RU56956U1

RU56956U1 - SAMPLE DEVICE

Info

Publication number: RU56956U1
Application number: RU2006113017/22U
Authority: RU
Inventors: Радик Расифович Халимов; Рустем Фахрасович Набиуллин; Рим Салихович Губаев; Айнур Рафгатович Гусманов; Радик Зяузятович Зиятдинов; Дмитрий Витальевич Страхов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2006-09-27

Abstract

Предложение относится к добыче, сбору, подготовке и транспорту жидких и газовых продуктов и может быть использовано на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных или иных предприятиях, где производятся работы по отбору проб жидкости из трубопроводов. Пробоотборное устройство, содержащим основной трубопровод, пробоотборную секцию, закрепленную с основным трубопроводом с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь, отборный кран и манометр. Концентрично в основном трубопроводе перед входом потока жидкости в проботборную секцию установлен завихритель, выполненный в виде плоского винтового закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости. Завихритель закреплен на втулке, снабженной торцевыми конусными обтекателями. В основном трубопроводе напротив выхода потока жидкости из пробоотборной секции установлено устройство, сужающее поток. Отборный кран выполнен в виде подпружиненного с помощью пружины относительно пробоотборной секции шибера-сердечника, корпуса со сливным отверстием и катушкой. Шибер-сердечник герметично установлен внутри корпуса и выполнен из диэлектрического материала (например, керамики), а катушка расположена на наружной поверхности корпуса. В исходном положении шибер-сердечник герметично перекрывает сливное отверстие корпуса. В рабочем положении шибер-сердечник под действием электромагнитного поля, создаваемого катушкой при подаче на ее обмотку электрического тока, имеет возможность осевого перемещения внутри корпуса, сжимая пружину и открывая сливное отверстие корпуса. Предлагаемое Пробоотборное устройство имеет простую конструкции и низкую металлоемкость без увеличения гидравлических потерь в устройстве, а повышение долговечности устройства обусловлено созданием конструкции отборного крана, позволяющей увеличить его срок службы благодаря повышенной износостойкости и герметичности к частым циклам его открытия и закрытия. 1 ил. на 1 л.The proposal relates to the extraction, collection, preparation and transport of liquid and gas products and can be used at oil and gas producing, oil and gas refining and oil transportation or other enterprises where work is carried out on sampling liquid from pipelines. A sampling device containing a main pipeline, a sampling section fixed to the main pipeline with the possibility of sampling with coverage of the cross section of the fluid flow without loss, a select valve and pressure gauge. Concentrically in the main pipeline in front of the fluid flow inlet to the sampling section, a swirl is installed made in the form of a flat screw twisting device, the screw surface of which is made with a variable pitch, decreasing in the axial direction of the fluid flow. The swirl is mounted on a sleeve provided with end conical fairings. In the main pipeline, opposite the outlet of the fluid flow from the sampling section, a device is installed that restricts the flow. The selection valve is made in the form of a spring-loaded spring relative to the sampling section of the gate-valve, a housing with a drain hole and a coil. The gate valve is hermetically installed inside the housing and is made of dielectric material (for example, ceramic), and the coil is located on the outer surface of the housing. In the initial position, the gate valve hermetically closes the drain hole of the housing. In the working position, the gate-core under the action of the electromagnetic field created by the coil when an electric current is applied to its winding, has the possibility of axial movement inside the housing, compressing the spring and opening the drain hole of the housing. The proposed Sampling device has a simple design and low metal consumption without increasing hydraulic losses in the device, and the increase in device durability is due to the creation of a selective valve design that allows to increase its service life due to increased wear resistance and tightness to frequent cycles of its opening and closing. 1 ill. for 1 liter

Description

Предложение относится к добыче, сбору, подготовке и транспорту жидких и газовых продуктов и может быть использовано на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных или иных предприятиях, где производятся работы по отбору проб жидкости из трубопроводов.The proposal relates to the extraction, collection, preparation and transport of liquid and gas products and can be used at oil and gas producing, oil and gas refining and oil transportation or other enterprises where work is carried out on sampling liquid from pipelines.

