RU2295715C2

RU2295715C2 - Sampling device for pipeline

Info

Publication number: RU2295715C2
Application number: RU2005110328/12A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Зафирович Денисламов (RU); Ильдар Зафирович Денисламов; Загит Раифович Рабартдинов (RU); Загит Раифович Рабартдинов; Аскар Флюрович Аминов (RU); Аскар Флюрович Аминов
Original assignee: Ильдар Зафирович Денисламов; Загит Раифович Рабартдинов; Аскар Флюрович Аминов
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2007-03-20
Also published as: RU2005110328A

Abstract

FIELD: pipeline engineering.

SUBSTANCE: sampling device comprises housing with sealing gland, sampling tube, and stop vale arranged at the end of the sampling tube. The sampling tube is connected with the housing by means of a threaded pair interposed between the pipeline and gasket unit. The length of the thread on the sampling tube exceeds that on the housing by the value of inner diameter of the pipeline.

EFFECT: enhanced pressure tightness and prolonged service life.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к пробоотборникам жидкости и газа из трубопровода, позволяющим производить поинтервальный отбор проб по сечению трубопровода.The present invention relates to samplers of liquid and gas from the pipeline, allowing for interval sampling along the cross section of the pipeline.

Известен пробоотборник, содержащий корпус, отводящую трубку с запорным элементом и заборную трубку с регулируемым выдвижением относительно корпуса (патент РФ №2150096, G 01 N 1/10, опубл. 27.05.2000). Устройство не позволяет изменять положение точки отбора проб после монтажа корпуса к трубопроводу.A known sampler containing a housing, a discharge pipe with a locking element and an intake pipe with adjustable extension relative to the housing (RF patent No. 2150096, G 01 N 1/10, publ. 27.05.2000). The device does not allow changing the position of the sampling point after mounting the housing to the pipeline.

Известен пробоотборник, содержащий корпус с сальниковым устройством и Г-образную пробозаборную трубку с запорным краном (патент РФ №2021586, G 01 N 1/10, опубл. 15.10.1994). Поворот Г-образной трубки на 180 градусов позволяет отбирать пробы по высоте сечения трубопровода, но точный поинтервальный отбор сопряжен с установкой заданного угла поворота с помощью транспортира (угломера) значительных размеров, зафиксированного к корпусу пробоотборника. Это увеличивает габариты изделия и усложняет конструкцию пробоотборника.A known sampler comprising a housing with an stuffing box and a L-shaped sampling tube with a stopcock (RF patent No. 2021586, G 01 N 1/10, publ. 15.10.1994). A 180-degree rotation of the L-shaped tube allows sampling along the height of the cross-section of the pipeline, but accurate interval sampling involves setting a predetermined angle of rotation using a protractor (goniometer) of significant dimensions, fixed to the body of the sampler. This increases the dimensions of the product and complicates the design of the sampler.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому пробоотборнику является устройство для отбора проб из трубопровода, состоящее из пробоотборной трубки в силовом цилиндре с сальниками, способной выдвигаться в полость трубопровода на заданное растояние с помощью гидравлической системы трубок, вентилей и энергии жидкости самого трубопровода (патент РФ №2087891, G 01 N 1/10, опубл. 20.08.1997). Устройство имеет два недостатка. Наличие значительного числа трубок и вентилей требует периодического ухода за ними. Во-вторых, вертикальное движение пробоотборной трубки ведет к быстрому износу сальникового уплотнения при наличии абразивных частиц в продукции трубопровода и на внешней поверхности пробоотборной трубки.The closest technical solution to the proposed sampler is a device for sampling from a pipeline, consisting of a sampling tube in a power cylinder with gaskets that can extend into the cavity of the pipeline at a given distance using the hydraulic system of pipes, valves and liquid energy of the pipeline itself (RF patent No. 2087891, G 01 N 1/10, publ. 08.20.1997). The device has two drawbacks. The presence of a significant number of tubes and valves requires periodic maintenance. Secondly, the vertical movement of the sampling tube leads to rapid wear of the stuffing box in the presence of abrasive particles in the pipe production and on the outer surface of the sampling tube.

Целью изобретения является снижение эксплуатационных затрат и одновременное повышение точности положения точки отбора проб по высоте сечения трубопровода.The aim of the invention is to reduce operating costs and at the same time increase the accuracy of the position of the sampling point along the height of the cross section of the pipeline.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее корпус с сальниковым устройством, пробоотборную трубку с частичным нахождением в полости корпуса, запорный вентиль на конце пробоотборной трубки, выполнено так, что пробоотборная трубка соединена с корпусом резьбовой парой между трубопроводом и сальниковым устройством, причем резьба на пробоотборной трубке превышает по длине ответную резьбу на корпусе на величину внутреннего диаметра трубопровода.This goal is achieved by the fact that the known device comprising a housing with an stuffing box, a sampling tube with a partial location in the cavity of the housing, a shut-off valve at the end of the sampling tube, is configured so that the sampling tube is connected to the housing by a threaded pair between the pipeline and the stuffing box, and the thread on the sampling tube exceeds the length of the mating thread on the body by the value of the internal diameter of the pipeline.

