Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для отбора проб из манифольда арматуры устья нефтедобывающей скважины, а также при отборе проб жидкости из трубопровода.The invention relates to the oil industry and can be used for sampling from the manifold of the reinforcement of the mouth of an oil well, as well as when sampling fluid from a pipeline.
Известны устройства для отбора проб из трубопровода, например, патенты RU 2298096, 27.04.2007 и RU 2533568, 20.11.2014, а также патент RU 2496101, 20.10.2013 (прототип), в котором пробоотборная труба размещена во внутренней полости трубопровода перпендикулярно потоку, с возможностью забора жидкости через входной канал, запорный узел и канал для слива пробы в приемный сосуд. Однако это техническое решение не может эффективно использоваться в зимнее время, поскольку при низких отрицательных температурах, приводящих к оледенению канала запорного узла, отбор пробы становится затруднительным. Для отбора пробы при таком техническом решении требуется дополнительная технологическая операция по прогреву (водой, паром) запорного узла пробоотборника.Known devices for sampling from a pipeline, for example, patents RU 2298096, 04/27/2007 and RU 2533568, 11/20/2014, as well as patent RU 2496101, 10/20/2013 (prototype), in which a sampling pipe is placed in the inner cavity of the pipeline perpendicular to the flow, with the possibility of fluid intake through the inlet channel, the locking unit and the channel for draining the sample into the receiving vessel. However, this technical solution cannot be used effectively in the winter, because at low negative temperatures, which lead to glaciation of the channel of the locking unit, sampling becomes difficult. For sampling with this technical solution, an additional technological operation is required for heating (water, steam) the sampling unit shut-off assembly.
Технический результат изобретения - повышение эксплуатационной надежности пробоотборного вентиля при его работе в зимних условиях на открытом воздухе.The technical result of the invention is to increase the operational reliability of the sampling valve during its operation in winter conditions in the open air.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной конструкции пробоотборника корпус запорного узла пробоотборного вентиля размещен во внутренней полости трубопровода для активной теплопередачи от протекающей жидкости корпусу и его запорному узлу. В корпусе пробоотборного вентиля установлен с возможностью вращательного движения полый вал-толкатель с фигурной головкой, торец которой выполнен по геликоидальной спирали, представляющей беговую дорожку для контакта с шаром, который в свою очередь, служит запорным элементом для входного отверстия пробоотборного вентиля. Входное отверстие на крышке вентиля выполнено эксцентрично. Угол подъема беговой дорожки (шаг спирали) на головке вала-толкателя меньше угла трения сталь по стали и находится в пределах 3-4 градусов. На валу-толкателе выполнены центральное и боковое отверстия для выхода жидкости в кольцевую камеру и слива жидкости в приемный сосуд. Со стороны воротка кольцевая камера загерметизирована уплотнением, а цилиндрическая часть головки вентиля снабжена радиальным уплотнительным кольцом. В кольцевом зазоре между валом-толкателем и стенками корпуса размещена герметизирующая смазка.The specified technical result is achieved by the fact that in the known design of the sampler, the housing of the locking unit of the sampling valve is located in the internal cavity of the pipeline for active heat transfer from the flowing fluid to the body and its locking unit. In the body of the sampling valve, a hollow pusher shaft with a figured head, the end of which is made in a helical spiral, representing a treadmill for contact with the ball, which in turn serves as a locking element for the inlet of the sampling valve, is mounted with the possibility of rotational movement. The inlet on the valve cover is eccentric. The elevation angle of the treadmill (spiral pitch) on the head of the pusher shaft is less than the angle of friction of steel on steel and is within 3-4 degrees. The central and lateral openings are made on the pusher shaft for the liquid to exit into the annular chamber and discharge the liquid into the receiving vessel. On the side of the collar, the annular chamber is sealed with a seal, and the cylindrical part of the valve head is provided with a radial sealing ring. In the annular gap between the shaft of the pusher and the walls of the housing is placed sealing grease.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан общий вид пробоотборного вентиля в разрезе; на фиг. 2 показан вал-толкатель с головкой и спиральной беговой дорожкой для шара.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a sectional perspective view of a sampling valve; in FIG. 2 shows a pusher shaft with a head and a spiral treadmill for a ball.
