RU2137101C1

RU2137101C1 - Gear sampling gas and liquid mixture from operating underground pipe-lines

Info

Publication number: RU2137101C1
Application number: RU97119001A
Authority: RU
Inventors: А.И. Гриценко; А.И. Ходырев; С.М. Хазанджиев; М.Г. Ткач; А.И. Хорошилов
Original assignee: Государственная академия нефти и газа им.И.М.Губкина
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: pipe-line transport. SUBSTANCE: gear sampling gas and liquid mixture from operating underground pipe-lines has body positioned on shut-off valve installed in tap of pipe-line, cylinder with intake hole and piston with rod linked to drive installed in hole and sampling tube. Tube is located in space of cylinder under piston spring-loaded relative to bottom. Lower end of sampling tube is installed in intake hole of cylinder. Cylinder is mounted for axial movement in spaces of body, shut-off valve, tap of pipe-line and section of pipe-line. Bottom of cylinder has drain hole where plug is put. Rod is manufactured in the form of column of rods with radial holes in upper part of each rod to place lock in one of them and in radial hole. Gear provides for sampling of gas and liquid mixture from bottom of underground pipe-line, eliminates necessity in construction of special inspection pits and fixtures near underground pipe-lines thanks to possibility of extension of column of rods, excludes egress of gas to atmosphere when liquid fills circular space of cylinder. EFFECT: improved functional characteristics of gear. 1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области исследования газожидкостных смесей в подземных трубопроводах, находящихся под избыточным давлением, без остановки технологического процесса, и может найти применение в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of research of gas-liquid mixtures in underground pipelines under pressure, without stopping the process, and can find application in gas, oil, chemical and other industries.

Известно устройство для отбора проб газожидкостных смесей, состоящее из цилиндрического корпуса, диаметр которого равен диаметру трубопровода, неподвижной трубки, внутри которой установлена поворотная трубка с размещенным в ней поршнем, при этом в обеих трубках выполнены расположенные напротив друг друга щели (Авт. свид. N 579553, G 01 N 1/10, 1977). A device for sampling gas-liquid mixtures is known, consisting of a cylindrical body, the diameter of which is equal to the diameter of the pipeline, a fixed tube, inside which a rotary tube with a piston placed in it is installed, while in both tubes there are slots located opposite each other (Auth. 579553, G 01 N 1/10, 1977).

Недостаток известного устройства состоит в том, что слив взятой пробы жидкости осуществляется через патрубок, установленный в нижней части трубопровода, а это требует оборудования специального колодца при работе на подземных трубопроводах. Кроме того, при монтаже установки необходимо сбрасывать давление в трубопроводе. A disadvantage of the known device is that the drain of the sample fluid is carried out through a pipe installed in the lower part of the pipeline, and this requires the equipment of a special well when working on underground pipelines. In addition, when installing the installation, it is necessary to relieve pressure in the pipeline.

Также известно устройство для исследования газожидкостных смесей в трубопроводах, находящихся под избыточным давлением, состоящее из пробоотборного наконечника, подсоединенного к трубке отвода пробы газожидкостной смеси, смонтированной коаксиально внутри цилиндрического корпуса, установленного с возможностью перемещения в диаметральном направлении трубопровода (Авт. свид. N 1571461, G 01 N 1/10, 1990). Also known is a device for the study of gas-liquid mixtures in pipelines under overpressure, consisting of a sampling tip connected to a sampling tube of a gas-liquid mixture mounted coaxially inside a cylindrical body installed with the possibility of moving in the diametrical direction of the pipeline (Auth. Certificate. No. 1571461, G 01 N 1/10, 1990).

