RU2151290C1

RU2151290C1 - Sampling device

Info

Publication number: RU2151290C1
Application number: RU96115611A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Абрамов
Original assignee: Абрамов Александр Федорович
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2000-06-20

Abstract

FIELD: oil field equipment. SUBSTANCE: device may be used for integral sampling of multicomponent gas-liquid systems transported by pipelines. The sampling device has body, sampling chamber with intake holes, shutoff member with control handle and guide tube. Sampling chamber is installed in body on rotation supports and in off-position it is located beyond the space designed for motion of process flow. In operating position, device is found in the space. Intake holes uniformity cover one part of section of process flow. Shutoff member is located in rotation support and made in the form of check valve engageable with movable rod of removable control handle connected with guide tube. Sampling device allows taking sample simultaneously over entire section of process flow with equal intensity to ensure maximum degree of identification of sample and to prevent hazard of freezing the device in winter. EFFECT: higher efficiency. 6 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию для отбора пробы на анализ на устье нефтяной скважины и может быть использовано для интегрального отбора пробы многокомпонентных газожидкостных систем, транспортируемых по трубопроводам. The invention relates to oilfield equipment for sampling for analysis at the wellhead and can be used for integrated sampling of multicomponent gas-liquid systems transported through pipelines.

Известно пробоотборное устройство (далее устройство), содержащее патрубок с игольчатым вентилем и направляющую трубку [1]. Патрубок приваривается к напорному трубопроводу, выходящему из арматуры устья нефтяной скважины. A sampling device (hereinafter referred to as a device) comprising a nozzle with a needle valve and a guide tube [1] is known. The pipe is welded to the pressure pipe exiting the reinforcement of the wellhead.

Недостатком известного устройств является неспособность обеспечить пропорциональный отбор всех компонентов, содержащихся в технологическом потоке, т. к. отбор происходит не по всему сечению потока с равной интенсивностью, а из одной точки. Кроме того, игольчатый вентиль располагается в стороне от технологического теплого потока, поэтому в зимнее время года часто замерзает и требует дополнительных затрат на восстановительные работы. A disadvantage of the known devices is the inability to provide proportional selection of all components contained in the process stream, because selection does not take place over the entire cross section of the stream with equal intensity, but from one point. In addition, the needle valve is located away from the technological heat flow, therefore, in the winter season it often freezes and requires additional costs for restoration work.

Технической задачей, решаемой изобретением, является осуществление возможности отбора пробы одновременно по всему сечению технологического потока с равной интенсивностью для обеспечения наибольшей степени идентификации пробы и предотвращение опасности замерзания устройства в зимнее время года. The technical problem solved by the invention is the implementation of the possibility of sampling simultaneously over the entire cross section of the process stream with equal intensity to ensure the greatest degree of identification of the sample and to prevent the danger of freezing of the device in the winter season.

Поставленная задача решается тем, что устройство пробоотборное для интегрального отбора пробы многокомпонентной газожидкостной среды, содержащее корпус, отборную камеру с заборными отверстиями, запорный орган с рукояткой управления и направляющую трубку, выполнено так, что отборная камера установлена в корпусе на опорах вращения и в нерабочем положении находится за пределами пространства, предназначенного для движения технологического потока, а в рабочем положении - внутри этого пространства, при этом заборные отверстия равномерно перекрывают часть сечения технологического потока, а запорный орган расположен в опоре вращения и выполнен в виде обратного клапана, с возможностью взаимодействия с подвижным штоком съемной рукоятки управления, сочлененной с направляющей трубкой, при этом корпус может иметь сквозное прямолинейное отверстие для движения технологического потока, тогда заборные отверстия равномерно расположены на сферической поверхности, имеющей геометрический центр, смещенный относительно оси опор вращения на величину E, а относительно общего центра устройства - на величину

