RU2202775C2 - Procedure to take samples of fluid from pipe-line and device for its realization - Google Patents

Procedure to take samples of fluid from pipe-line and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2202775C2
RU2202775C2 RU2001109108A RU2001109108A RU2202775C2 RU 2202775 C2 RU2202775 C2 RU 2202775C2 RU 2001109108 A RU2001109108 A RU 2001109108A RU 2001109108 A RU2001109108 A RU 2001109108A RU 2202775 C2 RU2202775 C2 RU 2202775C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
density
measuring
pipeline
flow rate
Prior art date
Application number
RU2001109108A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001109108A (en
Inventor
Р.Р. Вальшин
М.С. Немиров
Ф.М. Шарипов
Original Assignee
Вальшин Ринат Равильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Вальшин Ринат Равильевич filed Critical Вальшин Ринат Равильевич
Priority to RU2001109108A priority Critical patent/RU2202775C2/en
Publication of RU2001109108A publication Critical patent/RU2001109108A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2202775C2 publication Critical patent/RU2202775C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: oil, gas and other industries where high accuracy in establishment of parameters of fluid pumped over pipe-line is required. SUBSTANCE: in agreement with procedure intake element is placed in main pipe-line to take samples of fluid, portion of flow of main pipe-line is pumped through intake element under action of excessive pressure and through by-pass connected in series with it. One or several sample intake elements are positioned in by-pass. Samples are taken from flow through by-pass and parameters of flows in main pipe-line and bypass are determined with the aid of measuring means. Portion of flow is taken by intake element from main pipe-line with average velocity across inlet to intake element possessing single or system of intake holes. Average velocity of flow through by- pass is equal to or higher than average velocity of flow through main pipe-line. Section of by-pass in which system of single or several means measuring density is installed has potential to let flow pass with flow rate specified for density interval by measuring means. If there is dependence of density established by measuring means on flow rate through by- pass then flow rate of fluid through measuring means in this section of bypass is determined for formation of hydrodynamics of flow such that: a) flow rate is so established that change of density determined by it and recalculated in terms of fixed values of pressure and temperature amounts to half of absolute value of its change with variation of flow rate in interval in which dependence of this density on flow rate through measuring means displays tendency to decrease or increase or with proviso that b) rate of flow through means measuring density which density departed from interval of values determined in previous case by value under value d=d1-d2/2, where d1- is absolute value of change of density with variation of rate of flow through measuring means in interval of previous case is set. If number of means measuring rate of flow through by-pass is less than number of means measuring parameters of flow in it than flow in by-pass is formed on condition that total or alternating control over rate of flows through system of means measuring parameters of flow and through intake element of main pipe-line is executed. Procedure is realized with the aid of proposed device. EFFECT: provision for control over fluid pumped over through pipe-line by aggregation of its parameters. 2 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии и технике отбора проб жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется точность определения параметров перекачиваемой по трубопроводам жидкости. The invention relates to technology and techniques for sampling fluid from a pipeline and can find application in oil and other industries where accuracy is required for determining the parameters of the fluid pumped through the pipelines.

Известен способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором производят размещение в трубопроводе пробозаборного элемента из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси трубопровода входным отверстием навстречу потоку; отбор пробы пропорционально расходу потока трубопровода, при котором скорость отбора составляет не менее половины и не более двойной средней скорости потока трубопровода (ГОСТ 2517-85. п. 2.13.1.3, 2.13.1.7) [1]. There is a method of sampling liquid from a pipeline, in which a sampling element is placed in the pipeline from one sampling tube with a bent end, which is placed on the axis of the pipeline with an inlet opening facing the flow; sampling is proportional to the flow rate of the pipeline, at which the sampling rate is not less than half and not more than double the average flow rate of the pipeline (GOST 2517-85. p. 2.13.1.3, 2.13.1.7) [1].

Известно устройство для реализации данного способа, включающее пробозаборный элемент в виде одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую устанавливают на оси трубопровода входным отверстием навстречу потоку (ГОСТ 2517-85, п.2.13.1.7, черт.15) [2]. A device for implementing this method is known, including a sampling element in the form of one sampling tube with a bent end, which is installed on the axis of the pipeline with an inlet opening facing the flow (GOST 2517-85, item 2.13.1.7, Fig. 15) [2].

Недостаток данных технологий и техники отбора проб, как установлено экспериментально, качество пробы и плотность потока по поточным средствам измерения зависят от скорости отбора пробы (расхода), но отвечают разным значениям скорости отбора пробы. Как следствие, отсутствует строгий количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводу жидкости по совокупности параметров. The lack of these technologies and sampling techniques, as experimentally established, the quality of the sample and the flux density for in-line measuring instruments depend on the sampling rate (flow rate), but correspond to different values of the sampling speed. As a result, there is no strict quantitative and qualitative accounting of the fluid pumped through the pipeline for a combination of parameters.

Известен способ отбора проб жидкости из основного трубопровода, реализованный в системе отбора проб и при котором размещают в основном трубопроводе, имеющем регулятор расхода потока, средства измерения и запорную арматуру, заборный элемент, прокачивают под действием избыточного давления часть потока жидкости основного трубопровода через смеситель, размещают в обводном трубопроводе пробозаборный элемент, отбирают пробу из потока жидкости обводного трубопровода, определяют параметры потоков основного и обводного трубопроводов средствами измерения [3] (прототип способа). A known method of sampling liquid from the main pipeline, implemented in a sampling system and in which it is placed in the main pipeline having a flow rate regulator, measuring instruments and shut-off valves, intake element, is pumped under the action of overpressure part of the liquid flow of the main pipeline through the mixer, placed a sampling element in the bypass pipe, a sample is taken from the liquid stream of the bypass pipe, the flow parameters of the main and bypass pipelines are determined you measurements [3] (prototype method).

Известно устройство для реализации данного способа, включающее установленный в основном трубопроводе заборный элемент, обводной трубопровод с регулятором расхода жидкости, средствами измерения параметров потока, запорной арматурой, последовательно соединенный с заборным элементом через смеситель, пробозаборный элемент, установленный на обводном трубопроводе, пробосборник и средство для создания избыточного давления на заборном элементе основного трубопровода [4] (прототип устройства). A device for implementing this method is known, including a sampling element installed in the main pipeline, a bypass pipe with a fluid flow regulator, means for measuring flow parameters, shutoff valves, connected in series with the sampling element through a mixer, a sampling element mounted on the bypass pipe, a sampling device and means for creating excess pressure on the intake element of the main pipeline [4] (prototype device).

Недостаток данных технологии и техники отбора проб, как установлено экспериментально, качество отбираемой из трубопровода пробы и плотность потока, определяемая поточным средством измерения, не могут определяться независимо друг от друга, так как зависят от скорости отбора пробы (расхода). Кроме того, часто параметры основного трубопровода, заборного устройства, обвязка обводного трубопровода со средствами измерения плотности таковы, что при изокинетическом отборе пробы через средство измерения плотности потока невозможно обеспечить расход, определяемый паспортом завода изготовителя этого средства измерения (он либо меньше, либо больше необходимого расхода потока). В результате нарушается работа средств измерения плотности, устройств отбора пробы и, как следствие, строгий количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводу жидкости по совокупности параметров от средств измерения и по результатам анализа отбираемой пробы. The lack of data from the technology and sampling technology, as experimentally established, the quality of the sample taken from the pipeline and the flow density determined by the flow measuring device cannot be determined independently from each other, since they depend on the sampling speed (flow rate). In addition, often the parameters of the main pipeline, the intake device, the strapping of the bypass pipe with density measuring instruments are such that when isokinetic sampling through the flow density measuring instrument it is impossible to provide the flow determined by the manufacturer’s passport of this measuring instrument (it is either less or more than the required flow flow). As a result, the operation of density measuring instruments, sampling devices, and, as a result, strict quantitative and qualitative accounting of the fluid pumped through the pipeline by the totality of the parameters from the measuring instruments and by the results of the analysis of the sample taken, is disrupted.

Техническим результатом данного изобретения является осуществление строгого количественного и качественного учета перекачиваемой по трубопроводу жидкости по совокупности параметров. The technical result of this invention is the implementation of strict quantitative and qualitative accounting of the fluid pumped through the pipeline for a combination of parameters.