Недостаток известного устройства состоит в трудности выполнения данного устройства для применения в подземных трубопроводах, т.к. резко увеличиваются наземные габариты и осложняется изготовление подвижного цилиндра. A disadvantage of the known device is the difficulty of implementing this device for use in underground pipelines, because terrestrial dimensions increase sharply and the manufacture of a movable cylinder is complicated.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является устройство для отбора проб жидкости из напорных трубопроводов, содержащее цилиндр с заборным отверстием, поршень со штоком, приспособление для перекрытия заборного отверстия и подвижных муфт, размещенных соосно друг другу на винтовой резьбе, причем пробоотборник монтируется на вентиле, сопряженном с системой пробоотборных трубок и закрепленном на стенке трубопровода (Авт. свид. N 1727021, G 01 N 1/10, 1992 /прототип/). Of the known devices, the closest to the proposed device is a device for sampling liquid from pressure pipelines, containing a cylinder with a suction hole, a piston with a rod, a device for closing the suction hole and movable couplings placed coaxially to each other on a screw thread, and the sampler is mounted on a valve, coupled to a system of sampling tubes and mounted on the wall of the pipeline (Auth. certificate. N 1727021, G 01 N 1/10, 1992 / prototype /).

Недостатком известного устройства является стационарный способ закрепления системы пробоотборных трубок, предусматривающий вварку отвода со специальными трубками в трубопровод, что делает невозможным применение данного устройства при подземных трубопроводах без специально оборудованных колодцев и, как следствие, регламентирует глубину отбора пробы. Кроме того, наличие системы продувки, требующей подзарядки, усложняет конструкцию устройства. A disadvantage of the known device is the stationary way of securing the sampling tube system, which involves welding the outlet with special tubes into the pipeline, which makes it impossible to use this device for underground pipelines without specially equipped wells and, as a result, regulates the sampling depth. In addition, the presence of a purge system requiring recharging complicates the design of the device.

В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства для отбора проб газожидкостной смеси, взятой со дна действующего подземного трубопровода, как зоны максимально подверженной коррозии, конструктивные особенности узлов которого позволили бы обеспечить возможность спуска устройства на требуемую глубину, а также обеспечивали бы монтаж и демонтаж установки без специально оборудованных колодцев. The basis of the present invention is the creation of a device for sampling a gas-liquid mixture, taken from the bottom of an existing underground pipeline, as a zone of maximum corrosion, the design features of the nodes of which would make it possible to lower the device to the required depth, as well as ensure installation and dismantling of the installation without specially equipped wells.

Поставленная задача решается тем, что устройство для отбора газожидкостной смеси из действующих подземных трубопроводов, включающее корпус, размещенный на установленном на отводе трубопровода запорном клапане, цилиндр с приемным отверстием и установленным в нем поршнем со штоком, подсоединенным к приводу, и пробоотборную трубку, отличающееся тем, что пробоотборная трубка размещена в полости цилиндра под поршнем, который подпружинен относительно его днища, и ее нижний конец установлен в приемном отверстии цилиндра, который установлен с возможностью осевого перемещения в полостях корпуса, запорного клапана, отвода трубопровода и сечения трубопровода, причем в днище цилиндра выполнено сливное отверстие, в котором установлена пробка, а шток выполнен в виде колонны штанг с радиальными отверстиями в верхней части каждой штанги для размещения в одном из них и в радиальном отверстии, выполненном на верхнем конце корпуса, фиксатора. The problem is solved in that a device for sampling a gas-liquid mixture from existing underground pipelines, including a housing located on a shut-off valve installed on a pipe outlet, a cylinder with a receiving hole and a piston installed in it with a rod connected to the actuator, and a sampling tube, characterized in that the sampling tube is placed in the cavity of the cylinder under the piston, which is spring loaded relative to its bottom, and its lower end is installed in the inlet of the cylinder, which is installed the possibility of axial movement in the cavities of the housing, the shut-off valve, the pipe outlet and the cross-section of the pipe, and a drain hole is made in the cylinder bottom, in which a plug is installed, and the rod is made in the form of a rod string with radial holes in the upper part of each rod for placement in one of them and in a radial hole made at the upper end of the housing, the latch.