Известен пробоотборник и способ отбора проб жидкости (Патент РФ №2157889 МПК 7 Е 21 В 49/08, G 012 N 1/10, опубл. бюл. №29, от 20.10.2000 г.) включающий корпус с полостью для накопления жидкой фазы с крышкой в нижней части, фильтрующим приспособлением и сливным устройством, при этом корпус пробоотборника жестко закреплен снаружи внизу трубопровода или технологического аппарата, фильтрующее приспособление установлено внутри корпуса между полостями трубопровода и пробоотборника, полностью перекрывая сечение, обеспечивающее их гидродинамическое сообщение, а сливное устройство смонтировано на штуцере, жестко закрепленном на корпусе пробоотборника в нижней части полости пробоотборника.A known sampler and method of sampling liquid (RF Patent No. 2157889 IPC 7 E 21 B 49/08, G 012 N 1/10, publ. Bull. No. 29, from 20.10.2000) includes a housing with a cavity for accumulating the liquid phase with a cover in the lower part, a filtering device and a drainage device, while the sampler housing is rigidly fixed outside the bottom of the pipeline or technological apparatus, the filtering device is installed inside the housing between the cavity of the pipeline and the sampler, completely blocking the cross section ensuring their hydrodynamic communication, and the drain device is mounted on a fitting rigidly mounted on the body of the sampler in the lower part of the cavity of the sampler.

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

во-первых, отбираемые пробы имеют искаженный состав, поскольку корпус пробоотборника расположен снизу и при течении жидкости по трубопроводу происходит ее расслоение, и в него попадают в основном более тяжелые фракции жидкости, находящиеся снизу, а более легкие фракции жидкости, расположенные выше минуют корпус пробоотборника;firstly, the samples taken have a distorted composition, since the sampler body is located below and when the liquid flows through the pipeline, it delaminates, and the heavier liquid fractions located below come into it, and the lighter liquid fractions located above pass the sampler body ;

во-вторых, при течении жидкости по трубопроводу фильтрующее устройство, размещенное внутри корпуса забивается механическими примесями, в связи с чем для отбора проб необходимо производить его регулярную очистку, а для этого требуется постоянный контроль.secondly, when the fluid flows through the pipeline, the filter device located inside the housing is clogged with mechanical impurities, and therefore, for sampling, it is necessary to clean it regularly, and this requires constant monitoring.

Наиболее близким по технической сущности является пробоотборное устройство (Патент RU на полезную модель №40391 МПК 7 Е 21 В 49/08, F 17 D 3/10, опубл. бюл. №25, от 10.09.2004 г.), смонтированое на основном трубопроводе и выполненное в виде двух секций, закрепленных с основным трубопроводом посредством фланцевых соединений, и снабженное регулируемым трехходовыми шаровыми задвижками, отборным краном и манометром, при этом трехходовые шаровые задвижки соединены The closest in technical essence is the sampling device (Patent RU for utility model No. 40391 IPC 7 E 21 V 49/08, F 17 D 3/10, publ. Bulletin No. 25, dated 09/10/2004) mounted on the main the pipeline and made in the form of two sections, fixed to the main pipeline by means of flange connections, and equipped with adjustable three-way ball valves, a select valve and pressure gauge, while three-way ball valves are connected

валом с рычагом управления с возможностью попеременно отсекать одну из секций, а каждая из секций выполнена с возможностью пропуска всего потока жидкости, причем одна из секций является байпасной, а другая - пробоотборной (мерной) с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь.a shaft with a control lever with the ability to alternately cut off one of the sections, and each of the sections is capable of skipping the entire fluid flow, one of the sections being bypass and the other sampling (measuring) with the possibility of sampling with coverage of the cross section of the fluid flow without loss .

