RU108817U1

RU108817U1 - DEVICE FOR RESEARCH OF MULTIPHASE FLOW IN AN EXISTING PIPELINE

Info

Publication number: RU108817U1
Application number: RU2011124839/28U
Authority: RU
Inventors: Виктор Анатольевич Ревякин; Кира Вадимовна Беркович; Юрий Иванович Ильин; Сергей Александрович Кузнецов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИТ-СЕРВИС"
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2011-09-27

Abstract

1. Устройство для исследования многофазового потока в действующем трубопроводе, содержащее корпус, размещенный на отводе трубопровода, и установленный с возможностью осевого перемещения из корпуса полый шток с пробоотборным узлом в верхней части и образцами-свидетелями, установленными на его нижнем конце, отличающееся тем, что оно снабжено сменным пробосборником, связанным через систему подключения с пробоотборным узлом, при этом пробосборник выполнен в виде приемной и подпорной камер, разделенных подвижным поршнем с установленным на нем датчиком перемещений. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подпорная камера сменного пробосборника заполнена инертным газом с заданным давлением. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что система подключения сменного пробосборника к пробоотборному узлу выполнена в виде рукава высокого давления с установленными на его концах запорными элементами и манометрами. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пробоотборный узел и сменный пробосборник связаны с системой подключения разъемными соединениями. 1. A device for investigating a multiphase flow in an existing pipeline, comprising a housing located on the pipe outlet and axially displaced from the housing with a hollow rod with a sampling unit in the upper part and witness samples installed on its lower end, characterized in that it is equipped with a replaceable sampler connected through a connection system with a sampling unit, while the sampler is made in the form of a receiving and retaining chambers separated by a movable piston mounted on a motion sensor. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the retaining chamber of the interchangeable sampler is filled with an inert gas with a given pressure. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the system for connecting the interchangeable sampler to the sampling unit is made in the form of a high pressure sleeve with locking elements and pressure gauges installed at its ends. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the sampling unit and a replaceable sampler are connected to the plug-in connection system.

Description

Полезная модель относится к технике отбора проб из трубопроводов и предназначена для отбора проб жидкости из многофазового потока (вода, нефть, газ) в трубопроводах, находящихся под избыточным давлением.The utility model relates to the technique of sampling from pipelines and is intended for sampling liquid from a multiphase flow (water, oil, gas) in pipelines under excessive pressure.

Известно устройство для исследования газожидкостного потока в действующем трубопроводе, содержащее корпус, размещенный на установленном на отводе трубопровода запорном клапане, шток в виде колонны штанг с держателем образцов-свидетелей, установленный с возможностью осевого перемещения из корпуса, и пробоотборный узел, включающий газожидкостный сепаратор и гибкую пробоотборную трубку, нижний конец которой пропущен через боковое отверстие корпуса и закреплен на нижнем конце колонны штанг (патент РФ №2118747, МПК F17D 3/00). Использование гибких полимерных трубок и сборной колонны штанг обусловило невысокую надежность данного устройства.A device for studying gas-liquid flow in an existing pipeline is known, comprising a housing located on a shut-off valve mounted on a pipe outlet, a rod in the form of a rod string with a sample holder for axial movement from the housing, and a sampling unit including a gas-liquid separator and a flexible a sampling tube, the lower end of which is passed through the side opening of the housing and mounted on the lower end of the rod string (RF patent No. 21118747, IPC F17D 3/00). The use of flexible polymer tubes and a prefabricated column of rods led to the low reliability of this device.