, и в нерабочем положении заборные отверстия закрыты эластичной подушкой, имеющей форму вогнутой сферы, кроме того, корпус может иметь угловое расположение входного и выходного отверстий для движения технологического потока, тогда заборные отверстия равномерно расположены на плоской пластине, перекрывающей в рабочем положении часть сечения потока в направлении, делящем угол между осями входного и выходного отверстий корпуса пополам.The problem is solved in that the sampling device for the integral sampling of a multicomponent gas-liquid medium, comprising a housing, a sampling chamber with sampling openings, a locking member with a control handle and a guide tube, is configured so that the sampling chamber is mounted in the housing on rotation supports and in the inoperative position located outside the space intended for the movement of the process stream, and in the working position inside this space, while the intake holes are uniformly They cover part of the cross section of the process flow, and the shut-off element is located in the support of rotation and is made in the form of a check valve, with the possibility of interaction with the movable stem of a removable control handle articulated with a guide tube, while the body can have a straight through hole for the movement of the process flow, then the holes are uniformly located on a spherical surface having a geometric center displaced relative to the axis of the rotation supports by an amount E, and relative to the common center troystva - the amount

, and in the idle position, the intake openings are closed by an elastic cushion having the shape of a concave sphere, in addition, the housing can have an angular arrangement of the inlet and outlet openings for the movement of the process flow, then the intake openings are evenly located on a flat plate, overlapping in the working position part of the flow cross section in a direction dividing the angle between the axes of the inlet and outlet openings of the housing in half.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:
На фиг. 1 - общий вид прямоточного устройства со стороны рукоятки с отборной камерой в нерабочем положении.The invention is illustrated by drawings, which depict:
In FIG. 1 is a General view of the direct-flow device from the side of the handle with a selective chamber in the inoperative position.

На фиг. 2 - разрез по А-А. In FIG. 2 - section along aa.

На фиг. 3 - общий вид на пробоотборный штуцер. In FIG. 3 is a general view of a sampling fitting.

На фиг. 4 - вид по стрелке Б. In FIG. 4 - view along arrow B.

На фиг. 5 - общий вид прямоточного устройства со стороны рукоятки с отборной камерой в рабочем положении. In FIG. 5 is a general view of the direct-flow device from the side of the handle with a selective chamber in the working position.

На фиг. 6 - общий вид прямоточного устройства, соединенного с пробоотборным штуцером в момент отбора пробы. In FIG. 6 is a general view of a straight-through device connected to a sampling fitting at the time of sampling.

На фиг. 7 - общий вид углового устройства. In FIG. 7 is a general view of a corner device.

На фиг. 8 - разрез по В-В. In FIG. 8 is a section along BB.

На фиг. 9 - общий вид углового устройства, соединенного с пробоотборным штуцером в момент отбора пробы. In FIG. 9 is a general view of a corner device connected to a sampling fitting at the time of sampling.

Поскольку устройство может быть установлено как на прямолинейном участке трубопровода, так и на участке углового поворота, то в заявке на изобретение описано два конструктивно отличающихся устройства - прямоточное и угловое. Since the device can be installed both on a straight section of the pipeline and on the corner rotation section, two structurally different devices are described in the application for invention - direct-flow and angular.

Прямоточное устройство (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, отборную камеру 2, образованную сферическим сегментом 3 и цилиндрическим сегментом 4. Сферический сегмент 3 содержит заборные отверстия 5, равномерно распределенные по сферической поверхности и в нерабочем положении закрытых эластичной подушкой 6. Сферический сегмент 3 установлен в корпусе 1 на вращательных опорах 7 и 8 с центром вращения 0₂, смещенным относительно центра устройства 0₁ на величину E, а ось сферического сегмента 0₃ смещена от оси трубопровода на величину

в сторону эластичной подушки 6. Вращательная опора 8 через сальник 9 выдвинута наружу корпуса 1 с квадратом 10 на конце под гаечный или специальный ключ. Внутри вращательной опоры 8 расположен клапан 11, поджатый пружиной 12 к манжете 13, перекрывающей боковые каналы 14 в нерабочем положении. Манжета 13 опирается на втулку 15. Торец вращательной опоры 8 герметично закрыт пробкой 16. Для фиксации рабочего положения отборной камеры 2 служит упор 17.The direct-flow device (Figs. 1 and 2) contains a housing 1, a selective chamber 2 formed by a spherical segment 3 and a cylindrical segment 4. The spherical segment 3 contains intake openings 5 evenly distributed over the spherical surface and in the idle position closed by an elastic cushion 6. Spherical segment 3 is installed in the housing 1 on the rotary supports 7 and 8 with the center of rotation 0 ₂ offset from the center of the device 0 ₁ by the value of E, and the axis of the spherical segment 0 ₃ is offset from the axis of the pipeline by

towards the elastic cushion 6. The rotational support 8 through the gland 9 is pulled out of the housing 1 with a square 10 at the end under a wrench or special key. Inside the rotary support 8 is a valve 11, preloaded by the spring 12 to the cuff 13, overlapping the side channels 14 in the idle position. The cuff 13 is supported by the sleeve 15. The end face of the rotational support 8 is hermetically closed by a plug 16. To fix the working position of the selective chamber 2, an emphasis 17 is used.

