RU2249692C1

RU2249692C1 - Sample-taking device

Info

Publication number: RU2249692C1
Application number: RU2003119827/03A
Authority: RU
Inventors: Р.Р. Хузин (RU); Р.Р. Хузин; нов М.М. Ра (RU); М.М. Раянов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Иделойл"
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-04-10

Abstract

FIELD: oil industry.

SUBSTANCE: device has hollow body which is a fragment of force pipeline at vertically placed portion of mouth armature. Tool for controlling flow of multi-component gas-liquid substance is made in form of valve, connected to rotary support. Sample chamber is a ring-shaped hollow in hollow body, placed at same level with valve and connected at inlet to flow of multi-component gas-liquid substance through extracting channels, made on hollow body. Extracting channels are made in form of side slits, positioned symmetrically relatively to valve rotation axis. Ring-shaped hollow on hollow body is connected at outlet to locking tool, mounted at extension of valve shaft and made in form of sample-taking valve. Valve shaft and sample-taking valve are interconnected through hollow intermediate shaft. Sample-taking valve is placed in the body of locking tool with possible reciprocal movement. Valve shaft and hollow intermediate shaft are interconnected with possible mutual rotation for a quarter of one turn.

EFFECT: simplified construction and maintenance, higher quality.

4 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 устройство пробоотборное (патент RU 2151290 С1), содержащее установленный в системе устьевой арматуры полый корпус, внутри которого расположен орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды, снабженный уплотнительными элементами и рукояткой управления, отборную камеру в виду уплотняемого сферического сегмента с заборными каналами, запорный орган с рукояткой управления и направляющей трубкой.A sampling device is known (patent RU 2151290 C1), which contains a hollow body installed in the wellhead system, inside which is located a multicomponent gas-liquid medium flow control element, equipped with sealing elements and a control handle, a selective chamber in view of a sealed spherical segment with intake channels, a shut-off element with control handle and guide tube.

Недостатком известного пробоотборного устройства (далее устройства) является сложность конструкции, что повышает его стоимость и расходы на эксплуатацию, осложняет его обслуживание. Кроме того, устройство установлено на горизонтально расположенном участке напорного трубопровода устьевой арматуры, где многокомпонентная газожидкостная смесь успевает расслоиться (отстояться) в некоторой степени, что отрицательно влияет на интегральный отбор проб и приводит к недостоверным результатам анализа проб.A disadvantage of the known sampling device (hereinafter the device) is the complexity of the design, which increases its cost and operating costs, complicates its maintenance. In addition, the device is installed on a horizontally located section of the pressure pipe of the wellhead fittings, where the multicomponent gas-liquid mixture manages to separate (settle) to some extent, which negatively affects the integral sampling and leads to unreliable results of the analysis of the samples.

Технической задачей, решаемой изобретением, являются упрощение конструкции и обслуживания устройства и повышение качества отбора проб многокомпонентной газожидкостной среды.The technical problem solved by the invention is to simplify the design and maintenance of the device and improve the quality of sampling of a multicomponent gas-liquid medium.

Поставленная задача решается тем, что полый корпус представляет из себя фрагмент напорного трубопровода на вертикально расположенном участке устьевой арматуры, орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды выполнен в виде заслонки, соединенной с вращательной опорой, отборная камера представляет из себя кольцевую полость на полом корпусе, расположенную на уровне заслонки и сообщенную на входе с потоком многокомпонентной газожидкостной среды через заборные каналы, выполненные на полом корпусе в виде боковых прорезей, расположенных симметрично оси вращения заслонки, а на выходе - с запорным органом, установленным на продолжении вала заслонки и выполненным в виде клапана отбора пробы, расположенного в корпусе запорного органа с возможностью возвратно-поступательного движения и соединенного с валом заслонки через полый промежуточный вал, при этом вал заслонки и промежуточный вал взаимосвязаны с возможностью поворота друг относительно друга на четверть оборота.The problem is solved in that the hollow body is a fragment of the pressure pipe in a vertically located section of the wellhead fittings, the flow control body of the multicomponent gas-liquid medium is made in the form of a shutter connected to the rotational support, the selective chamber is an annular cavity on the hollow body located on the level of the shutter and communicated at the inlet with the flow of a multicomponent gas-liquid medium through intake channels made on the hollow body in the form of side slots th, located symmetrically to the axis of rotation of the shutter, and at the exit with a shut-off element mounted on the extension of the shutter shaft and made in the form of a sampling valve located in the shutter body with the possibility of reciprocating motion and connected to the shutter shaft through a hollow intermediate shaft, wherein the damper shaft and the intermediate shaft are interconnected with the possibility of rotation relative to each other by a quarter of a revolution.