Для достижения технического результата в способе отбора проб жидкости из основного трубопровода, при котором осуществляют размещение в основном трубопроводе заборного элемента, прокачку под воздействием избыточного давления части потока основного трубопровода через заборный элемент и последовательно соединенный с ним обводной трубопровод, размещение в обводном трубопроводе одного или нескольких пробозаборных элементов, отбор пробы из потока обводного трубопровода, определение параметров потоков основного и обводного трубопроводов средствами измерения или параметров средств измерений, согласно изобретению отбор части потока заборным элементом основного трубопровода осуществляют со средней скоростью на входе в заборный элемент основного трубопровода, имеющего одно или систему заборных отверстий, которая составляет не менее половины средней скорости потока основного трубопровода, а участок обводного трубопровода, на котором установлена система из одного или нескольких средств измерения плотности, выполнен с возможностью пропускания потока с расходом в заданном средствами измерения плотности интервале, например, на нем формируют гидродинамику потока путем его разделения, часть которого направляют через участок обводного трубопровода, на котором установлена система средств измерения плотности, а другую часть направляют по разветвлению обводного трубопровода в обход участка обводного трубопровода, на котором установлена система средств измерения плотности, причем в случае, когда имеет место зависимость определяемой средством измерения плотности от расхода через него потока, при формировании гидродинамики потока расход жидкости через средство измерения плотности устанавливают из условия а), когда расход потока устанавливают так, что изменение определяемой им плотности, пересчитанной к фиксированным значениям давления и температуры, например к 0 МПа и 20oС, составляет половину абсолютной величины ее изменения при вариации расхода потока в интервале, в котором зависимость этой плотности от расхода потока через средство измерения имеет тенденцию к уменьшению или возрастанию, или из условия б), когда через средство измерения плотности устанавливают расход потока, плотность которого отклонялась от определяемого в предыдущем случае интервала значений, но не более величины d=d1-d2/2, где d1 - абсолютная погрешность определения плотности средством измерения, d2 - абсолютная величина изменения плотности при вариации расхода потока через средство измерения в интервале в предыдущем случае, при этом в случае использования меньшего числа средств измерения расхода потока обводного трубопровода, чем число установленных на нем средств измерения параметров потока, формирование потока в обводном трубопроводе осуществляют из условия общего или поочередного контроля расхода потоков через систему средств измерения параметров потока и через заборный элемент основного трубопровода.To achieve a technical result in the method of sampling liquid from the main pipeline, in which the intake element is placed in the main pipeline, part of the main pipeline flow is pumped through the intake element and the bypass pipe connected to it in series, the one or more sampling elements, sampling from the bypass pipeline flow, determining the flow parameters of the main and bypass pipeline With measuring instruments or measuring instrument parameters, according to the invention, the selection of a part of the flow by the intake element of the main pipeline is carried out with an average speed at the inlet to the intake element of the main pipeline having one or a system of intake holes, which is at least half the average flow rate of the main pipeline, and the section of the bypass the pipeline on which the system is installed from one or more density measuring instruments is configured to transmit a flow with a flow rate in the rear For example, a flow hydrodynamics is formed on it by separating it, part of which is directed through a section of the bypass pipeline on which the density measuring system is installed, and the other part is directed along the branch of the bypass pipeline, bypassing the section of the bypass pipeline on which a system of density measuring instruments, and in the case when there is a dependence of the density determined by the measuring means on the flow rate through it, when According to hydrodynamics of the flow, the fluid flow rate through the density measuring means is established from condition a), when the flow rate is set so that the change in the density determined by it, recalculated to fixed values of pressure and temperature, for example, to 0 MPa and 20 o С, is half the absolute value of its change when the flow rate is varied in the range in which the dependence of this density on the flow rate through the measuring means tends to decrease or increase, or from condition b), when through the measuring means of the density are set flow rate, the density of which deviates from the previous case defined interval of values, but not a magnitude of d = d 1 -d 2/2, where d 1 - absolute accuracy of determining the density measuring means, d 2 - the absolute value of the change in density at variations in the flow rate through the measuring means in the interval in the previous case, while in the case of using fewer means of measuring the flow rate of the bypass pipeline than the number of means for measuring the flow parameters installed on it, f rmirovanie flow in the loop was carried out from the general conditions of flow or control flow alternately through the means of measurement system parameters and flow through the main intake pipe element.

Экспериментально установлено, что представительность пробы из неоднородного потока, полученной по способу-прототипу [3], реализованному при помощи устройства отбора проб [4] на горизонтальном участке основного трубопровода (в котором на верху основного трубопровода устанавливается заборный элемент [5], а на обводном трубопроводе - пробозаборный элемент [2]), с увеличением скорости отбираемой части потока изменяется, - представительность пробы повышалась с увеличением скорости отбора части потока заборным элементом основного трубопровода от значения 0.5 средней скорости потока основного трубопровода и, наоборот, падала при уменьшении скорости отбора. Таким образом, чтобы повысить представительность пробы по способу-прототипу [3] , реализованному с применением устройства [4], необходимо увеличить скорость потока через заборный элемент основного трубопровода и последовательно соединенный с ним обводной трубопровод. Увеличение этой скорости может нарушить работу средства измерения плотности, поскольку расход потока через него ограничен [6]. При осуществлении заявляемого способа отбираемый заборным элементом основного трубопровода поток разделяют, одну из частей которого направляют через участок обводного трубопровода, на котором установлена система средств измерения плотности, а другую часть направляют по разветвлению обводного трубопровода в обход участка обводного трубопровода, на котором установлена система средств измерения плотности. В результате, операция отбора пробы по заявляемому способу в отличие от прототипа [3], во-первых, не приводит к нарушению работы средства измерения плотности даже, если расход потока через заборный элемент не соответствует заданному расходу средством измерения плотности, во-вторых, позволяет выбрать (например, опытным путем) расходы через заборный элемент основного трубопровода (включая изокинетический отбор пробы), при которых для используемого заборного элемента основного трубопровода будет обеспечена наиболее высокая представительность пробы. Кроме того, в случае, когда имеет место зависимость определяемой средством измерения плотности от расхода потока (экспериментально установлено, что такая зависимость имеет место для средств измерения плотности [6] ), при осуществлении заявляемого способа плотность потока усредняется, а именно определяется при условии а) (то есть при условии, чтобы изменение определяемой средством измерения плотности составляло половину абсолютной величины ее изменения при вариации расхода потока в заданном средством измерения интервале) или при менее жестком условии, чем а), и более просто осуществимом условии б) (то есть при условии, чтобы плотность отклонялась от определяемой по условию а) не более величины d=d1-d2/2, где d1- абсолютная погрешность определения плотности средством измерения, определяемая по паспорту завода изготовителя средства измерения, d2 - абсолютная величина изменения плотности при изменении расхода в интервале из а), определяемая при пересчете плотности к давлению 0 МПа и температуре 20oС. Определение плотности потока средством измерения при условии а) не зависит от расхода потока на заборном элементе основного трубопровода. Определение плотности потока средством измерения при условии б) также не приводит к нарушению работы этого средства измерения плотности при любых расходах на заборном элементе основного трубопровода. Следовательно, при осуществлении заявляемого способа отбора пробы на средстве измерения плотности всегда обеспечивается расход потока, определяемый средством измерения плотности независимо от расхода потока через заборный элемент основного трубопровода. В результате учет количества перекачиваемой по трубопроводу жидкости с применением заявляемого способа можно будет осуществлять и при расходе через заборный элемент основного потока, при котором способ-прототип [3] оказывается не работоспособным.It was experimentally established that the representativeness of the sample from an inhomogeneous stream obtained by the prototype method [3], implemented using a sampling device [4] on a horizontal section of the main pipeline (in which a sampling element [5] is installed on top of the main pipeline, and on the bypass pipeline - sampling element [2]), changes with increasing speed of the selected part of the flow, - the representativeness of the sample increased with increasing speed of taking part of the flow by the intake element of the main pipeline from a value of 0.5 of the average flow rate of the main pipeline and, conversely, fell with a decrease in the sampling rate. Thus, in order to increase the representativeness of the sample according to the prototype method [3], implemented using the device [4], it is necessary to increase the flow rate through the intake element of the main pipeline and the bypass pipe connected to it in series. An increase in this velocity can disrupt the operation of the density measuring instrument, since the flow rate through it is limited [6]. In the implementation of the proposed method, the flow taken by the intake element of the main pipeline is divided, one of the parts of which is routed through the bypass pipe section on which the density measuring system is installed, and the other part is directed by the branch of the bypass pipe, bypassing the bypass pipe section on which the measuring system is installed density. As a result, the operation of sampling according to the claimed method, in contrast to the prototype [3], firstly, does not lead to disruption of the density measuring instrument even if the flow rate through the intake element does not correspond to the given flow rate by the density measuring instrument, and secondly, it allows to choose (for example, by experience) the costs through the intake element of the main pipeline (including isokinetic sampling) at which the highest representative value will be ensured for the used intake element of the main pipeline st test. In addition, in the case when there is a dependence of the density determined by the means of measuring the flow rate (it has been experimentally established that such a dependence takes place for the density measuring means [6]), when implementing the proposed method, the flux density is averaged, namely, it is determined under condition a) (that is, provided that the change in the density determined by the measuring instrument is half the absolute value of its change when the flow rate is varied in the interval specified by the measuring instrument) or at less than STKOM condition than a), and more easily workable condition b) (i.e., provided that the density deviate from determined by a) not more than value d = d 1 -d 2/2, where d 1 - absolute accuracy of determining the density measuring instrument, determined by the manufacturer’s passport of the measuring instrument, d 2 - the absolute value of the density change when the flow rate changes in the interval from a), determined by converting the density to a pressure of 0 MPa and a temperature of 20 o C. Determination of the flow density by the measuring instrument under condition a) independent of p gathering flux on the main pipe fence elements. The determination of the flux density by the measuring device under condition b) also does not lead to a disruption of the operation of this density measuring device at any costs on the intake element of the main pipeline. Therefore, when implementing the inventive method of sampling on a means of measuring density, a flow rate is always ensured, determined by a means of measuring density, regardless of the flow rate through the intake element of the main pipeline. As a result, accounting for the amount of fluid pumped through the pipeline using the proposed method can also be carried out at a flow rate through the intake element of the main stream, in which the prototype method [3] is not operable.