Предложенное техническое решение изображено на чертеже, где 1 - корпус пробоотборника, 2 - пробоотборная трубка, соединенная с корпусом 1 резьбовой парой с шагом Р так, что длина этой резьбы на пробоотборной трубке больше длины ответной резьбы в полости корпуса на величину внутреннего диаметра трубопровода 9. Сальниковое устройство состоит из шайбы перекрытия 3, сальникового материала 4 и прижимной втулки 5. Поворотная ручка 6 служит для поворота трубки 2 относительно неподвижного корпуса 1. Шайба-штуцер 8 и шаровой вентиль 7 обеспечивают постоянство диаметра отверстия истечения жидкости и газа из трубопровода в пробоотборную камеру.The proposed technical solution is shown in the drawing, where 1 is the sampler body, 2 is the sampling tube connected to the body 1 by a threaded pair with a pitch P so that the length of this thread on the sampling tube is longer than the length of the mating thread in the body cavity by the value of the internal diameter of the pipeline 9. The packing device consists of a washer 3, stuffing box 4 and pressure sleeve 5. The rotary handle 6 is used to rotate the tube 2 relative to the stationary housing 1. The washer-fitting 8 and the ball valve 7 provide constant consistency of diameter liquid discharge aperture and the gas from the pipeline into the sample chamber.

Пробоотборное устройство работает следующим образом. Корпус 1 фиксируется в нижней стороне горизонтального трубопровода 9 одним из видов соединений (резьбовое, сварочное, фланцевое) так, чтобы верхняя часть (срез) пробоотборной трубки 2 находилась на уровне нижней образующей внутренней поверхности трубопровода (НОТ). Шаровой вентиль 7 закрывается и трубопровод пускается в эксплуатацию. После восстановления режима движения газожидкостной смеси в трубопроводе можно отбирать поинтервальные пробы в заданных точках по высоте сечения трубопровода от НОТ, с тем, чтобы поднять трубку 2 на заданную высоту Н, необходимо ее повернуть с помощью ручки 6 несколько раз на 360 градусов, а именно: Н/Р раз.The sampling device operates as follows. The housing 1 is fixed in the lower side of the horizontal pipeline 9 with one of the types of connections (threaded, welding, flange) so that the upper part (cut) of the sampling tube 2 is at the level of the lower generatrix of the inner surface of the pipeline (NOT). The ball valve 7 is closed and the pipeline is put into operation. After restoration of the gas-liquid mixture movement mode in the pipeline, it is possible to take interval samples at predetermined points along the section height of the pipeline from the HOT, in order to raise the tube 2 to a given height H, it is necessary to rotate it with the handle 6 several times by 360 degrees, namely: N / R times.

К примеру, чтобы взять пробу с осевой линии двухдюймового трубопровода (внутренний диаметр - 50 мм), необходимо пробоотборную трубку 2 с шагом резьбы Р=2 мм повернуть вокруг своей оси на 360 градусов 12,5 раз, т.е. сделать 12 полных оборотов и еще поворот на 180 градусов. При повороте трубки на 25 оборотов по 360 градусов можно отобрать пробу с верхней точки сечения трубопровода.For example, to take a sample from the center line of a two-inch pipeline (inner diameter - 50 mm), it is necessary to take a sampling tube 2 with a thread pitch P = 2 mm 360 degrees 12.5 times around its axis, i.e. make 12 full revolutions and still rotate 180 degrees. When you rotate the tube 25 turns 360 degrees, you can take a sample from the upper point of the cross-section of the pipeline.

С тем, чтобы проходное сечение вентиля 7 всегда было одинаковым, вентиль 7 должен быть шаровым и открываться полностью. Обычно это достигается при повороте ручки шарового вентиля на 90 градусов. Скорость истечения газожидкостной смеси из полностью открытого пробоотборника устанавливается шайбой-штуцером 8, имеющей меньший диаметр, чем проходное сечение шарового вентиля 7. Шайба-штуцер 8 выполняет роль местного сопротивления.In order to ensure that the cross section of the valve 7 is always the same, the valve 7 must be spherical and fully open. This is usually achieved by turning the ball valve knob 90 degrees. The flow rate of the gas-liquid mixture from the fully open sampler is set by a washer-nozzle 8, which has a smaller diameter than the bore of the ball valve 7. The washer-nozzle 8 acts as a local resistance.