На фиг.1. изображена фронтальная проекция разреза устройства в нерабочем закрытом положении; на фиг.2 - выносное сечение на фиг.1 в процессе “Закрытие”; на фиг.3 - фронтальная проекция разреза устройства в рабочем открытом положении; на фиг.4 - выносное сечение на фиг.3; на фиг.5 - сечение по линии А-А на фиг.3 в процессе “Открытие”.In figure 1. The front view of the section of the device in the inoperative closed position is shown; figure 2 - remote section of figure 1 in the process of "Closing"; figure 3 is a frontal projection of a section of the device in a working open position; figure 4 is a remote section in figure 3; figure 5 is a section along the line aa in figure 3 in the process of "Opening".

Полый корпус 1 (фиг.1) представляет из себя фрагмент напорного трубопровода на вертикально расположенном участке устьевой арматуры, так называемом “гусаке” (не показана). Внутри полого корпуса 1 расположен орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды в виде заслонки 2 из двух половинок, прикрепленных к валу 3 вращательной опоры, например посредством электросварки. Диаметр заслонки 2 меньше, чем внутренний диаметр полого корпуса 1, что образует кольцевой зазор 4 (фиг.4) для прохождения смешанного потока многокомпонентной газожидкостной среды при отборе пробы. Отборная камера в виде кольцевой полости 5 выполнена в бобышке 6, приваренной к полому корпусу 1. Кольцевая полость 5 сообщена на входе с потоком многокомпонентной газожидкостной среды через заборные каналы, выполненные на полом корпусе 1 в виде боковых прорезей 7 (фиг.4), расположенных симметрично оси вращения заслонки 2, а на выходе - запорным органом, установленным на продолжении вала 3 заслонки 2 через радиальные 8 и центральное 9 отверстия вала 3.The hollow body 1 (Fig. 1) is a fragment of a pressure pipe in a vertically located section of wellhead fittings, the so-called “gander” (not shown). Inside the hollow body 1, there is a control element for the flow of a multicomponent gas-liquid medium in the form of a shutter 2 of two halves attached to the shaft 3 of the rotary support, for example by means of electric welding. The diameter of the shutter 2 is smaller than the inner diameter of the hollow body 1, which forms an annular gap 4 (figure 4) for the passage of the mixed flow of a multicomponent gas-liquid medium during sampling. A selection chamber in the form of an annular cavity 5 is made in a boss 6 welded to the hollow body 1. The annular cavity 5 is communicated at the inlet with the flow of a multicomponent gas-liquid medium through intake channels made on the hollow body 1 in the form of side slots 7 (Fig. 4) located symmetrically to the axis of rotation of the damper 2, and at the output - a locking element mounted on the extension of the shaft 3 of the damper 2 through the radial 8 and central 9 holes of the shaft 3.

Запорный орган состоит из седла 10 (фиг.1), с направляющей трубкой 11, прикрепленного к корпусу запорного органа 12 на прокладке 13 посредством накидной гайки 14. Клапан отбора пробы 15 расположен в корпусе запорного органа 12 на шпонке 16 и соединен с валом 3 заслонки 2 через полый промежуточный вал 17 посредством резьбового соединения 18, например, с нормальным (правым) направлением. Головка промежуточного вала 17 расположена в кольцевом пазу (не показан) корпуса запорного органа 12, что исключает осевое перемещение промежуточного вала 17. Замковый конец вала 3 заслонки 2 выполнен в виде квадрата (фиг.2, 5) с закругленными противоположными углами так, чтобы замковый конец вала 3 мог провернуться на четверть оборота 90° в обратную сторону вращения относительно промежуточного вала 17 в его пазу 19 после закрытия клапана отбора пробы 15, причем ширина паза 19 равняется стороне квадрата на замковом конце вала 3. Такой холостой проворот вала 3 заслонки 2 необходим в тех случаях, когда после закрытия запорного органа заслонка 2 оказалась, например, поперек потоку жидкости в полом корпусе 1 в то время, когда заслонка 2 после отбора пробы должна занять вертикальное положение (фиг.1), чтобы не препятствовать потоку добываемой жидкости.The locking member consists of a seat 10 (FIG. 1), with a guide tube 11 attached to the body of the locking member 12 on the gasket 13 by means of a union nut 14. A sampling valve 15 is located in the housing of the locking member 12 on the key 16 and is connected to the shaft 3 of the shutter 2 through a hollow intermediate shaft 17 by means of a threaded connection 18, for example, with a normal (right) direction. The head of the intermediate shaft 17 is located in an annular groove (not shown) of the body of the locking member 12, which eliminates the axial movement of the intermediate shaft 17. The locking end of the shaft 3 of the shutter 2 is made in the form of a square (figure 2, 5) with rounded opposite corners so that the castle the end of the shaft 3 could be rotated a quarter of a 90 ° turn in the opposite direction of rotation relative to the intermediate shaft 17 in its groove 19 after closing the sampling valve 15, and the width of the groove 19 is equal to the side of the square on the locking end of the shaft 3. This idle t of the shaft 3 of the shutter 2 is necessary in those cases when, after closing the shut-off element, the shutter 2 is, for example, across the fluid flow in the hollow body 1 at the time when the shutter 2 after taking the sample should occupy a vertical position (Fig. 1) so as not to obstruct the flow of produced fluid.