Еще одно преимущество заявляемого способа - отбор пробы можно осуществлять с меньшим количеством средств измерения расхода потока обводного трубопровода, чем число установленных на обводном трубопроводе средств измерения, поскольку формирование потока в обводном трубопроводе осуществляют из условия общего или поочередного контроля расхода потоков через систему средств измерения параметров потока и через заборный элемент основного трубопровода. Another advantage of the proposed method is that sampling can be carried out with fewer means of measuring the flow rate of the bypass pipeline than the number of measuring instruments installed on the bypass pipe, since the formation of the flow in the bypass pipe is carried out from the condition of the general or alternate control of the flow rate through the system of measuring instruments for flow parameters and through the intake element of the main pipeline.

Таким образом, осуществление перечисленных операций заявляемого способа позволит выбирать необходимый (для получения представительной пробы) расход потока на заборном элементе основного трубопровода, при котором не будет нарушена работа средств измерения плотности. То есть плотность, определяемая средством измерения (системой средств), будет соответствовать заданному средствами измерения плотности интервалу значений. Благодаря этому учет перекачиваемой по основному трубопроводу жидкости по совокупности параметров плотности и параметров, определяемых по пробе, будет более точный, нежели с применением способа-прототипа [3]. Thus, the implementation of the above operations of the proposed method will allow you to select the required (to obtain a representative sample) flow rate at the intake element of the main pipeline, in which the density measuring instruments will not be interrupted. That is, the density determined by the measuring means (system of means) will correspond to the range of values specified by the means of measuring density. Due to this, the accounting of the fluid pumped through the main pipeline by the combination of density parameters and parameters determined by the sample will be more accurate than using the prototype method [3].

Применение заявляемого способа позволит осуществлять более точный количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводам жидкости, осуществляемый по совокупности параметров, уменьшить потери при товарно-коммерческих операциях. The application of the proposed method will allow for more accurate quantitative and qualitative metering of the fluid pumped through the pipelines, carried out by the totality of parameters, to reduce losses during commercial operations.

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое включает установленный в основном трубопроводе заборный элемент, обводной трубопровод с регулятором расхода жидкости, средствами измерения параметров потока, запорной арматурой, последовательно соединенный с заборным элементом, средства измерения параметров потока, пробозаборный элемент, установленный на обводном трубопроводе, пробосборник и средство для создания избыточного давления на заборном элементе основного трубопровода, согласно изобретению основной и обводной трубопроводы связаны со средствами измерения параметров потока из условия формирования гидродинамики потока, при которой скорость потока на входе в заборное устройство составляет не менее 0,5 скорости потока основного трубопровода, а участок обводного трубопровода, где установлено средство измерения плотности, выполнен с возможностью пропускания потока с постоянным расходом в заданном средствами измерения плотности интервале, при этом в случае использования одного средства измерения расхода потока обводного трубопровода для контроля расхода жидкости через заборный элемент основного трубопровода и средство измерения плотности, обвязка обводного трубопровода с монтируемыми на нем элементами выполняется из условия осуществления поочередного контроля расхода потоков через систему средств измерения плотности и через заборный элемент основного трубопровода. To achieve a technical result in the implementation of the proposed method, a device is used that includes a sampling element installed in the main pipeline, a bypass pipeline with a fluid flow regulator, means for measuring flow parameters, shutoff valves, connected in series with the intake element, means for measuring flow parameters, a sampling element installed on the bypass pipe, a sampler and means for creating excess pressure on the intake element of the main pipe yes, according to the invention, the main and bypass pipelines are connected with means for measuring the flow parameters from the conditions for the formation of flow hydrodynamics, in which the flow rate at the inlet of the intake device is at least 0.5 the flow rate of the main pipeline, and the section of the bypass pipeline where the density measuring means is installed made with the possibility of transmitting a flow with a constant flow rate in the interval specified by the means of measuring density, while in the case of using one means of measuring flow An ode of the bypass pipeline flow to control the flow of liquid through the intake element of the main pipeline and the density measuring means, the strapping of the bypass pipeline with the elements mounted on it is carried out from the condition of alternately controlling the flow rate through the density measuring system and through the intake element of the main pipeline.

Экспериментально установлено, что представительность пробы из неоднородного потока, полученной на устройстве для отбора проб из трубопровода [4] (прототип), в котором на верху основного трубопровода устанавливался заборный элемент [5] , а на обводном трубопроводе - пробозаборный элемент [2], с увеличением скорости потока нефти через последовательно соединенные заборный элемент основного трубопровода с обводным трубопроводом изменяется, - представительность пробы повышалась с увеличением скорости потока обводного трубопровода от значения 0.5 средней скорости потока основного трубопровода. Таким образом, чтобы повысить представительность пробы, необходимо увеличить скорость потока через заборный элемент основного трубопровода и последовательно соединенный с ним обводной трубопровод. Это увеличение скорости потока может нарушить работу средства измерения плотности, поскольку расход потока через него ограничен [6]. Чтобы работа средств измерений плотности не зависела от расхода отбираемой заборным элементом части потока основного трубопровода, в заявляемом устройстве обводной трубопровод связан со средствами измерения параметров таким образом, чтобы через систему средств измерения плотности можно было установить постоянный расход, отличный от расхода через заборный элемент основного трубопровода. При такой обвязке обводного трубопровода со средствами измерения параметров потока определяемая ими плотность потока (при неизменных физико-химических его параметрах) не зависит от расхода потока через заборный элемент и последовательно соединенный с ним обводной трубопровод. В результате плотность потока средством измерения будет определена даже в случае, если расход потока через заборный элемент основного трубопровода не входит в заданный средством измерения интервал значений плотности (см., например, [6]). Кроме того, в отличие от устройства-прототипа [4] заявляемое устройство позволит отбирать пробу с использованием одинакового или меньшего числа средств измерения расхода потока обводного трубопровода, поскольку обвязка обводного трубопровода с заборным элементом основного трубопровода и средствами измерения плотности выполняется из условия поочередного контроля расхода потока через заборный элемент основного трубопровода и систему средств измерения плотности. It was experimentally established that the representativeness of the sample from an inhomogeneous stream obtained on a device for sampling from a pipeline [4] (prototype), in which a sampling element [5] was installed on the top of the main pipeline, and a sampling element [2] on the bypass pipe, with an increase in the oil flow rate through the intake pipe in series with the bypass pipe is connected in series; the representativeness of the sample increases with an increase in the bypass pipe flow rate from 0.5 average flow rate of the main pipe. Thus, in order to increase the representativeness of the sample, it is necessary to increase the flow rate through the intake element of the main pipeline and the bypass pipe connected to it in series. This increase in flow rate can disrupt the operation of the density measuring device, since the flow rate through it is limited [6]. In order for the operation of the density measuring instruments not to depend on the flow rate of the main pipeline flow part taken by the intake element, in the inventive device, the bypass pipeline is connected to the parameter measuring means in such a way that a constant flow rate different from the flow rate through the main pipeline intake element can be established through the density measuring system . With such a strapping of the bypass pipeline with the means of measuring the flow parameters, the flux density determined by them (with its physical and chemical parameters unchanged) does not depend on the flow rate through the intake element and the bypass pipeline connected in series with it. As a result, the flow density by the measuring means will be determined even if the flow rate through the intake element of the main pipeline is not included in the density range specified by the measuring means (see, for example, [6]). In addition, unlike the prototype device [4], the claimed device will allow you to take a sample using the same or fewer means of measuring the flow rate of the bypass pipeline, since the binding of the bypass pipeline with the intake element of the main pipeline and density measuring instruments is performed from the condition of the flow rate control in turn through the intake element of the main pipeline and the system of means for measuring density.