во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов и деталей, а также громоздкость и металлоемкость;firstly, the complexity of the design, due to the large number of nodes and parts, as well as cumbersomeness and metal consumption;

во-вторых, при частом отборе проб, детали отборного крана изнашиваются, и он теряет герметичность, в связи с чем снижается срок службы устройства в целом и требуется ревизия уплотнительных элементов отборного крана или полная его замена.secondly, with frequent sampling, the details of the selection tap wear out and it loses its tightness, which reduces the life of the device as a whole and requires an audit of the sealing elements of the selection tap or its complete replacement.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции и снижение металлоемкости без увеличения гидравлических потерь в устройстве, а также повышение долговечности устройства за счет увеличения срока службы отборного крана.The objective of the utility model is to simplify the design and reduce metal consumption without increasing hydraulic losses in the device, as well as increasing the durability of the device by increasing the service life of the selected crane.

Техническая задача решается предлагаемым пробоотборным устройством, содержащим основной трубопровод, пробоотборную секцию, закрепленную с основным трубопроводом с возможностью отбора пробы с охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь, отборный кран, манометр.The technical problem is solved by the proposed sampling device containing the main pipeline, the sampling section, fixed with the main pipeline with the possibility of sampling with coverage of the cross section of the fluid flow without loss, select tap, pressure gauge.

Новым является то, что концентрично в основном трубопроводе перед входом потока жидкости в проботборную секцию установлен завихритель, выполненный в виде плоского винтового закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости, и закреплен на втулке, снабженной торцевыми конусными обтекателями, при этом в основном трубопроводе напротив выхода потока жидкости из пробоотборной секции установлено устройство, сужающее поток, а отборный кран выполнен в виде подпружиненного относительно пробоотборной секции шибера-сердечника, корпуса со сливным отверстием и катушкой, причем шибер-сердечник герметично установлен внутри корпуса, выполненного из диэлектрического материала, а катушка расположена на корпусе, причем в исходном положении шибер-сердечник перекрывает сливное отверстие корпуса, а в рабочем - под действием электромагнитного поля, создаваемого катушкой при подаче на нее электрического тока, имеет возможность осевого перемещения внутри корпуса, сжимая пружину и открывая сливное отверстие корпуса.New is that concentrically in the main pipeline, before the fluid flow inlet into the sampling section, a swirl is installed, made in the form of a flat screw twisting device, the screw surface of which is made with a variable pitch, decreasing in the axial direction of the fluid flow, and is mounted on a sleeve equipped with end conical fairings, while in the main pipeline opposite the outlet of the fluid flow from the sampling section, a device is installed that restricts the flow, and a selective valve is made in de spring-loaded relative to the sampling section of the gate-valve, the housing with a drain hole and a coil, and the gate-valve is hermetically installed inside the case made of dielectric material, and the coil is located on the case, and in the initial position the gate-valve overlaps the drain hole of the case, and in working - under the influence of the electromagnetic field created by the coil when applying electric current to it, it has the possibility of axial movement inside the housing, compressing the spring and opening the drain tverstie body.

На фигуре схематично представлено пробоотборное устройство в исходном положении.The figure schematically shows a sampling device in its initial position.

Пробоотборное устройство, содержащим основной трубопровод 1, пробоотборную секцию 2, закрепленную с основным трубопроводом 1 с возможностью отбора пробы с A sampling device containing a main pipe 1, a sampling section 2, fixed to the main pipe 1 with the possibility of sampling with

охватом поперечного сечения потока жидкости без потерь, отборный кран 3 и манометр 4. Концентрично в основном трубопроводе 1 перед входом потока жидкости в проботборную секцию 2 установлен завихритель 5, выполненный в виде плоского винтового закручивающего устройства, винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости. Завихритель 5 закреплен на втулке 6, снабженной торцевыми конусными обтекателями 7.covering the cross section of the fluid flow without loss, a select valve 3 and a pressure gauge 4. Concentrically in the main pipe 1, before the fluid flow enters the sampling section 2, a swirler 5 is installed, made in the form of a flat screw twisting device, the screw surface of which is made with a variable pitch decreasing in axial direction of fluid flow. The swirler 5 is mounted on a sleeve 6 provided with end conical fairings 7.

В основном трубопроводе 1 напротив выхода потока жидкости из пробоотборной секции 2 установлено устройство, сужающее поток 8.In the main pipeline 1 opposite the outlet of the fluid flow from the sampling section 2, a device is installed to restrict the flow of 8.