Угловое устройство (фиг.7 и 8) содержит корпус 18, отборную камеру 19, образованную цилиндром 20 и наклонной пластиной 21 с заборными отверстиями 22, равномерно расположенными на поверхности пластины 21. Наклонная пластина 21 в нерабочем положении расположена так, что не мешает движению технологического потока. Отборная камера 19 сообщена с вращательной опорой 23, внутри которой расположены клапан 24, пружина 25, манжета 26, втулка 27 и пробка 28 с уплотнителем 29. Для герметизации вращательной опоры 23 по корпусу 18 применены стандартизованные уплотнительные элементы 30; 31; 32; 33. Для ограничения вращения отборной камеры при переводе ее из нерабочего положения в рабочее служит упор 34. The corner device (Figs. 7 and 8) contains a housing 18, a selection chamber 19 formed by a cylinder 20 and an inclined plate 21 with intake openings 22 uniformly located on the surface of the plate 21. The inclined plate 21 is in the idle position so that it does not interfere with the movement of the process flow. The selection chamber 19 is in communication with the rotary support 23, inside of which there is a valve 24, a spring 25, a sleeve 26, a sleeve 27 and a plug 28 with a seal 29. To seal the rotary support 23 along the body 18, standardized sealing elements 30 are used; 31; 32; 33. To limit the rotation of the selective chamber when moving it from a non-working position to a working one, an emphasis 34 is used.

Пробоотборный штуцер (фиг. 3 и 4) содержит корпус 35 с защитной крышкой 36 и резиновым направляющим шлангом 37. Подвижный полый шток 38 поджат пружиной 39 и соединен шарнирно с рукояткой 40, вращающейся вокруг оси 41. Герметичность элементов обеспечивается уплотнителями 42 и 43. Внутренняя полость штока 38 сообщена с полостью направляющего шланга 37. The sampling fitting (Figs. 3 and 4) contains a housing 35 with a protective cover 36 and a rubber guide hose 37. The movable hollow stem 38 is spring-loaded 39 and pivotally connected to a handle 40 rotating around axis 41. The tightness of the elements is ensured by seals 42 and 43. Internal the cavity of the rod 38 is in communication with the cavity of the guide hose 37.

Прямоточное устройство работает следующем образом (фиг. 5 и 6). Удаляют пробку 16, защитную крышку 36 и вворачивают пробоотборный штуцер в резьбовой конец вращательной опоры 8. Вращают опору 8 на 90 градусов, переводя отборную камеру 2 в рабочее положение, при котором сферический сегмент 3 устанавливается поперек технологического потока, обозначенного черной стрелкой (фиг. 6), с определенным зазором "а", обеспечивающим равномерное смывание потоком сферического сегмента 3. Переводят рукоятку 40 из нерабочего положения (пунктирная линия) в рабочее (сплошная линия). При этом полый шток 38 отжимает клапан 11, и часть технологического потока (светлая стрелка) поступает в полость штока 38, далее по резиновому направляющему шлангу 37 в накопительную емкость (не показана). При переводе отборной камеры 2 из нерабочего в рабочее положение геометрическая ось 0₃ сферического сегмента 3, вращаясь вокруг оси 0₂, перемещается в точку 0₁ на величину

Такая схема привода позволяет уменьшить радиус, образующий поверхность сферического сегмента 3 с R₁ до R₂ на величину

