is used to collect a liquid sample.
[0020] Como será mais bem detalhado a seguir, a presente invenção visa a solução dos problemas do estado da técnica acima descrito de forma prática e eficiente.[0020] As will be further detailed below, the present invention aims to solve the problems of the prior art described above in a practical and efficient way.
[0021] O objetivo da presente invenção é o de prover um amostrador para colher amostras de líquidos viscosos e sólidos (borras) que compreenda, dentre outros elementos, múltiplas hastes com um sistema de engate rápido eu possibilite sua montagem de forma rápida e eficaz.[0021] The objective of the present invention is to provide a sampler for collecting samples of viscous liquids and solids (sludge) that comprises, among other elements, multiple rods with a quick coupling system that enables their assembly quickly and effectively.
[0022] De forma a alcançar os objetivos acima descritos, a presente invenção provê um amostrador para coleta de amostras de líquidas e sólidas que compreende uma pluralidade de hastes interligadas por elementos de engate rápido e um elemento inferior adaptado para realizar uma coleta de amostra de liquido.[0022] In order to achieve the objectives described above, the present invention provides a sampler for collecting liquid and solid samples that comprises a plurality of rods interconnected by quick coupling elements and a lower element adapted to perform a sample collection of liquid.
[0023] A descrição detalhada apresentada adiante faz referência às figuras anexas e seus respectivos números de referência.[0023] The detailed description presented below makes reference to the attached figures and their respective reference numbers.
[0024] A figura 1 ilustra uma vista esquemática do amostrador para coleta de amostras de líquidos e sólidos de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção.[0024] Figure 1 illustrates a schematic view of the sampler for collecting liquid and solid samples according to a preferred embodiment of the present invention.
[0025] A figura 1a ilustra uma vista da configuração ilustrada na figura 1 em uma configuração desmontada.[0025] Figure 1a illustrates a view of the configuration illustrated in figure 1 in a disassembled configuration.
[0026] As figuras 2a, 2b, 2c, 2d, e 2e ilustram uma sequência de montagem do dispositivo da presente invenção.[0026] Figures 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e illustrate an assembly sequence of the device of the present invention.
[0027] As figuras 3a e 3b ilustram vistas e corte da ponteira amostradora de acordo com uma configuração particular do dispositivo da presente invenção.[0027] Figures 3a and 3b illustrate views and section of the sampling tip according to a particular configuration of the device of the present invention.
[0028] A figura 4 ilustra uma vista em corte do engate rápido, se acordo com uma configuração preferencial da presente invenção.[0028] Figure 4 illustrates a sectional view of the quick coupler, according to a preferred configuration of the present invention.
[0029] A figura 5 ilustra uma vista explodida de um engate rápido tipo fêmea de acordo com uma configuração particular da presente invenção.[0029] Figure 5 illustrates an exploded view of a female quick coupler according to a particular configuration of the present invention.
[0030] Preliminarmente, ressalta-se que a descrição que se segue partirá de uma concretização preferencial da invenção. Como ficará evidente para qualquer técnico no assunto, no entanto, a invenção não está limitada a essa concretização particular.[0030] Preliminarily, it should be noted that the following description will start from a preferred embodiment of the invention. As will be evident to anyone skilled in the art, however, the invention is not limited to this particular embodiment.
[0031] A figura 1 ilustra uma vista esquemática do amostrador para coleta de amostras de líquidos e sólidos de acordo com uma concretização preferencial da presente invenção. A figura 1a ilustra uma vista da configuração ilustrada na figura 1 em uma configuração desmontada.[0031] Figure 1 illustrates a schematic view of the sampler for collecting liquid and solid samples according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 1a illustrates a view of the configuration illustrated in Figure 1 in a disassembled configuration.
[0032] De acordo com essa configuração, o amostrador compreende uma pluralidade de hastes 15,13 interligadas por elementos de engate rápidos 1,3 e um elemento inferior 14 adaptado para realizar uma coleta de amostra de liquido.[0032] According to this configuration, the sampler comprises a plurality of rods 15,13 interconnected by quick coupling elements 1,3 and a lower element 14 adapted to perform a liquid sample collection.