Отборный кран 3 выполнен в виде подпружиненного с помощью пружины 9 относительно пробоотборной секции 2 шибера-сердечника 10, корпуса 11 со сливным отверстием 12 и катушкой 13.The selection valve 3 is made in the form of a spring-loaded spring 9 relative to the sampling section 2 of the gate-core 10, the housing 11 with a drain hole 12 and a coil 13.

Шибер-сердечник 10 герметично установлен внутри корпуса 11 и выполнен из диэлектрического материала (например, керамики), а катушка 13 расположена на наружной поверхности корпуса 11.The gate-core 10 is hermetically installed inside the housing 11 and is made of dielectric material (for example, ceramic), and the coil 13 is located on the outer surface of the housing 11.

В исходном положении шибер-сердечник 10 герметично перекрывает сливное отверстие 12 корпуса 11. В рабочем положении шибер-сердечник 10 под действием электромагнитного поля, создаваемого катушкой 11 при подаче на ее обмотку электрического тока, имеет возможность осевого перемещения внутри корпуса 11, сжимая пружину 9 и открывая сливное отверстие 12 корпуса 11.In the initial position, the gate-core 10 hermetically closes the drain hole 12 of the housing 11. In the operating position, the gate-core 10 under the influence of the electromagnetic field created by the coil 11 when applying an electric current to its winding, has the possibility of axial movement inside the housing 11, compressing the spring 9 and opening the drain hole 12 of the housing 11.

С целью предотвращения несанкционированных перетоков жидкости на сопряженных поверхностях деталей установлены уплотнительные кольца 14.In order to prevent unauthorized fluid flows on the mating surfaces of the parts are installed o-rings 14.

Пробоотборное устройство работает следующим образом.The sampling device operates as follows.

В процессе движении по основному трубопроводу 1 (см. фигуру) поток жидкости, попадает на завихритель 5 винтовая поверхность которого выполнена с переменным шагом, уменьшающимся в осевом направлении потока жидкости, и крепление завихрителя 5 на втулке 6 с торцевыми конусными обтекателями 7 обеспечивает снижение гидравлических потерь, возникающих вследствие вихреобразования и отрыва потока на винновой поверхности завихрителя 5. Поток жидкости входит в завихритель 5 со степенью закрутки, близкой к нулю, и постепенно закручивается в межвинтовом канале завихрителя 5. За счет постоянного закручивающего воздействия винтовой поверхности завихрителя 5 на поток жидкости происходит перемешивание потока жидкости, который перед входом в пробоотборную секцию 2 и разделяется на два направления:In the process of moving along the main pipeline 1 (see the figure), the fluid flow enters the swirl 5, the screw surface of which is made with a variable pitch, decreasing in the axial direction of the fluid flow, and the swirl 5 is fastened to the sleeve 6 with end conical fairings 7 to reduce hydraulic losses arising due to vortex formation and flow separation on the winding surface of the swirl 5. The fluid flow enters the swirl 5 with a degree of swirl close to zero, and gradually twists into the interscrews ohm channel of the swirler 5. Due to the constant twisting effect of the screw surface of the swirler 5 on the fluid flow, the fluid flow is mixed, which before entering the sampling section 2 and is divided into two directions:

- первое, по основному трубопроводу 1 поток жидкости поступает в устройство, сужающее поток 8 и далее вновь в основной трубопровод 1 за пробоотборной секцией 2;- first, through the main pipeline 1, the fluid flow enters the device, restricting the flow of 8 and then again into the main pipeline 1 behind the sampling section 2;

- второе, попадает в пробоотборную секцию 2, где поток жидкости, заполняя ее внутреннее пространство, вновь вытекает в основной трубопровод 1 за устройством, сужающим поток 8 и соединяется с потоком жидкости, движущемся в первом направление.- the second, enters the sampling section 2, where the fluid flow, filling its internal space, again flows into the main pipe 1 behind the device, which narrows the flow 8 and is connected to the fluid flow moving in the first direction.