Известно также устройство для отбора проб жидкости из трубопровода (патент РФ на полезную модель №91168, МПК G01N 1/10), содержащее заборный элемент, установленный на основном трубопроводе и пробосборники для автоматического и ручного отбора проб. Пробосборник для автоматического отбора проб выполнен с приемной и подпорной полостями, разделенными подвижным непроницаемым поршнем, а подпорная полость заполнена инертным газом с заданным давлением. В данном устройстве не предусмотрена возможность отбора проб транспортируемой среды с необходимого уровня. Кроме того, использование штока в качестве индикатора положения поршня пробосборника ведет к увеличению металлоемкости и требует применения дополнительных уплотнительных устройств.Also known is a device for sampling fluid from a pipeline (RF patent for utility model No. 91168, IPC G01N 1/10), containing a sampling element mounted on the main pipeline and samplers for automatic and manual sampling. The sampler for automatic sampling is made with a receiving and retaining cavities separated by a movable impermeable piston, and the retaining cavity is filled with an inert gas with a given pressure. This device does not provide for the possibility of sampling the transported medium from the required level. In addition, the use of the rod as an indicator of the position of the piston of the sampler leads to an increase in metal consumption and requires the use of additional sealing devices.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемой полезной модели является пробоотборник штоковый, содержащий корпус в виде патрубка и съемный полый шток с пробоотборным узлом в его верхней части, имеющий возможности спуска для отбора проб жидкости с любого уровня в трубопроводе и установки образцов-свидетелей (свидетельство на полезную модель РФ №40763, МПК Е21В 49/08). В данном устройстве не предусмотрена возможность отбора проб, исключающих потери газов, растворенных в транспортируемой среде, что значительно снижает качество и представительность отобранных проб каждой фазы этой среды.The closest set of essential features to the proposed utility model is a rod sampler containing a body in the form of a nozzle and a removable hollow rod with a sampling unit in its upper part, which has the possibility of descent to take liquid samples from any level in the pipeline and install witness samples (certificate for utility model of the Russian Federation No. 40763, IPC Е21В 49/08). This device does not provide for the possibility of sampling, excluding the loss of gases dissolved in the transported medium, which significantly reduces the quality and representativeness of the selected samples of each phase of this medium.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание мобильного комплекса для исследования многофазовых потоков в действующих трубопроводах без их остановки, обеспечивающего высокое качество и представительность отбираемых проб.The task to which the claimed utility model is directed is to create a mobile complex for studying multiphase flows in existing pipelines without stopping them, ensuring high quality and representativeness of the samples taken.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для исследования многофазового потока в действующем трубопроводе, содержащее корпус, размещенный на отводе трубопровода, и установленный с возможностью осевого перемещения из корпуса полый шток с пробоотборным узлом в верхней части и образцами-свидетелями, установленными на его нижнем конце, в отличие от прототипа, снабжено сменным пробосборником, связанным через систему подключения с пробоотборным узлом, при этом пробосборник выполнен в виде приемной и подпорной камер, разделенных подвижным поршнем с установленным на нем датчиком перемещений.The problem is solved due to the fact that the device for the study of multiphase flow in the existing pipeline, containing a housing located on the pipe outlet, and installed with the possibility of axial movement from the housing of the hollow rod with a sampling unit in the upper part and witness samples installed on its lower the end, unlike the prototype, is equipped with a replaceable sampler connected through a connection system with a sampling unit, while the sampler is made in the form of a receiving and retaining chambers, section nnyh movable piston mounted with a displacement sensor.

Кроме того, подпорная камера сменного пробосборника заполнена инертным газом с заданным давлением, система подключения сменного пробосборника к пробоотборнму узлу выполнена в виде рукава высокого давления с установленными на его концах запорными элементами и манометрами, а пробоотборный узел и сменный пробосборник связаны с системой подключения разъемными соединениями.In addition, the retaining chamber of the interchangeable sampler is filled with inert gas with a given pressure, the system for connecting the interchangeable sampler to the sampling unit is made in the form of a high pressure sleeve with locking elements and pressure gauges installed at its ends, and the sampling unit and interchangeable sampler are connected to the connection system by detachable connections.