Таким образом, благодаря выполнению элементов заявляемого устройства из указанных условий отбор более представительной пробы заявляемым устройством в отличие от устройства-прототипа [4] гарантирует стабильную работу средств измерения плотности, благодаря чему учет перекачиваемой по основному трубопроводу жидкости по совокупности параметров будет осуществляться более точно, нежели с применением устройства-прототипа [4]. Thus, due to the implementation of the elements of the inventive device from the above conditions, the selection of a more representative sample by the inventive device, in contrast to the prototype device [4], guarantees stable operation of density measuring instruments, due to which the calculation of the fluid pumped through the main pipeline through the set of parameters will be more accurate than using the prototype device [4].

Заявляемые способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления могут конкретно применяться, например, на нефтепромыслах - на коммерческих узлах учета нефти. The inventive method of sampling liquid from a pipeline and a device for its implementation can be specifically applied, for example, in oil fields - at commercial oil metering stations.

Заявляемый способ отбора проб жидкости из трубопровода осуществляется следующим образом. The inventive method of sampling fluid from the pipeline is as follows.

В основном трубопроводе, по которому транспортируют жидкость, производят размещение заборного элемента, прокачку под воздействием избыточного давления части потока трубопровода через заборный элемент и последовательно соединенный с ним обводной трубопровод части потока основного трубопровода с возвращением прокачиваемой части в основной трубопровод, при которой скорость на входе заборного элемента поддерживают не менее половины средней скорости потока основного трубопровода; путем разделения потока обводного трубопровода на части и направления одной из них по разветвлению обводного трубопровода в обход системы средств измерения плотности, через систему средств измерения плотности потока обводного трубопровода, устанавливают постоянный расход в заданном средствами измерения плотности интервале; расходы потоков контролируют средствами измерения расходов потоков; далее размещают в обводном трубопроводе пробозаборный элемент, при помощи которого под воздействием избыточного давления с внешней средой отбирают пробу в пробосборник. Отобранную в пробосборник пробу направляют на анализ - определение относительного содержания балласта в пробе. В случае определения плотности средством измерения, для которого имеет место зависимость плотности от расхода потока через это средство измерения (например, [6]), через средство измерения плотности устанавливают расход в соответствии с одним из условий а) или б): а) когда расход потока устанавливают так, что изменение определяемой им плотности, пересчитанной к фиксированным значениям давления и температуры, например к 0 МПа и 20oС, составляет половину абсолютной величины ее изменения при вариации расхода потока в интервале, в котором зависимость этой плотности от расхода потока через средство измерения имеет тенденцию к уменьшению или возрастанию, или из условия б), когда через средство измерения плотности устанавливают расход потока, плотность которого отклонялась от определяемого в предыдущем случае интервала значений, но не более величины d= d1-d2/2, где d1 - абсолютная погрешность определения плотности средством измерения, d2 - абсолютная величина изменения плотности при вариации расхода потока через средство измерения в интервале в предыдущем случае.In the main pipeline, through which liquid is transported, the intake element is placed, part of the pipeline flow is pumped through the intake element under the influence of excessive pressure, and the bypass pipeline of the main pipeline flow part is connected in series with it, the pumped part is returned to the main pipeline, at which the intake velocity element support at least half the average flow rate of the main pipeline; by dividing the bypass pipeline flow into parts and directing one of them along the branching of the bypass pipeline bypassing the density measuring means system, through the system of the bypass pipeline flow density measuring means, the constant flow rate is established in the interval specified by the density measuring means; flow rates are controlled by means of measuring flow rates; Then a sampling element is placed in the bypass pipeline, by which, under the influence of excessive pressure with the external environment, a sample is taken into the sampler. The sample taken in the sampler is sent for analysis - determination of the relative content of ballast in the sample. In the case of determining the density by means of measurement, for which there is a dependence of density on the flow rate through this means of measurement (for example, [6]), through the means of measuring density set the flow rate in accordance with one of the conditions a) or b): a) when the flow rate flow adjusted so that the change in their density determined restated to fixed values of pressure and temperature, such as 0 MPa and 20 o C, is half the absolute value of it changes with variation in the flow rate range in which the dependence spine of the density of the flow rate through the measuring means tends to decrease or increase, or from b), when the through means of density measurement set flow rate, the density of which deviates from the designated in the previous case, the interval values, but not a magnitude of d = d 1 -d 2/2, where d 1 - absolute accuracy of determining the density measuring means, d 2 - the absolute value of the change in density by varying the flow rate through the measurement means in the range in the previous case.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже представлен один из вариантов заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода. The drawing shows one of the variants of the claimed device for sampling liquid from a pipeline.

Устройство включает заборный элемент из пяти заборных трубок 1-5 с загнутыми концами, установленных вертикально по диаметру трубопровода (основного) 6, оси входных отверстий 7-11 которых расположены параллельно продольной оси трубопровода, направлены навстречу потоку и удалены друг от друга на расстояние 0.2 диаметра трубопровода, при этом входное отверстие центральной трубки 3 расположено на оси трубопровода 6. Противоположные концы 1-5 входят в смесительную камеру 12. Диаметры заборных трубок 1-5 к центру трубопровода 6 уменьшаются в соответствии с соотношением 13:10:6; кроме того, устройство включает обводной трубопровод 13 для прокачки по нему части потока трубопровода 6, отбираемого через заборный элемент (система трубок 1-5) трубопровода 6 под воздействием избыточного давления, и возвращения его по обводному трубопроводу 13 в трубопровод 6; обводной трубопровод 13 последовательно соединен со смесительной камерой 12; на обводном трубопроводе 13 установлен регулятор 14 расхода жидкости для ее регулировки через средства измерения параметров потока - средство измерения плотности 15 (использовался поточный плотномер [6] ), температуры 16, давления 17, при этом регулятор расхода жидкости 14 расположен после средства измерения давления 17 (расположение определяется по ходу следования потока обводного трубопровода 13); пробозаборный элемент обводного трубопровода 13 расположен после регулятора 14 расхода жидкости и представляет собой трубку 18 с загнутым концом, ось входного отверстия 19 которого расположена параллельно оси обводного трубопровода 13, при этом входное отверстие 19 расположено на продольной оси обводного трубопровода 13 и направлено навстречу потоку; на выходе пробозаборной трубки 18 установлен кран 20 и накопительная емкость 21; контроль за расходом потока обводного трубопровода 13 осуществляется средством измерения расхода 22; для разделения потока перед средством измерения плотности 15 обводной трубопровод 13 имеет рабочее 23 и контрольное разветвления 24 с общим участком 25, который соединяется с обводным трубопроводом 13 между регулятором 14 расхода жидкости и пробозаборной трубкой 18; на разветвлении 23 обводного трубопровода 13 установлен кран 26, на 24 - кран 27. Избыточное давление в обводном трубопроводе 13 и на системе заборных трубок 1-5 создается при помощи диафрагмы 28, расположенной между заборным элементом трубопровода 6 и концом обводного трубопровода 13, расположенное (по ходу потока) за заборным элементом трубопровода 6. Узел трубопровода 6, где установлено одно средство измерения расхода потока 30 трубопровода 6, представляет собой сужение 29. The device includes an intake element of five intake tubes 1-5 with bent ends mounted vertically along the diameter of the pipeline (main) 6, the axes of the inlet openings 7-11 of which are parallel to the longitudinal axis of the pipeline, are directed towards the flow and are separated from each other by a distance of 0.2 diameter the pipeline, while the inlet of the Central tube 3 is located on the axis of the pipeline 6. The opposite ends 1-5 enter the mixing chamber 12. The diameters of the intake pipes 1-5 to the center of the pipeline 6 are reduced accordingly Wii with a ratio of 13: 10: 6; in addition, the device includes a bypass pipe 13 for pumping through it part of the flow of the pipe 6, taken through the intake element (pipe system 1-5) of the pipe 6 under the influence of excessive pressure, and returning it through the bypass pipe 13 to the pipe 6; the bypass pipe 13 is connected in series with the mixing chamber 12; a liquid flow regulator 14 is installed on the bypass pipe 13 to adjust it through the flow parameter measuring means — a density measuring means 15 (a flow densitometer [6] was used), temperature 16, pressure 17, and the liquid flow regulator 14 is located after the pressure measuring means 17 ( the location is determined in the direction of flow of the bypass pipe 13); the sampling element of the bypass pipe 13 is located after the fluid flow controller 14 and is a tube 18 with a bent end, the axis of the inlet 19 of which is parallel to the axis of the bypass pipe 13, while the inlet 19 is located on the longitudinal axis of the bypass pipe 13 and is directed towards the flow; at the outlet of the sampling tube 18, a crane 20 and a storage tank 21 are installed; control of the flow rate of the bypass pipe 13 is carried out by means of measuring the flow rate 22; to separate the flow in front of the density measuring means 15, the bypass pipe 13 has a working 23 and a control branch 24 with a common section 25, which is connected to the bypass pipe 13 between the fluid flow regulator 14 and the sampling tube 18; a tap 26 is installed on branch 23 of the bypass pipe 13, and a crane 27 is installed on the 24th. Excess pressure in the bypass pipe 13 and on the intake pipe system 1-5 is created using a diaphragm 28 located between the intake pipe element 6 and the end of the bypass pipe 13, located ( in the direction of flow) behind the intake element of the pipeline 6. The node of the pipeline 6, where one means of measuring the flow rate of the stream 30 of the pipeline 6 is installed, is a narrowing 29.