Сочетание этих двух факторов: полностью открытый шаровой вентиль и наличие шайбы-штуцера дает равные условия прохождения газожидкостной смеси через пробоотборник, исключает влияние субъективного фактора, который возможен при неполном открытии запорного вентиля.The combination of these two factors: a fully open ball valve and the presence of a fitting washer gives equal conditions for the passage of the gas-liquid mixture through the sampler, eliminates the influence of the subjective factor, which is possible with incomplete opening of the shutoff valve.

Дополнение пробоотборного устройства резьбовой парой между корпусом 1 и пробоотборной трубкой 2 выполняет поставленную цель - эксплуатационные расходы практически отсутствуют, так как необходимое положение точки отбора содержимого трубопровода достигается поворотом пробоотборной трубки на необходимое число оборотов по резьбе без привлечения другого оборудования и приспособлений. Во-вторых, замена линейного возвратно-поступательного движения пробоотборной трубки на вращательное ведет к снижению числа задиров и микроразрушений сальникового материала 4 при наличии механических примесей и следов коррозии на поверхности пробоотборной трубки. Такой положительный эффект объясняется тем, что при линейном возвратно-поступательном движении прилипшие к пробоотборной трубке механические примеси проходят сальниковое уплотнение по кратчайшему пути, равному его толщине. При кратковременном контакте с сальниковым материалом (СМ) мех. примеси остаются в сохранности на пробоотборной трубке и оставляют линейные бороздки на СМ, которые со временем превращаются в каналы утечки продукции трубопровода. Многократное увеличение длины и времени контакта пробоотборной трубки и сальникового материала при наличии резьбового соединения ведет к тому, что мех. примеси благодаря силам трения остаются во внешних слоях сальникового уплотнения, не проникая во внутренние. Сохранность внутренних слоев СМ обеспечивает герметичность и работоспособность пробоотборного устройства на длительное время.Supplementing the sampling device with a threaded pair between the housing 1 and the sampling tube 2 fulfills the goal - there are practically no operational costs, since the necessary position of the sampling point of the pipeline contents is achieved by turning the sampling tube by the required number of turns on the thread without involving other equipment and devices. Secondly, the replacement of the linear reciprocating movement of the sampling tube with a rotational one leads to a decrease in the number of burrs and micro-fractures of the stuffing box 4 in the presence of mechanical impurities and traces of corrosion on the surface of the sampling tube. This positive effect is explained by the fact that during linear reciprocating motion, mechanical impurities adhering to the sampling tube pass the stuffing box packing along the shortest path equal to its thickness. With short-term contact with stuffing box material (CM), fur. impurities remain intact on the sampling tube and leave linear grooves on the SM, which over time turn into leakage channels of pipeline products. A multiple increase in the length and time of contact between the sampling tube and the stuffing box in the presence of a threaded connection leads to the fact that the fur. impurities due to friction remain in the outer layers of the packing, without penetrating into the inner. The safety of the inner layers of the CM ensures the tightness and performance of the sampling device for a long time.

Пробоотборные устройства заявленной конструкции испытаны на выкидных линиях нескольких добывающих скважин нефтяных месторождений ОАО АНК "Башнефть". С их помощью определен характер течения газожидкостной смеси в трубопроводе, уточнена обводненность добываемой нефти. Эксплуатация пробоотборников в агрессивной среде (наличие высокоминирализованной воды, механических примесей и сероводорода) показала их работоспособность в течение 3 и более месяцев при еженедельном отборе поинтервальных проб.Sampling devices of the claimed design were tested on flow lines of several production wells of oil fields of JSOC Bashneft. With their help, the nature of the flow of the gas-liquid mixture in the pipeline is determined, the water cut of the produced oil is specified. The operation of the samplers in an aggressive environment (the presence of highly mineralized water, mechanical impurities and hydrogen sulfide) showed their performance for 3 months or more with weekly sampling of interval samples.

Технико-экономическая эффективность использования пробоотборного устройства образуется за счет упрощения конструкции изделия, снижения эксплуатационных затрат и продления сроков безотказной службы.The technical and economic efficiency of the use of a sampling device is formed by simplifying the design of the product, reducing operating costs and extending uptime.

Claims

A sampling device for a pipeline, comprising a housing with an stuffing box, a sampling tube with a partial presence in the cavity of the housing, a shut-off valve at the end of the sampling tube, characterized in that the sampling tube is connected to the housing by a threaded pair between the pipeline and the stuffing box, and the thread on the sampling tube exceeds the length of the mating thread on the body by the value of the inner diameter of the pipeline.