Технический результат, обеспечиваемый данной полезной моделью, заключается в исключении потерь растворенного газа как при отборе проб из многофазового потока, так и при их хранении и транспортировке в лабораторию.The technical result provided by this utility model is to exclude dissolved gas losses both during sampling from a multiphase flow and during storage and transportation to the laboratory.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где представлена общая схема устройства.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, which presents a general diagram of the device.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1 в виде патрубка, закрепленного на отводе трубопровода 2 и снабженного задвижкой 3 и лубрикатором 4 со стопорным устройством. Полый шток 5 размещен в корпусе 1 с возможностью осевого перемещения и установки на требуемую глубину погружения образцов-свиделей. В верхней части полого штока 4 размещен пробоотборный узел 6, выполненный в виде запорного элемента, снабженного разъемным соединением 7. Пробоотборный узел 6 через разъемное соединение 7 связан с системой подключения к сменному пробосборнику. Указанная система включает шаровой кран 8, рукав высокого давления 9, на концах которого установлены вентили 10, 11 и манометры 12, 13. Через вентиль 14 рукав 9 подключен к линии 15 сброса пробы. Через разъемное соединение 16 рукав 9 подключен к сменному пробосборнику, представляющему собой цилиндрическую емкость из нержавеющей стали, внутреннее пространство которой подвижным поршнем 17 разделено на приемную камеру 18 и подпорную камеру 19. Емкость снабжена торцевыми крышками с игольчатыми вентилями 20, 21. В поршень 17 вмонтированы постоянные магниты 22, позволяющие контролировать его положение с помощью внешних датчиков (на чертеже не показаны). Движение поршня 17 осуществляется с помощью подключенной через разъемное соединение 23 пневматической системы, в которую входят баллон 24 со сжатым газом, газовый редуктор высокого давления 25, игольчатый вентиль 26 и линия сброса газа 27. На нижнем конце штока 5 установлены образцы-свидетели 28.The proposed device comprises a housing 1 in the form of a pipe mounted on the branch pipe 2 and equipped with a valve 3 and a lubricator 4 with a locking device. The hollow rod 5 is placed in the housing 1 with the possibility of axial movement and installation at the required immersion depth of the test pieces. In the upper part of the hollow rod 4 there is a sampling unit 6 made in the form of a locking element provided with a detachable connection 7. The sampling unit 6 is connected through a detachable connection 7 to the system for connecting to a replaceable sampler. The specified system includes a ball valve 8, a high pressure hose 9, at the ends of which valves 10, 11 and pressure gauges 12, 13 are installed. Through valve 14, sleeve 9 is connected to the sample discharge line 15. Through a detachable connection 16, the sleeve 9 is connected to a replaceable sampler, which is a cylindrical stainless steel container, the inner space of which is moved by a movable piston 17 into a receiving chamber 18 and a retaining chamber 19. The tank is equipped with end caps with needle valves 20, 21. The piston 17 is mounted permanent magnets 22, allowing you to control its position using external sensors (not shown). The movement of the piston 17 is carried out by means of a pneumatic system connected through a plug-in connection 23, which includes a compressed gas cylinder 24, a high pressure gas reducer 25, a needle valve 26 and a gas discharge line 27. Witness samples 28 are installed at the lower end of the rod 5.

Отбор проб под давлением осуществляется следующим образом.Sampling under pressure is as follows.

Сборку устройства производят при закрытой задвижке 3, шток 5 находится в крайнем верхнем положение и зафиксирован стопорным устройством, при этом нижняя часть штока 5 находится выше задвижки 3. Затем при открытой задвижке 3 проводят проверку системы на герметичность.The device is assembled with the valve 3 closed, the stem 5 is in its highest position and locked by the locking device, while the lower part of the rod 5 is above the valve 3. Then, with the valve open 3, the system is checked for leaks.

Для отбора пробы среды под давлением закрывают кран 8, вентили 10, 11, 14, 20, 21, 26; шток 5 устанавливают на необходимую высоту и фиксируют. Затем последовательно открывают шаровой кран 8 и вентили 10, 11. При этом манометры 12, 13 должны показывать давление, равное давлению в трубопроводе 2. Открывают вентиль 21 и в подпорной камере 19 пробосборника создают с помощью газового редуктора 25 давление выше, чем давление в трубопроводе 2. Далее открывают вентиль 20.To take a sample of the medium under pressure, close the valve 8, valves 10, 11, 14, 20, 21, 26; rod 5 is set to the required height and fixed. Then, the ball valve 8 and the valves 10, 11 are opened in series. In this case, the pressure gauges 12, 13 should show a pressure equal to the pressure in the pipeline 2. Open the valve 21 and create a pressure higher than the pressure in the pipeline using the gas pressure reducer 25 in the retaining chamber 19 of the sampler. 2. Next, open the valve 20.