Пробозаборное устройство предназначено для отбора пробы из потока трубопровода 6 в два этапа: первый - это отбор части потока трубопровода 6 через систему заборных трубок 1-5, объединение его в единый поток в смесителе 12 и, далее, прокачка его через обводной трубопровод 13 с последующим возвращением в трубопровод 6, при этом прокачку части потока трубопровода 6 осуществляют под воздействием избыточного давления, для создания которого служит диафрагма 28 трубопровода 6; второй этап - отбор пробы под воздействием избыточного давления, которую отбирают пробозаборной трубкой 18 из потока обводного трубопровода 13. Для сбора пробы служит накопительная емкость 21. Изокинетичность отбора пробы из обводного трубопровода 13 при этом устанавливается вентилем 20. The sampling device is intended for sampling from the flow of the pipeline 6 in two stages: the first is the selection of a portion of the flow of the pipeline 6 through the intake pipe system 1-5, combining it into a single stream in the mixer 12, and then pumping it through the bypass 13 with the subsequent returning to the pipeline 6, while pumping part of the flow of the pipeline 6 is carried out under the influence of excess pressure, which is created by the diaphragm 28 of the pipeline 6; the second stage is the sampling under the influence of excess pressure, which is taken by the sampling pipe 18 from the bypass pipe stream 13. To collect the sample, the storage tank 21 is used. The sampling rate from the bypass pipe 13 is isokinetically established by the valve 20.

Параллельно с анализом пробы на состав определяются также температура, давление, плотность потока трубопровода 6 при помощи средств измерения температуры 16, давления 17, плотности 15 (температура и давление учитываются при определении плотности средством измерения плотности 15). Учет перекачиваемой по трубопроводу 6 жидкости осуществляется непрерывно при обработке на ЭВМ перечисленных параметров потока трубопровода 6 (а также пересчет плотности потока к давлению 0 МПа и температуре 20oС) по программам, составленным на основе нормативных документов, например [7].In parallel with the analysis of the sample for composition, the temperature, pressure, and flow density of the pipeline 6 are also determined by means of measuring temperature 16, pressure 17, and density 15 (temperature and pressure are taken into account when determining density by means of density measuring 15). Accounting for the fluid pumped through the pipeline 6 is carried out continuously when processing the listed parameters of the pipeline 6 flow (on the computer) and the conversion of the flux density to pressure 0 MPa and a temperature of 20 o C) according to programs compiled on the basis of regulatory documents, for example [7].

Для исключения влияния, которое оказывает на работу средства измерения плотности 15 изменение расхода потока обводного трубопровода 13, перед средством измерения плотности 15 на обводном трубопроводе 13 выполнено разветвление 23, 25. Разветвление 23, 25 обводного трубопровода 13 служит для разделения потока обводного трубопровода 13, при котором запорная арматура 26 открыта, а 27 закрыта, при этом расход части потока обводного трубопровода 13, которая проходит через средство измерения плотности 15, температуры 16, давления 17, устанавливается регулятором 14 расхода жидкости по средству измерения расхода потока 22 постоянным. Диаметры заборных трубок 1-5 (а также площадь поперечного сечения сужения 29 трубопровода 6, диаметр трубопровода 6, диаметр участка 31 обводного трубопровода 13, где установлено средство измерения давления 17) выбраны заранее расчетным путем для конкретного расхода потока трубопровода 6 (конкретные данные приводятся ниже) так, чтобы в обводном трубопроводе 13 на участке расположения средства измерения плотности 15 расход потока был постоянным (конкретные значения указаны в примерах ниже) и принадлежал интервалу расходов для средства измерения плотности (определяемого паспортом средства измерения плотности). Разветвления 23-25 и 24-25 обводного трубопровода 13 служат для разделения потока обводного трубопровода 13 перед средством измерения плотности 15 и поочередного контроля расхода потока в обводном трубопроводе 13 и на средстве измерения плотности 15. Расход потока при этом контролируют при помощи средства измерения 22: при закрытом кране 26 и открытом 27 определяют общий расход обводного трубопровода 13, при открытом кране 26 и закрытом 27 определяют расход потока на средстве измерения плотности 15. Использование диафрагмы 28 в качестве устройства для создания в обводном трубопроводе 13 избыточного давления позволяет обеспечить необходимый расход потока через заборный элемент (заборные трубки 1-5) трубопровода 6 и последовательно соединенный с ним обводной трубопровод 13. To eliminate the influence that the means of measuring density 15 has on the change in the flow rate of the bypass pipe 13, a branching 23, 25 is made before the means of measuring the density 15 on the bypass pipe 13. The branching 23, 25 of the bypass pipe 13 serves to separate the flow of the bypass pipe 13, when which shut-off valve 26 is open, and 27 is closed, while the flow rate of part of the flow of the bypass pipe 13, which passes through the means of measuring density 15, temperature 16, pressure 17, is set ohm 14 fluid flow by means of measuring flow rate 22 constant. The diameters of the intake pipes 1-5 (as well as the cross-sectional area of the narrowing 29 of the pipe 6, the diameter of the pipe 6, the diameter of the section 31 of the bypass pipe 13, where the pressure measuring device 17 is installed) were selected in advance by calculation for a specific flow rate of the pipe 6 (specific data are given below ) so that in the bypass pipe 13 at the location of the density measuring means 15, the flow rate is constant (specific values are shown in the examples below) and belong to the flow range for the measuring means density (defined by the passport means of measuring density). Branches 23-25 and 24-25 of the bypass pipe 13 are used to separate the flow of the bypass pipe 13 in front of the density measuring means 15 and sequentially controlling the flow rate in the bypass pipe 13 and the density measuring means 15. The flow rate is controlled using the measuring means 22: when the valve 26 is closed and open 27, the total flow rate of the bypass pipe 13 is determined; when the valve 26 is open and the valve 27 is closed, the flow rate is determined on the density measuring means 15. Using the diaphragm 28 as a device for Building in the bypass line 13 allows excess pressure to provide the desired flow rate through the intake element (intaking pipe 1-5) conduit 6 and successively coupled thereto a bypass line 13.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода работает следующим образом. A device for sampling fluid from a pipeline works as follows.