Кроме того, на внутренней боковой поверхности цилиндра выполнен буртик для ограничения хода поршня. In addition, a flange is made on the inner side surface of the cylinder to limit the stroke of the piston.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 - узел 1, а на фиг. 3 - узел 2. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the device, FIG. 2 - node 1, and in FIG. 3 - node 2.

Устройство для отбора газожидкостной смеси из действующих подземных трубопроводов содержит установленный на отводе 1 трубопровода 2 запорный клапан 3, на котором размещен корпус 4 с уплотнением 5, в которое вставлена с возможностью осевого перемещения колонна штанг 6, состоящая из штанг 7, свинчиваемых поочередно между собой. В верхней части каждой штанги 7 выполнено радиальное отверстие 8 для размещения в нем и в радиальном отверстии 9, выполненном на верхнем конце корпуса 4, фиксатора 10. К нижнему концу штанги 7 подсоединен поршень 11, который имеет уплотнение 12 и размещен в полости цилиндра 13. На внутренней боковой поверхности цилиндра 13, в радиальном сечении, выполнен буртик 14, который служит ограничителем хода поршня 11. Под поршнем 11 установлена пружина 15. Дно цилиндра 13 имеет приемное отверстие 16 и сливное отверстие 17. К приемному отверстию 16 в направлении оси цилиндра 13 подсоединена пробоотборная трубка 18. В сливное отверстие 17, которое служит для слива пробы, вставлена пробка 19. Привод, обеспечивающий возвратно-поступательное движение колонны штанг 6, представляет собой лебедку 20 и установленный над корпусом 4 кронблок 21, подсоединенный к верхнему концу колонны штанг 6. Кронблок 21 имеет ролик 22, через который перекинут неподвижный конец 23 троса 24. A device for sampling a gas-liquid mixture from existing underground pipelines comprises a shut-off valve 3 mounted on a branch 1 of the pipeline 2, on which a housing 4 with a seal 5 is placed, into which a column of rods 6 consisting of rods 7 screwed alternately between themselves is inserted with the possibility of axial movement. A radial hole 8 is made in the upper part of each rod 7 for placement in it and in the radial hole 9, made on the upper end of the housing 4, of the latch 10. A piston 11 is connected to the lower end of the rod 7, which has a seal 12 and is located in the cavity of the cylinder 13. On the inner side surface of the cylinder 13, in a radial section, a shoulder 14 is made, which serves as a limiter to the stroke of the piston 11. Under the piston 11, a spring 15. A bottom of the cylinder 13 has a receiving hole 16 and a drain hole 17. To the receiving hole 16 in the direction of the axis a sampling tube 18 is connected to the cylinder 13. A plug 19 is inserted into the drain hole 17, which serves to drain the sample. The drive providing reciprocating movement of the rod string 6 is a winch 20 and a crown block 21 mounted above the housing 4 connected to the upper end of the column rods 6. Cronblock 21 has a roller 22, through which the fixed end 23 of the cable 24 is thrown.