и соответственно уменьшить габариты устройства в целом. Кроме того, взаимодействие сферического сегмента 3 и эластичной подушки 6 при эксцентричном приводе происходит без взаимного скольжения, что создает благоприятные условия эксплуатации при значительном содержании механических примесей в технологическом потоке.Direct-flow device operates as follows (Fig. 5 and 6). Remove the plug 16, the protective cover 36 and screw the sampling fitting into the threaded end of the rotary support 8. Rotate the support 8 by 90 degrees, moving the selective chamber 2 to the working position, in which the spherical segment 3 is installed across the process flow indicated by a black arrow (Fig. 6 ), with a certain clearance "a", ensuring uniform washing off by the flow of the spherical segment 3. Move handle 40 from the inoperative position (dashed line) to the working (solid line). In this case, the hollow rod 38 depresses the valve 11, and part of the process stream (light arrow) enters the rod cavity 38, then through the rubber guide hose 37 into the storage tank (not shown). When transferring the selective chamber 2 from the non-working position to the working position, the geometric axis 0 _{3 of the} spherical segment 3, rotating around the axis 0 ₂ , moves to the point 0 ₁ by the amount

This drive circuit allows you to reduce the radius forming the surface of the spherical segment 3 from R ₁ to R ₂ by

and accordingly reduce the overall dimensions of the device. In addition, the interaction of the spherical segment 3 and the elastic cushion 6 with an eccentric drive occurs without mutual sliding, which creates favorable operating conditions with a significant content of solids in the process stream.

Угловое устройство работает аналогичным образом (фиг.9). Отличительными особенностями являются: - поворот отборной камеры 19 осуществляется на угол 180 градусов; - зазор "а" образуется цилиндром 20 и корпусом 18; - наклонная пластина 21 с отборными отверстиями 22 устанавливается навстречу движущемуся технологическому потоку вдоль линии, делящей угол между осями входного и выходного каналов устройства пополам. The corner device works in a similar way (Fig. 9). Distinctive features are: - the rotation of the selective chamber 19 is carried out at an angle of 180 degrees; - the gap "a" is formed by the cylinder 20 and the housing 18; - the inclined plate 21 with selective openings 22 is set to meet the moving process stream along a line dividing the angle between the axes of the input and output channels of the device in half.

Заявляемое устройство обеспечивает отбор пробы по всему сечению технологического потока с равной интенсивностью, обеспечивая высокую степень идентификации при отборе пробы многокомпонентных газожидкостных систем, например водогазонефтяную смесь, с содержанием различных минеральных солей, механических примесей и других компонентов. Расположение клапанного узла внутри вращательной опоры в непосредственной близости к технологическому потоку не допускает замерзания устройства в зимнее время года. The inventive device provides sampling over the entire cross section of the process stream with equal intensity, providing a high degree of identification when sampling multicomponent gas-liquid systems, for example a gas-oil mixture, containing various mineral salts, solids and other components. The location of the valve assembly inside the rotary support in close proximity to the process stream prevents the device from freezing in the winter season.

Источник информации:
1. УДК 622.276.76.05(075), Бухаленко E.И., Бухаленко B.E., Б 94 Оборудование и инструмент для ремонта скважин: Учеб. для учащихся профтехобразования и рабочих на производстве.- Москва, Недра, 1991 г., страница 29.Sourse of information:
1. UDC 622.276.76.05 (075), Bukhalenko E.I., Bukhalenko BE, B 94 Equipment and tools for repairing wells: Textbook. for students of vocational education and workers in production. - Moscow, Nedra, 1991, page 29.

Claims

1. Sampling device for integrated sampling of a multicomponent gas-liquid medium, comprising a housing, a sampling chamber with sampling openings, a locking member with a control handle and a guide tube, characterized in that the sampling chamber is mounted on the rotation supports in the inoperative position and is located outside the space designed for the movement of the process stream, and in the working position inside this space, while the intake openings evenly cover part of the techno section flow, and the locking element is located in the support of rotation and is made in the form of a check valve, with the possibility of interaction with the movable rod of a removable control handle, articulated with a guide tube.

2. The sampling device according to claim 1, characterized in that the housing may have a straight through hole for the movement of the process stream.

3. The sampling device according to claim 2, characterized in that the sampling holes are uniformly located on a spherical surface having a geometric center offset from the axis of the supports of rotation by an amount E and relative to the general center of the device by an amount

4. The sampling device according to claim 2, characterized in that in the inoperative position the intake holes are closed by an elastic cushion having the shape of a concave sphere.

5. The sampling device according to claim 1, characterized in that the housing may have an angular arrangement of the inlet and outlet for the movement of the process stream.

6. The sampling device according to claim 5, characterized in that the sampling openings are evenly spaced on a flat plate overlapping in the working position a part of the flow section in the direction dividing the angle between the axes of the inlet and outlet openings of the body in half.