Часть жидкости трубопровода 6 (основного) под избыточным давлением, создаваемым при помощи диафрагмы 28, поступает через систему заборных трубок 1-5 в смеситель 12 и далее прокачивается по обводному трубопроводу 13 с последующим возвращением в трубопровод 6. Транспортируемый таким образом по обводному трубопроводу 13 поток перед средством измерения плотности 15 разделяют на два: одна часть потока направляется через средства измерения плотности 15, температуры 16, давления 17, другая направляется в обход указанных средств измерений 15-17 по рабочему разветвлению 23, 25 обводного трубопровода 13 (когда кран 26 открыт, а 27 закрыт). При этом постоянный расход потока через средство измерения плотности 15 устанавливают регулятором 14 расхода жидкости с использованием средства измерения расхода потока 22 (конкретные значения расходов приводятся в примерах ниже). При помощи средств измерения плотности 15, температуры, давления 17 определяются параметры потока обводного трубопровода 13 - плотность, температура, давление. После прохождения средств измерения 15-17 и рабочего разветвления 23, 25 обводного трубопровода 13 разделенный на две части поток обводного трубопровода 13 перед пробозаборной трубкой 18 вновь объединяется в единый (на участке 32 обводного трубопровода 13), из которого пробозаборной трубкой 18 отбирают пробу в накопительную емкость 21 для ее последующего анализа. A part of the liquid of the pipeline 6 (main) under the excess pressure created by the diaphragm 28 enters through the intake pipe system 1-5 into the mixer 12 and then is pumped through the bypass pipe 13 with the subsequent return to the pipe 6. The stream transported in this way through the bypass pipe 13 in front of the density measuring instrument 15 is divided into two: one part of the flow is directed through the density measuring instruments 15, temperature 16, pressure 17, the other is bypassing the indicated measuring instruments 15-17 by the working branching 23, 25 of the bypass pipe 13 (when the valve 26 is open and 27 is closed). In this case, a constant flow rate through the density measuring means 15 is set by the fluid flow regulator 14 using the flow rate measuring means 22 (specific flow rates are given in the examples below). Using the means of measuring density 15, temperature, pressure 17, the flow parameters of the bypass pipe 13 are determined - density, temperature, pressure. After passing the measuring instruments 15-17 and the working branch 23, 25 of the bypass pipe 13, the two-part flow of the bypass pipe 13 in front of the sampling pipe 18 is again combined into a single one (at section 32 of the bypass pipe 13), from which a sample is taken into the storage pipe by the sampling pipe 18 capacity 21 for its subsequent analysis.

Среднюю скорость отбора жидкости из трубопровода 6 заборным элементом (заборными трубками 1-5) определяют по средству измерения 22, закрывая кран 26 и открывая 27. При закрытом кране 26, открытом 27 контролируют расход потока через средство измерения плотности 15. The average rate of fluid withdrawal from the pipeline 6 by the intake element (intake tubes 1-5) is determined by the measuring means 22, closing the valve 26 and opening 27. When the valve 26 is closed, open 27, the flow rate through the density measuring means 15 is controlled.

Для испытаний было использовано устройство для отбора проб жидкости из трубопровода 6 с приводимыми ниже расчетными параметрами. For testing, a device was used for sampling liquid from pipeline 6 with the design parameters given below.

Трубопровод 6 - горизонтальный, диаметр которого на участке заборного устройства из системы заборных трубок 1-5 составлял Ду 400 мм. The pipeline 6 is horizontal, the diameter of which at the section of the intake device from the intake pipe system 1-5 was DN 400 mm.

Жидкость трубопровода 6 представляла собой нефтяную эмульсию с параметрами: содержание воды 0-0.34 об.%; вязкость безводной нефти при 20oС - 17 сП; расход потока трубопровода 6 - 210,1 и 839,8 м3/ч.The liquid of the pipeline 6 was an oil emulsion with the parameters: water content 0-0.34 vol.%; the viscosity of anhydrous oil at 20 o C - 17 SP; pipeline flow rate 6 - 210.1 and 839.8 m 3 / h.

Заборное устройство для установки на трубопроводе 6 представляло собой систему заборных трубок 1-5, диаметры которых убывали от периферии к центру трубопровода 6 согласно соотношению (в миллиметрах) 26 : 20 : 12, внутренний диаметр пробозаборной трубки 18 составлял 12 мм (диаметры трубок 1-5, 18 для заявляемой техники совпадают с диаметрами трубок 1-5, 18 заборного устройства трубопровода 6 для ниже указываемых способа и устройства [8-9], использованных для сравнительных испытаний заявляемого способа и устройства). The intake device for installation on the pipe 6 was a system of intake pipes 1-5, the diameters of which decreased from the periphery to the center of the pipe 6 according to the ratio (in millimeters) of 26: 20: 12, the inner diameter of the sampling pipe 18 was 12 mm (pipe diameters 1- 5, 18 for the claimed equipment coincide with the diameters of the tubes 1-5, 18 of the intake device of the pipeline 6 for the below method and device [8-9] used for comparative testing of the proposed method and device).

Средством измерения плотности потока 15 обводного трубопровода 13 являлся поточный плотномер [6]. Давление в трубопроводе 6 составляло 0.8 МПа, температура - 34.8oС; среднее значение плотности безводной нефти, приведенной к 20oС при давлении 0 МПа, составило 862,54 кг/м3.The flow density meter 15 of the bypass pipe 13 was a flow densitometer [6]. The pressure in the pipeline 6 was 0.8 MPa, the temperature - 34.8 o C; the average density of anhydrous oil, reduced to 20 o With a pressure of 0 MPa, amounted to 862.54 kg / m 3 .

Сравнительные испытания заявляемых способа и устройства отбора проб жидкости из трубопровода были проведены с использованием единственно допускаемых для использования на нефтепромыслах способа отбора проб по ГОСТ 2517-85 [8] и устройства отбора проб по ГОСТ 2517-85 [9]. Данные сравнительных испытаний заявляемой и известной [8-9] технологий отбора проб сведены в таблицу. В процессе экспериментов была смоделирована работа приемного (эксперименты 1-7) и выходного (эксперименты 8-14) узлов учета нефти. Достоверность представленных в таблице данных зависимости плотности от расхода потока была обеспечена благодаря тому, что физико-химический состав потока за время проведения экспериментов для безводного потока (эксперименты 1-11) и обводненного потока (эксперименты 12-14) был неизменным (вывод основан на постоянстве трех параметров - температуры, давления и плотности потока). Это было достигнуто за счет малого отрезка времени проведения экспериментов (время между ближайшими экспериментами и продолжительность каждого эксперимента не превышали 3 мин), в течение которого температура, давление, плотность потока не изменялись. О неизменности плотности потока судили благодаря высокой воспроизводимости измерения плотности, которая для средства измерения [6] не превышает 0.02 кг/м3.Comparative tests of the inventive method and device for sampling liquid from a pipeline were carried out using the only sampling method allowed for use in the oil fields according to GOST 2517-85 [8] and the sampling device according to GOST 2517-85 [9]. The data of comparative tests of the claimed and known [8-9] sampling technologies are summarized in table. During the experiments, the operation of the receiving (experiments 1–7) and output (experiments 8–14) oil metering stations was simulated. The reliability of the data presented in the table of the dependence of density on flow rate was ensured due to the fact that the physicochemical composition of the stream during the experiments for the anhydrous stream (experiments 1-11) and the watered stream (experiments 12-14) was unchanged (the conclusion is based on constancy three parameters - temperature, pressure and flow density). This was achieved due to a short period of time for the experiments (the time between the nearest experiments and the duration of each experiment did not exceed 3 minutes), during which the temperature, pressure, and flux density did not change. The invariance of the flux density was judged due to the high reproducibility of the density measurement, which for the measuring instrument [6] does not exceed 0.02 kg / m 3 .

Характерное отличие приемных от выходных узлов учета нефти - расход потока через выходной узел учета нефти значительно превышает расход потока через приемный узел учета нефти (см. колонка 2 таблицы). Пропорционально расходу потока через узел учета (колонка 2 - расход потока через узел учета совпадает с расходом потока основного трубопровода 6) при реализации известных способа и устройства [8-9] изменяется расход потока через средство измерения плотности 15 (колонка 6). Поток через заборный элемент (систему трубок 1-5) основного трубопровода 6 при реализации известных способа и устройства [8-9] и средство измерения плотности 15 не подвергался делению (в отличие от заявляемой технологии отбора проб), поэтому расходы потока на заборном элементе и средстве измерения 15 плотности были одинаковыми (см. колонки 4 и 6 таблицы). A characteristic difference between receiving and output oil metering units is that the flow rate through the output oil metering unit significantly exceeds the flow rate through the receiving oil metering unit (see column 2 of the table). In proportion to the flow rate through the metering unit (column 2 — the flow rate through the metering unit coincides with the flow rate of the main pipeline 6) when implementing the known method and device [8-9], the flow rate through the density measuring means 15 changes (column 6). The flow through the intake element (tube system 1-5) of the main pipeline 6 when implementing the known method and device [8-9] and the density measuring means 15 was not divided (in contrast to the claimed sampling technology), therefore, the flow rate on the intake element and the means of measuring 15 densities were the same (see columns 4 and 6 of the table).