Для осуществления отбора проб газожидкостной смеси цилиндр 13 вводят в полость трубопровода 2, перемещая штангу 7 вертикально вниз. При достижении цилиндром 13 дна трубопровода 2 продолжают перемещение, сжимая пружину 15, до упора поршня 11 о буртик 14, выталкивая при этом газ, находящийся внутри цилиндра 13, в трубопровод 2. После этого перемещают поршень 11 вверх. Пружина 15 при этом удерживает цилиндр 13 у дна трубопровода 2. С увеличением объема подпоршневого пространства давление в нем падает и в пробоотборную трубку 18 поступает газожидкостная смесь, которая по мере заполнения трубки 18 поступает в кольцевое пространство цилиндра 13. Выполнив требуемое число качаний, можно прервать процесс и возобновить его через какое-то время, обусловленное программой исследований. Если длина штанги 7 недостаточна для ввода цилиндра 13 на требуемую глубину, то перемещение осуществляют до совмещения отверстия 8, выполненного в верхней части каждой штанги 7 с соответствующим отверстием 9 в верхней части корпуса 4 устройства, после чего фиксатор 10 вставляется в отверстия 8 и 9 одновременно. Затем выворачивают кронблок 21, а на его место вворачивают следующую штангу 7, формируя таким образом колонну штанг 6 необходимой длины, после чего на свободном верхнем конце штанги 7 опять устанавливают кронблок 21 с роликом 22 и с пропущенным через него тросом 24, а фиксатор 10 извлекают из отверстий 8 и 9. По завершении исследований цилиндр 13 на колонне штанг 6 перемещают вверх в полость корпуса 4, перекрывают запорный клапан 3, извлекают цилиндр 13 и, вынув пробку 19, осуществляют слив пробы. To carry out sampling of the gas-liquid mixture, the cylinder 13 is introduced into the cavity of the pipeline 2, moving the rod 7 vertically down. When the cylinder 13 reaches the bottom of the pipeline 2, they continue to move, compressing the spring 15, until the piston 11 stops against the shoulder 14, while pushing the gas inside the cylinder 13 into the pipeline 2. After that, the piston 11 is moved up. At the same time, the spring 15 holds the cylinder 13 at the bottom of the pipeline 2. With an increase in the volume of the sub-piston space, the pressure drops and the gas-liquid mixture enters the sampling tube 18, which, as the tube 18 is filled, enters the annular space of the cylinder 13. After completing the required number of swings, it is possible to interrupt process and resume it after some time, due to the research program. If the length of the rod 7 is insufficient to enter the cylinder 13 to the required depth, then the movement is carried out until the hole 8 is made in the upper part of each rod 7 with the corresponding hole 9 in the upper part of the device body 4, after which the latch 10 is inserted into the holes 8 and 9 simultaneously . Then the crown block 21 is turned out, and the next rod 7 is screwed in its place, thus forming a column of rods 6 of the required length, after which the crown block 21 is again installed on the free upper end of the rod 7 with the roller 22 and the cable 24 passed through it, and the latch 10 is removed from the openings 8 and 9. Upon completion of the studies, the cylinder 13 on the column of rods 6 is moved up into the cavity of the housing 4, the shut-off valve 3 is closed, the cylinder 13 is removed and, removing the plug 19, the sample is drained.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является: обеспечение отбора пробы газожидкостной смеси со дна заглубленного трубопровода, где процессы коррозии идут значительно быстрее, чем в верхней части трубопровода; устранение необходимости сооружать специальные колодцы и приспособления при подземных трубопроводах за счет возможности наращивать колонну штанг; исключается стравливание газа в атмосферу при заполнении жидкостью кольцевого пространства цилиндра. The technical result obtained by carrying out the invention is: providing sampling of a gas-liquid mixture from the bottom of a buried pipeline, where the corrosion processes are much faster than in the upper part of the pipeline; elimination of the need to build special wells and devices for underground pipelines due to the possibility of increasing the rod string; gas venting to the atmosphere when filling the annular space of the cylinder with liquid is excluded.

Claims

1. A device for sampling a gas-liquid mixture from existing underground pipelines, including a housing placed on a shut-off valve installed on a pipe outlet, a cylinder with a receiving hole and a piston installed in it with a rod connected to the actuator, and a sampling tube, characterized in that the sampling tube placed in the cavity of the cylinder under the piston, which is spring loaded relative to its bottom, and its lower end is installed in the inlet of the cylinder, which is mounted with the possibility of axial movement in the cavities of the housing, the shutoff valve, the pipe outlet and the cross-section of the pipeline, and a drain hole is made in the bottom of the cylinder, in which the plug is installed, and the rod is made in the form of a column of rods with radial holes in the upper part of each rod for placement in one of them and in the radial hole made on the upper end of the housing, the latch.

2. The device according to claim 1, characterized in that a flange is made on the inner side surface of the cylinder to limit the stroke of the piston.