[0033] As figuras 2a, 2b, 2c, 2d, e 2e ilustram uma sequência de montagem do dispositivo da presente invenção. A figura 4 ilustra uma vista em corte do engate rápido, se acordo com uma configuração preferencial da presente invenção. A figura 5 ilustra uma vista explodida de um engate rápido tipo fêmea de acordo com uma configuração particular da presente invenção.[0033] Figures 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e illustrate an assembly sequence of the device of the present invention. Figure 4 illustrates a sectional view of the quick coupler, according to a preferred embodiment of the present invention. Figure 5 illustrates an exploded view of a female quick coupler according to a particular configuration of the present invention.
[0034] De acordo com a invenção, os engates rápidos podem ser divididos em um macho 1 e fêmea 3, em que o engate fêmea possui travas 4 articuladas (opcionalmente por parafusos 5) que são forçadas em urna posição semiaberta por um contrapeso 6.[0034] According to the invention, quick couplers can be divided into a male 1 and female 3, where the female coupler has articulated latches 4 (optionally by screws 5) that are forced into a semi-open position by a counterweight 6.
[0035] Esses engates 1,3 podem ser fixados por adesivo estrutural 10 em tubos pultrudados de fibra de carbono 2 formando, então, segmentos repetitivos 15 que são somados para atingir a profundidade desejada. Estes tubos pultrudados maximizam a rigidez longitudinal da ferramenta, minimizando assim seu peso próprio. O primeiro segmento de haste 13 possui uma variação no engate inferior, pois possui engates rápidos do tipo fêmea nos dois extremos.[0035] These couplings 1,3 can be fixed by structural adhesive 10 to pultruded carbon fiber tubes 2, then forming repetitive segments 15 that are added to reach the desired depth. These pultruded tubes maximize the longitudinal rigidity of the tool, thus minimizing its own weight. The first rod segment 13 has a variation in the lower coupling, as it has female-type quick couplers at both ends.
[0036] As figuras 3a e 3b ilustram vistas e corte da ponteira amostradora de acordo com uma configuração particular do dispositivo da presente invenção.[0036] Figures 3a and 3b illustrate views and section of the sampling tip according to a particular configuration of the device of the present invention.
[0037] No extremo superior o engate serve para fixar as outras hastes 15 e no extremo inferior para fixar a ponteira amostradora 14. Essa ponteira 14 é composta de três peças, um tubo de amostragem 7, fabricado em polímero translucido, que permite visualização do seu interior, uma válvula de amostragem 9 com pétalas flexíveis que permitem a entrada de sedimentos no interior do tubo, mas impedem que estes retornem, e um macho do engate rápido 8 onde a mesma é conectada a haste 13.[0037] At the upper end, the coupling serves to fix the other rods 15 and at the lower end to fix the sampling tip 14. This tip 14 is made up of three parts, a sampling tube 7, made of translucent polymer, which allows visualization of the Inside, a sampling valve 9 with flexible petals that allow the entry of sediments into the tube, but prevent them from returning, and a quick coupling male 8 where it is connected to the rod 13.
[0038] Este macho 8 possui furos 8a interligando o interior do copo de amostragem e o exterior para permitir que o fluido escoe para fora da ponteira 14 à medida que esta é inserida no tanque.[0038] This male 8 has holes 8a connecting the inside of the sampling cup and the outside to allow fluid to flow out of the tip 14 as it is inserted into the tank.
[0039] Outra característica intrínseca da ferramenta é sua flutuabilidade planejada. Devido ao seu formato tubular 2, o volume de fluído deslocado pode ser equilibrado com a força peso de cada haste para que se crie uma característica de segurança que impede a ferramenta de cair dentro do tanque garantindo assim que esta flutue enquanto é utilizada.[0039] Another intrinsic characteristic of the tool is its planned buoyancy. Due to its tubular shape 2, the volume of fluid displaced can be balanced with the weight of each rod to create a safety feature that prevents the tool from falling into the tank, thus ensuring that it floats while in use.