В ходе экспериментов было установлено, что плотность потока, определяемая средством измерения 15, при изменении расхода через средство измерения плотности 15 в интервале, определяемом по паспорту завода изготовителя [6], составило 0,38 кг/м3 (смотрите колонки 4, 13 таблицы), расход потока через средство измерения плотности 15, соответствующий половине этой абсолютной величины изменения плотности (то есть 0,19 кг/м3) соответствовал 7,5 кг/м3. Поэтому данное значение расхода потока и близкие к нему (от 6,5 до 8,5 м3/ч) через средство измерения плотности 15 были выбраны при осуществлении заявляемой технологии и техники отбора проб (см. колонка 5 таблицы). Относительно расхода потока 7,5 кг/м3 через средство измерения плотности 15 определяли изменение плотности потока при реализации заявляемой и известной технологий и техники отбора проб (колонки 12 и 13 таблицы).During the experiments, it was found that the flow density determined by the measuring means 15, when changing the flow rate through the means of measuring the density 15 in the interval determined by the manufacturer’s passport [6], amounted to 0.38 kg / m 3 (see columns 4, 13 of the table ), the flow rate through the density measuring means 15 corresponding to half of this absolute value of the density change (i.e., 0.19 kg / m 3 ) corresponded to 7.5 kg / m 3 . Therefore, this value of the flow rate and close to it (from 6.5 to 8.5 m 3 / h) through the density measuring means 15 were chosen when implementing the inventive technology and sampling techniques (see column 5 of the table). Regarding the flow rate of 7.5 kg / m 3 through the density measuring means 15, the change in the flux density was determined during the implementation of the claimed and known technologies and sampling techniques (columns 12 and 13 of the table).

При безводном потоке трубопровода (колонка 9 эксперименты 1-11) изменение расхода потока через заборный элемент основного трубопровода (колонки 3 и 4 таблицы) не влияет на представительность пробы для сравниваемых технологий отбора проб - она была одинаковой (колонки 10 и 11). Изменение расхода потока через заборный элемент основного трубопровода существенно влияет на представительность отбираемой пробы при обводненном потоке трубопровода 6 (колонка 9 таблицы): эксперименты 12-14. Представительность пробы (сравните показания колонок 10 и 11 таблицы) повышается при увеличении расхода потока через заборный элемент основного трубопровода 6. With an anhydrous pipeline flow (column 9, experiments 1-11), a change in the flow rate through the intake element of the main pipeline (columns 3 and 4 of the table) does not affect the representativeness of the sample for the compared sampling technologies - it was the same (columns 10 and 11). A change in the flow rate through the intake element of the main pipeline significantly affects the representativeness of the sample taken when the pipeline 6 is watered (column 9 of the table): experiments 12-14. The representativeness of the sample (compare the readings of columns 10 and 11 of the table) increases with increasing flow rate through the intake element of the main pipeline 6.

Минимальный дисбаланс при количественном учете потока по плотности - у заявляемых технологий и техники отбора пробы (сравните предпоследнюю строку по колонкам 12 и 13 таблицы). The minimum imbalance in the quantitative calculation of the density flux is for the claimed technologies and sampling techniques (compare the penultimate row in columns 12 and 13 of the table).

Эксперименты 7 и 14 (для приемного и выходного узла учета нефти) показывают, что при расходе потока 18 м3/ч через заборный элемент основного трубопровода 6, который выходит за интервал расхода, в котором работает средство измерения плотности 15 (см. [6]), известные технология и техника отбора проб [8-9] оказываются неработоспособными. Заявляемая же технология и техника отбора проб при этом позволяют при наиболее высокой представительности пробы произвести учет перекачиваемой по трубопроводу жидкости по совокупности параметров - обводненности и плотности (сравните колонки 10 и 11, 12 и 13 таблицы).Experiments 7 and 14 (for the receiving and output oil metering unit) show that at a flow rate of 18 m 3 / h through the intake element of the main pipeline 6, which goes beyond the flow interval in which the density measuring device 15 operates (see [6] ), the known technology and sampling technique [8–9] turn out to be inoperative. The claimed technology and sampling technique allow for the highest representativeness of the sample to take into account the fluid pumped through the pipeline by a combination of parameters - water cut and density (compare columns 10 and 11, 12 and 13 of the table).

Таким образом, заявляемые технология и техника отбора проб наилучшим образом (в сравнении с известными [8-9]) обеспечивает учет перекачиваемой по трубопроводу жидкости по совокупности ее параметров. Thus, the claimed technology and sampling technique in the best way (in comparison with the known [8–9]) ensures that the fluid pumped through the pipeline takes into account the totality of its parameters.

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. Предполагается внедрение заявляемой технологии отбора проб в 2002 г. The inventive sampling method and device for its implementation are industrially applicable, they do not require radical reconstruction of existing metering units for liquids pumped through pipelines, and the changes necessary to implement the inventive technique can be carried out by the manufacturers who service these systems. It is planned to introduce the claimed sampling technology in 2002.

Источники информации
1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. /ГОСТ 2517-85. п. 2.1.13.1.3, 2.13.1.7.
Sources of information
1. The method of sampling fluid from the pipeline. / GOST 2517-85. Sec. 2.1.13.1.3, 2.13.1.7.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода. /ГОСТ 2517-85, п.2.13.1.7, черт.14. 2. A device for sampling fluid from a pipeline. / GOST 2517-85, clause 2.13.1.7, Fig. 14.

3. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. GB 2164021 А, кл. G 01 N 1/10, опублик. 12.03.1986 г., 6с. 3. The method of sampling fluid from the pipeline. GB 2164021 A, cl. G 01 N 1/10, published. 03/12/1986, 6s.

4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода. GB 2164021 А, кл. G 01 N 1/10, опублик. 12.03.1986 г., 6с. 4. A device for sampling fluid from a pipeline. GB 2164021 A, cl. G 01 N 1/10, published. 03/12/1986, 6s.

5. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода. /ГОСТ 2517-85, п.2.13.1.10. 5. A device for sampling fluid from a pipeline. / GOST 2517-85, clause 2.13.1.10.

6. Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Преобразователи плотности поточные фирмы "THE SOLARTRON ELECTRONIC GROUP LTD" (Великобритания). Методика градуировки МИ 230-1-95. 6. Recommendation. State system for ensuring the uniformity of measurements. Density converters in-line firms "THE SOLARTRON ELECTRONIC GROUP LTD" (Great Britain). MI calibration method 230-1-95.

7. РД 39-0147103-343-89 "Инструкция по учету и проведению учетно-расчетных операций при приеме и поставках нефти", 1989 г. 7. RD 39-0147103-343-89 "Instructions for accounting and conducting accounting and settlement operations in the reception and supply of oil", 1989

8. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. /ГОСТ 2517-85, черт. 18, п.2.13.2.2. 8. The method of sampling fluid from the pipeline. / GOST 2517-85, devil. 18, clause 2.13.2.2.

9. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода. /ГОСТ 2517-85, черт. 18. 9. A device for sampling fluid from a pipeline. / GOST 2517-85, devil. 18.