При постоянно работающем основном трубопроводе 1 движение потока жидкости происходит с охватом всего его поперечного сечения в двух направлениях и пробоотборная секция 2 постоянно заполнена пробой жидкости с составом, соответствующим времени и условиям ее отбора без образования застойных зон.With a constantly working main pipeline 1, the fluid flow moves along its entire cross-section in two directions and the sampling section 2 is constantly filled with a fluid sample with a composition corresponding to the time and conditions of its selection without the formation of stagnant zones.

Манометр 4 установлен в пробоотборной секции 2 с целью контроля давления при эксплуатации и отборе проб.A pressure gauge 4 is installed in the sampling section 2 in order to control the pressure during operation and sampling.

Отбор пробы происходит следующим образом. Открывают отборный кран 3 путем подачи электрического тока на обмотку катушки 13, а поскольку корпус 11 выполнен из диэлектрического материала, то создается электромагнитное поле, воздействующее на стальной шибер-сердечник 10, который втягивается, то есть перемещается внутри корпуса 11, сжимая пружину 9 и открывая сливное отверстие 12 корпуса 11 отборного крана 3. В этот момент происходит снижение давления за устройством сужающим поток 8 (пробоотборник принимает рабочее положение), и текущий по пробоотборной секции 2 поток жидкости (проба) сливается в контейнер (на фигуре не показано) для ее транспортировки.Sampling is as follows. A selective valve 3 is opened by supplying electric current to the coil winding 13, and since the housing 11 is made of dielectric material, an electromagnetic field is created that acts on the steel gate-core 10, which is retracted, that is, moves inside the housing 11, compressing the spring 9 and opening drain hole 12 of the housing 11 of the selection valve 3. At this point, the pressure decreases behind the device by restricting the flow 8 (the sampler assumes the working position), and the fluid flow (sample) flowing through the sampling section 2 is drained They are transported into a container (not shown in the figure).

Набрав необходимый объем пробы, подачу электрического тока на обмотку катушки 13 прекращают, при этом электромагнитное поле прекращает втягивающее воздействие на шибер-сердечник 10, который за счет силы упругости пружины 9 возвращается в исходное положение, герметично перекрывая сливное отверстие 12 корпуса 11 отборного крана 3.Having collected the required sample volume, the supply of electric current to the winding of the coil 13 is stopped, while the electromagnetic field ceases the retracting effect on the gate-core 10, which, due to the elastic force of the spring 9, returns to its original position, hermetically closing the drain hole 12 of the housing 11 of the selection valve 3.

Предлагаемое пробоотборное устройство имеет простую конструкции и низкую металлоемкость без увеличения гидравлических потерь в устройстве, а повышение долговечности устройства обусловлено созданием конструкции отборного крана, позволяющей увеличить его срок службы благодаря повышенной износостойкости и герметичности к частым циклам его открытия и закрытия.The proposed sampling device has a simple structure and low metal consumption without increasing hydraulic losses in the device, and the increase in device durability is due to the creation of a selective valve design that allows to increase its service life due to increased wear resistance and tightness to frequent cycles of its opening and closing.

Claims

A sampling device comprising a main pipeline, a sampling section fixed to the main pipeline with the possibility of sampling with coverage of the cross section of the fluid flow without loss, a sampling tap, pressure gauge, characterized in that a swirl is installed concentrically in the main pipeline before the fluid flow enters the sampling section, made in the form of a flat screw twisting device, the screw surface of which is made with a variable pitch, decreasing in the axial direction of the fluid flow and mounted on a sleeve equipped with end conical fairings, while in the main pipeline opposite the fluid flow outlet from the sampling section there is a device that restricts the flow, and the select valve is made in the form of a gate valve spring-loaded relative to the sampling section, a body with a drain hole and a coil moreover, the gate-valve is hermetically installed inside the housing made of dielectric material, and the coil is located on the housing, and in the initial position, the gate-gate is closed There is a drain hole in the housing, and in the working case, under the influence of an electromagnetic field created by the coil when an electric current is applied to it, it can axially move inside the housing, compressing the spring and opening the drain hole of the housing.