[0040] Fazendo-se referência novamente à figura 2 pode-se observar a forma de utilização da ferramenta. No quadrante 2a a ponteira amostradora 14, conectada à haste de transporte da ponteira 13, é inseridas no tanque. Em 2b as próprias travas do engate rápido são usadas como forma de fixação na camisa do tanque permitindo que o operador fique de mãos livres para conectar a próxima haste 15. Em seguida a ferramenta é erguida e o engate rápido é travado movimentando-se as travas. Desta forma o ciclo se repete até que se alcance a profundidade desejada.[0040] Referring again to figure 2, it is possible to observe how the tool is used. In quadrant 2a, the sampling tip 14, connected to the transport rod of the tip 13, is inserted into the tank. In 2b, the quick coupler locks themselves are used as a way of fixing the tank jacket, allowing the operator to have his hands free to connect the next rod 15. Then the tool is lifted and the quick coupler is locked by moving the locks . In this way, the cycle is repeated until the desired depth is reached.
[0041] A profundidade pode ser monitorada por uma graduação pintada na lateral da haste a cada 10cm, por exemplo. Esta graduação, alinhada com o fato de que cada haste possui exatamente um metro, permite facilmente a medição da altura do nível de borra ao mesmo tempo em que a coleta é realizada.[0041] The depth can be monitored by a graduation painted on the side of the rod every 10cm, for example. This graduation, in line with the fact that each rod is exactly one meter long, allows the height of the sludge level to be easily measured at the same time the collection is carried out.
[0042] A ferramenta da invenção tem diâmetro reduzido para adentrar os acessos das pernas de apoio do teto flutuante dos tanques de petróleo, tendo diversas possibilidades de amostragem na parte superior do mesmo. Assim, a operação de coleta de amostras de borra conta com controle de altura nas hastes, tendo a amostragem o intuito de adquirir informações das características químicas da borra bem como seu volume total no fundo do tanque, através do controle de altura da amostragem.[0042] The tool of the invention has a reduced diameter to enter the accesses of the support legs of the floating roof of oil tanks, having several sampling possibilities in the upper part of it. Thus, the sludge sample collection operation relies on height control on the rods, with sampling intended to acquire information on the chemical characteristics of the sludge as well as its total volume at the bottom of the tank, through sampling height control.
[0043] A ferramenta é dividida em múltiplas hastes de material polimérico e material compósito, com baixo peso e adequado aos requisitos ergonômicos para a utilização da mesma por um único operador. A ferramenta ainda conta com sistema de flutuação que anula seu peso por empuxo quando inserida no interior do tanque, fazendo com que o peso das hastes na retirada do equipamento seja minimizado, facilitando a retirada do equipamento do local de amostragem. Em adição, entre as hastes um sistema de engate rápido facilita a montagem e desmontagem dos segmentos.[0043] The tool is divided into multiple rods made of polymeric material and composite material, with low weight and suitable for ergonomic requirements for use by a single operator. The tool also has a flotation system that cancels its weight due to buoyancy when inserted inside the tank, minimizing the weight of the rods when removing the equipment, facilitating the removal of the equipment from the sampling site. In addition, between the rods a quick coupling system facilitates the assembly and disassembly of the segments.
[0044] O sistema de engate rápido da ferramenta, além de facilitar a operação, permite que suas travas sejam usadas como apoio para que a mesma não caia dentro do tanque quando estas estão na posição aberta. As travas são forçadas em uma posição semiaberta por efeito de um contrapeso metálico no interior do engate rápido fêmea. Assim as travas servem como fixação automática no local de acesso para amostragem além de também servirem como trava de segurança, evitando a queda do produto no interior dos tanques.[0044] The tool's quick coupling system, in addition to facilitating operation, allows its locks to be used as support so that it does not fall into the tank when they are in the open position. The locks are forced into a semi-open position by the effect of a metal counterweight inside the female quick coupler. Thus, the locks serve as automatic fixation at the access point for sampling, in addition to also serving as a safety lock, preventing the product from falling inside the tanks.
[0045] Inúmeras variações incidindo no escopo de proteção do presente pedido são permitidas. Dessa forma, reforça-se o fato de que a presente invenção não está limitada às configurações/concretizações particulares acima descritas.[0045] Numerous variations affecting the scope of protection of this application are permitted. In this way, the fact is reinforced that the present invention is not limited to the particular configurations/embodiments described above.
Claims (4)
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| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
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