К бобышке 6 (фиг.1) присоединен корпус сальниковой полости 20, внутри которого расположены сальник 21, грундбукса 22 и нажимная гайка 23. На свободном конце вала 3 установлена рукоятка 24.To the boss 6 (figure 1) is attached the housing of the stuffing box 20, inside of which the stuffing box 21, packing follower 22 and pressure nut 23 are located. A handle 24 is mounted on the free end of the shaft 3.

Для отбора пробы многокомпонентной газожидкостной среды необходимо установить под направляющую трубку 11 (фиг.1) накопительную емкость (не показана), с помощью рукоятки 24 вращать вал 3 заслонки 2 по направлению вращения часовой стрелки, т.е. направо. При этом клапан отбора пробы 15 по резьбе 18 отходит от седла 10 и открывается одновременно в результате вращения заслонки 2, отбираемая среда смешивается и попадает в накопительную емкость. Заслонка 2 оставляется в закрытом положении (фиг.3, 4) и поток отбираемой смеси начинает проходить через кольцевой зазор 4, боковые прорези 7 в камеру отбора пробы 5, а оттуда через радиальные 8 (фиг.4), центральное 9 отверстия валов 3, 17 и отверстия 25 в головке клапана отбора пробы 15 поступает в накопительную емкость. После набора необходимого объема пробы вращением рукоятки 24 влево закрывают клапан отбора пробы 15, автоматически совмещая при этом смешивание отбираемой пробы посредством заслонки, что повышает качество отбора пробы. По окончанию отбора пробы необходимо, чтобы заслонка оставалась в вертикальном положении. При необходимости использовать “холостой проворот” вала 3 относительно промежуточного вала 17.To take a sample of a multicomponent gas-liquid medium, it is necessary to install a storage tank (not shown) under the guide tube 11 (Fig. 1), using the crank 24 to rotate the shaft 3 of the shutter 2 in the clockwise direction, i.e. right. In this case, the sampling valve 15 along the thread 18 moves away from the seat 10 and opens simultaneously as a result of rotation of the shutter 2, the sampled medium is mixed and enters the storage tank. The damper 2 is left in the closed position (Figs. 3, 4) and the flow of the sampled mixture begins to pass through the annular gap 4, the side slots 7 into the sampling chamber 5, and from there through the radial 8 (Fig. 4), the central 9 of the shaft bore 3, 17 and the holes 25 in the head of the sampling valve 15 enters the storage tank. After the required sample volume has been set, by rotating the handle 24 to the left, the sampling valve 15 is closed, automatically combining the mixing of the sample taken by means of a damper, which improves the quality of sampling. At the end of the sampling, it is necessary that the shutter remains in an upright position. If necessary, use the “idle rotation” of the shaft 3 relative to the intermediate shaft 17.

Для повышения качества интегрального отбора пробы рекомендуется: в приоткрытом (промежуточном) положении клапана отбора пробы 15 рукоятку 24 вращают то вправо, то влево попеременно, например, для удобства на ±2 оборота, что обеспечивает лучшее смешивание отбираемой жидкости.To improve the quality of integral sampling, it is recommended: in the ajar (intermediate) position of the sampling valve 15, the handle 24 is rotated either right or left alternately, for example, for convenience by ± 2 turns, which ensures better mixing of the sampled fluid.

Применение пробоотборного устройства позволит упростить его конструкцию и обслуживание, а также повысить качество отбора проб многокомпонентной газожидкостной среды.The use of a sampling device will simplify its design and maintenance, as well as improve the quality of sampling of a multicomponent gas-liquid medium.

Claims

A sampling device for integrated sampling of a multicomponent gas-liquid medium, containing a hollow body installed in the pressure pipe of the wellhead fittings, inside which a flow control element of a multicomponent gas-liquid medium, a sampling chamber with intake channels, a shut-off body with a guiding tube, are distinguished the fact that the hollow body is a fragment of the pressure pipe in a vertically located section of the wellhead fittings s, the control element for the flow of a multicomponent gas-liquid medium is made in the form of a damper of a smaller diameter than the inner diameter of the hollow body, and the selective chamber is an annular cavity on the hollow body located at the level of the damper and communicated at the inlet with the flow of the multicomponent gas-liquid medium through the intake channels, made on the hollow body in the form of side slots located symmetrically to the axis of rotation of the damper, and at the exit with a locking element mounted on the extension of the damper shaft and made in the form of a sampling valve located in the body of the shut-off body with the possibility of reciprocating motion and connected to the damper shaft through a hollow intermediate shaft, while the damper shaft and the intermediate shaft are interconnected with the possibility of rotation relative to each other by a quarter of a revolution.