Claims (2)

1. Способ отбора проб жидкости из основного трубопровода, при котором осуществляют размещение в основном трубопроводе заборного элемента, прокачку под воздействием избыточного давления части потока основного трубопровода через заборный элемент и последовательно соединенный с ним обводной трубопровод, размещение в обводном трубопроводе одного или нескольких пробозаборных элементов, отбор пробы из потока обводного трубопровода, определение параметров потоков основного и обводного трубопроводов средствами измерения или параметров средств измерений, отличающийся тем, что отбор части потока заборным элементом основного трубопровода осуществляют со средней скоростью на входе в заборный элемент основного трубопровода, имеющего одно или систему заборных отверстий, которая составляет не менее половины средней скорости потока основного трубопровода, а участок обводного трубопровода, на котором установлена система из одного или нескольких средств измерения плотности, выполнен с возможностью пропускания потока с расходом в заданном средствами измерения плотности интервале, причем в случае, когда имеет место зависимость определяемой средством измерения плотности от расхода через него потока, при формировании гидродинамики потока на этом участке обводного трубопровода расход жидкости через средство измерения плотности устанавливают из условия а), когда расход потока устанавливают так, что изменение определяемой им плотности, пересчитанной к фиксированным значениям давления и температуры, составляет половину абсолютной величины ее изменения при вариации расхода потока в интервале, в котором зависимость этой плотности от расхода потока через средство измерения имеет тенденцию к уменьшению или возрастанию, или из условия б), когда через средство измерения плотности устанавливают расход потока, плотность которого отклонялась от определяемого в предыдущем случае интервала значений, но не более величины d=d1-d2/2, где d1 - абсолютная погрешность определения плотности средством измерения, d2 - абсолютная величина изменения плотности при вариации расхода потока через средство измерения в интервале в предыдущем случае, при этом, в случае использования меньшего числа средств измерения расхода потока обводного трубопровода, чем число установленных на нем средств измерения параметров потока, формирование потока в обводном трубопроводе осуществляют из условия общего или поочередного контроля расхода потоков через систему средств измерения параметров потока и через заборный элемент основного трубопровода.1. The method of sampling liquid from the main pipeline, in which the intake element is placed in the main pipeline, part of the main pipeline flow is pumped through the intake element and the bypass pipe connected in series to it under pressure, and one or more sampling elements are placed in the bypass pipe, sampling from the bypass pipeline flow, determining the flow parameters of the main and bypass pipelines with measuring instruments or parameters with measuring instrument, characterized in that the selection of a part of the flow by the intake element of the main pipeline is carried out at an average speed at the inlet to the intake element of the main pipeline having one or a system of intake holes, which is at least half the average flow rate of the main pipeline, and the section of the bypass pipeline which installed a system of one or more density measuring instruments, is configured to transmit a flow with a flow rate specified in the density measuring instruments vomiting, and in the case when there is a dependence of the density determined by the means of measuring on the flow rate through it, when forming the flow hydrodynamics in this section of the bypass pipeline, the liquid flow through the density measuring means is set from condition a), when the flow rate is set so that the change in the its density, recalculated to fixed values of pressure and temperature, is half the absolute value of its change when the flow rate varies in the interval in which the dependence of this density on the flow rate through the measuring instrument tends to decrease or increase, or from condition b), when the flow rate is determined through the density measuring means, the density of which deviates from the range of values determined in the previous case, but no more than d = d 1 -d 2/2, where d 1 - absolute accuracy of determining the density measuring means, d 2 - the absolute value of the change in density by varying the flow rate through the measurement means in the range in the previous case, while in the case and Use of fewer gauges of the bypass line flow rate than the number of mounted thereon means measuring flow, flow formation in the loop was carried out from the general conditions of flow or control flow alternately through the means of measurement system parameters and flow through the main intake pipe element. 2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее установленный в основном трубопроводе заборный элемент, обводной трубопровод с регулятором расхода жидкости, средствами измерения параметров потока, запорной арматурой, последовательно соединенной с заборным элементом, средства измерения параметров потока, пробозаборный элемент, установленный на обводном трубопроводе, пробосборник и средство для создания избыточного давления на заборном элементе основного трубопровода, отличающееся тем, что основной и обводной трубопроводы связаны со средствами измерения параметров потока из условия формирования гидродинамики потока, при которой скорость потока на входе в заборное устройство составляет не менее 0,5 скорости потока основного трубопровода, а участок обводного трубопровода, где установлено средство измерения плотности, выполнен с возможностью пропускания потока с постоянным расходом в заданном средствами измерения плотности интервале, при этом, в случае использования одного средства измерения расхода потока обводного трубопровода для контроля расхода жидкости через заборный элемент основного трубопровода и средство измерения плотности, обвязка обводного трубопровода с монтируемыми на нем элементами выполняется из условия осуществления поочередного контроля расхода потоков через систему средств измерения плотности и через заборный элемент основного трубопровода. 2. A device for sampling liquid from a pipeline, including a sampling element installed in the main pipeline, a bypass pipeline with a fluid flow regulator, means for measuring flow parameters, shutoff valves in series with the intake element, means for measuring flow parameters, a sampling element mounted on the bypass the pipeline, a sampler and means for creating excess pressure on the intake element of the main pipeline, characterized in that the main and bypass pipes the wires are connected with the means of measuring the flow parameters from the conditions of formation of the flow hydrodynamics, in which the flow velocity at the inlet of the intake device is not less than 0.5 of the flow velocity of the main pipeline, and the section of the bypass pipeline where the density measuring means is installed is configured to transmit the flow with constant flow rate in the interval specified by means of density measurement, in this case, in the case of using one means of measuring the flow rate of the bypass pipe to control liquid draining through the intake element of the main pipeline and the density measuring means, the strapping of the bypass pipeline with the elements mounted on it is carried out from the condition of alternating flow control through the density measuring system and through the intake element of the main pipeline.
RU2001109108A 2001-04-10 2001-04-10 Procedure to take samples of fluid from pipe-line and device for its realization RU2202775C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109108A RU2202775C2 (en) 2001-04-10 2001-04-10 Procedure to take samples of fluid from pipe-line and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109108A RU2202775C2 (en) 2001-04-10 2001-04-10 Procedure to take samples of fluid from pipe-line and device for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001109108A RU2001109108A (en) 2003-03-20
RU2202775C2 true RU2202775C2 (en) 2003-04-20

Family

ID=20248069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001109108A RU2202775C2 (en) 2001-04-10 2001-04-10 Procedure to take samples of fluid from pipe-line and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2202775C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104764627A (en) * 2015-03-25 2015-07-08 李立群 A fluid sampling device
RU2670293C1 (en) * 2017-08-15 2018-10-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ноябрьск" Method for selecting formation liquid without hydrocarbon gas production to the atmosphere
RU2746878C1 (en) * 2019-11-18 2021-04-21 Ильдар Ринатович Вальшин Method for sampling from media subject to delamination and device for its implementation
RU2754669C2 (en) * 2019-10-16 2021-09-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева" Device for sampling in two-phase flows

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 2517-85. Нефть и нефтепродукты. - М., 1985, с.36. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104764627A (en) * 2015-03-25 2015-07-08 李立群 A fluid sampling device
RU2670293C1 (en) * 2017-08-15 2018-10-22 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ноябрьск" Method for selecting formation liquid without hydrocarbon gas production to the atmosphere
RU2754669C2 (en) * 2019-10-16 2021-09-06 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И.Менделеева" Device for sampling in two-phase flows
RU2746878C1 (en) * 2019-11-18 2021-04-21 Ильдар Ринатович Вальшин Method for sampling from media subject to delamination and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5597961A (en) Two and three phase flow metering with a water cut monitor and an orifice plate
US12011697B2 (en) Methods and systems for spillback control of in-line mixing of hydrocarbon liquids
US11596910B2 (en) Methods and systems for in-line mixing of hydrocarbon liquids
US4688418A (en) Method and apparatus for determining mass flow rate and quality in a steam line
US6561041B1 (en) Production metering and well testing system
EA022455B1 (en) Apparatus and method for measuring the flow- rate of a multiphase fluid stream
RU2202775C2 (en) Procedure to take samples of fluid from pipe-line and device for its realization
EP3649529B1 (en) Electron microscope sample holder fluid handling with independent pressure and flow control
SA522441174B1 (en) Multiphase flowmeters and related methods for oil and gas applications
EP1213566A2 (en) Method for determination of mass flow and density of a process stream
CN209589422U (en) A kind of fluid flow resistance measurement device
RU2249193C2 (en) Method of sampling hydrocarbon compositions from pipeline
GB2323173A (en) Multiphase flowmeter
NO329331B1 (en) Process for painting the relative proportions of oil and water in a flowing multiphase fluid, and an apparatus therefor.
CN108225805B (en) Performance detection system and method for water-fertilizer integrated machine
RU2737083C1 (en) System for collection of flow-weighted composite samples from multiple sources
RU2230306C2 (en) Process to sample products from pipe-line and device for its realization
RU2201585C1 (en) Procedure to sample fluid from pipe-line and device for its implementation
RU2215277C1 (en) Procedure of taking samples of liquid from pipe-line and device for its realization
RU2135985C1 (en) Production-line meter of moisture content of oil products
RU2103669C1 (en) Method of taking of liquid samples from pipeline
RU2214587C2 (en) Method of and device to for taking samples of liquid from pipeline
RU94025089A (en) Sampler of fluids from pipe-line
RU2001109108A (en) METHOD FOR LIQUID SAMPLING FROM PIPELINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Garcia et al. STATE-OF-THE-ART OF THE FLOW MEASUREMENT OF HYDROCARBON GASES IN CUBA.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170411