Вентиль для отбора проб содержит корпус 1, в котором соосно размещен вал-толкатель 2, на одном конце которого установлен вороток 3, с крепежными деталями винт 4, шайба пружинная 5, шайба круглая 6. А на другом конце - фигурная головка 7. На торцевой поверхности головки выполнена спиральная геликоидальная нарезка 8 с углом подъема беговой дорожки от 3-х до 4-х градусов. Со стороны головки 7 вал-толкатель 3 имеет центральное отверстие 9 для прохода пробы жидкости. Входное отверстие 10 в крышке 11 выполнено эксцентрично. Шар 12 размещен в гнезде 13 крышки 11. Штуцер 14 для слива пробы соединен с корпусом 1. В вентиле предусмотрены уплотнительные элементы - кольца 15, 16, 17. Центральное отверстие 9 вала-толкателя 2 сообщается с кольцевой камерой 19 через радиальное отверстие 20. Вентиль снабжен резьбой 21 для соединения с трубопроводом 22. В трубопровод вварена гайка 23.The sampling valve comprises a housing 1, in which a pusher shaft 2 is coaxially placed, at one end of which a screw 3 is installed, with fasteners a screw 4, a spring washer 5, a circular washer 6. And at the other end there is a figured head 7. At the end the surface of the head is made spiral helical cutting 8 with an angle of elevation of the treadmill from 3 to 4 degrees. From the side of the head 7, the follower shaft 3 has a central hole 9 for the passage of the fluid sample. The inlet 10 in the cover 11 is eccentric. The ball 12 is located in the socket 13 of the cover 11. The fitting 14 for draining the sample is connected to the housing 1. The valve has sealing elements - rings 15, 16, 17. The central hole 9 of the follower shaft 2 communicates with the annular chamber 19 through the radial hole 20. The valve equipped with thread 21 for connection to the pipe 22. A nut 23 is welded into the pipe.
Наружная поверхность вала-толкателя 2 на участке (а) контакта с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 1 покрыта густой силиконовой смазкой, обеспечивающей герметизацию и антиобледенительный эффект.The outer surface of the pusher shaft 2 at the site (a) of contact with the inner cylindrical surface of the housing 1 is coated with a thick silicone grease, which provides sealing and anti-icing effect.
Вентиль пробоотборный работает следующим образом. Монтаж пробоотборного вентиля на тубопровод (манифольд) 22 осуществляют с использованием предварительно вваренного в трубопровод кольца 23 с внутренней резьбой. Вентиль вворачивают в трубопровод таким образом, чтобы большая часть его конструкции находилась во внутренней полости трубопровода и омывалась потоком жидкости. При необходимости к штуцеру 14 присоединяют отрезок гибкого шланга для удобного слива «буферной жидкости» и заполнения сосуда для транспортировки и хранения пробы (на Фиг. 1 не показано). При отборе пробы из трубопровода 22 или манифольда арматуры устья скважины вороток 3 медленно поворачивают в левую сторону. При вращении вала-толкателя 2 контактное (запирающее) давление от головки 7 на шар 12 ослабевает благодаря левой спиральной нарезке беговой дорожки 8 на головке 7. В образовавшийся зазор между посадочной поверхностью для шара (не показано) и шаром 12 поступает жидкость, которая проходит по центральному каналу вала-толкателя 9 и сливается через боковое отверстие в вале-толкателе 2 в кольцевую камеру 20, а затем через штуцер 10 в приемный сосуд (показано по стрелке). По окончании заполнения заданного объема сосуда вращением воротка 3 в правую сторону шар 9 скользит по спиральной (геликоидальной) поверхности 8 и запирает входное отверстие 7. Для повышения надежности работы пробоотборного вентиля в зимнее время вал-толкатель 2 выполнен с возможностью только вращательного движения, причем на взаимодействующих между собой фрикционных контактах вала-толкателя 2 и корпуса 1 нанесена густая смазка, например силиконовая. Это решение предупреждает образование «ледяных пробок» в полости вентиля, а также необходимость их механического или теплового разрушения и, следовательно, исключает его отказ при отборе пробы из трубопровода при отрицательных температурах окружающей среды.The sampling valve operates as follows. The sampling valve is mounted on the piping (manifold) 22 using a ring 23 with a female thread previously welded into the pipeline. The valve is screwed into the pipeline so that most of its structure is in the internal cavity of the pipeline and is washed by the fluid flow. If necessary, a piece of flexible hose is attached to the nozzle 14 for convenient drainage of the “buffer fluid” and filling of the vessel for transportation and storage of the sample (not shown in Fig. 1). When sampling from pipeline 22 or the manifold of the wellhead reinforcement, the collar 3 is slowly turned to the left. When the shaft of the pusher 2 is rotated, the contact (locking) pressure from the head 7 to the ball 12 decreases due to the left spiral cutting of the treadmill 8 on the head 7. The fluid that flows along the gap between the seating surface for the ball (not shown) and ball 12 the central channel of the pusher shaft 9 and merges through the lateral hole in the shaft-pusher 2 into the annular chamber 20, and then through the nozzle 10 into the receiving vessel (shown in the arrow). Upon completion of filling the given volume of the vessel by turning the knob 3 to the right side, the ball 9 slides along the spiral (helicoidal) surface 8 and closes the inlet 7. To increase the reliability of the sampling valve in winter, the follower shaft 2 is made with the possibility of only rotational movement, and The frictional contacts of the pusher shaft 2 and the housing 1 interacting with each other are coated with grease, for example silicone. This solution prevents the formation of “ice plugs” in the valve cavity, as well as the need for their mechanical or thermal destruction and, therefore, eliminates its failure when sampling from the pipeline at low ambient temperatures.