Снижение давления в подпорной камере 19 и скорость заполнения приемной камеры 18 регулируют сбросом газа в атмосферу через вентиль 26. Показания манометра 13 должны при этом соответствовать давлению в трубопроводе 2 (показаниям манометра 12). Положение поршня 17 определяется магнитным датчиком перемещения. После окончания заполнения камеры 18 вентили 10, 26 закрывают.The pressure reduction in the retaining chamber 19 and the filling rate of the receiving chamber 18 is regulated by the discharge of gas into the atmosphere through the valve 26. The pressure gauge 13 should correspond to the pressure in the pipeline 2 (pressure gauge 12). The position of the piston 17 is determined by a magnetic displacement sensor. After filling the chamber 18, the valves 10, 26 are closed.

В подпорной камере 19 затем создают давление выше, чем давление в трубопроводе 2, контролируемое манометром 12. Регулируют скорость опорожнения камеры 18 вентилем 14, при этом давление, контролируемое манометром 13, не должно быть ниже давления в трубопроводе 2. Закрывают вентили 14, 26 и прекращают подачу газа в подпорную камеру 19. Затем открывают вентили 10, 20 и медленно снижают давление в камере 19, регулируя сброс газа в атмосферу и скорость заполнения камеры 18 вентилем 26. При этом давление не должно опускаться ниже давления в трубопроводе 2 (показания манометров 13 и 12 одинаковы). Положение поршня 17 определяется датчиком перемещений. На заключительном этапе закрывают вентили 11, 20, 21, открывают вентиль 14 и осуществляют демонтаж заполненного пробосборника.The pressure chamber 19 is then pressurized higher than the pressure in the pipe 2, controlled by a pressure gauge 12. The rate of emptying of the chamber 18 is controlled by the valve 14, while the pressure controlled by the pressure gauge 13 should not be lower than the pressure in the pipe 2. Close the valves 14, 26 and stop the gas supply to the retaining chamber 19. Then open the valves 10, 20 and slowly reduce the pressure in the chamber 19, adjusting the discharge of gas into the atmosphere and the rate of filling of the chamber 18 with the valve 26. The pressure should not fall below the pressure in the pipeline 2 (showing pressure gauges 13 and 12 are the same). The position of the piston 17 is determined by the displacement sensor. At the final stage, valves 11, 20, 21 are closed, valve 14 is opened, and the filled sampler is dismantled.

Сборку цилиндрических образцов-свидетелей 28 для определения скорости коррозии гравиметрическим методом устанавливают на требуемую глубину погружения путем перемещения штока 5 в корпусе 1.The assembly of cylindrical witness samples 28 for determining the corrosion rate by the gravimetric method is set to the required immersion depth by moving the rod 5 in the housing 1.

Claims

1. A device for investigating a multiphase flow in an existing pipeline, comprising a housing located on the pipe outlet and axially displaced from the housing with a hollow rod with a sampling unit in the upper part and witness samples installed on its lower end, characterized in that it is equipped with a replaceable sampler connected through a connection system with a sampling unit, while the sampler is made in the form of a receiving and retaining chambers separated by a movable piston mounted on a motion sensor.

2. The device according to claim 1, characterized in that the retaining chamber of the interchangeable sampler is filled with an inert gas with a given pressure.

3. The device according to claim 1, characterized in that the system for connecting the interchangeable sampler to the sampling unit is made in the form of a high pressure sleeve with locking elements and pressure gauges installed at its ends.

4. The device according to claim 1, characterized in that the sampling unit and a replaceable sampler are connected to the plug-in connection system.