способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором осуществляют размещение в трубопроводе пробозаборника и осуществляют отбор пробы, отличающийся тем, что перед отбором пробы осуществляют совмещение смешения потока в поперечном сечении трубопровода со смешением потока вдоль трубопровода.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, содержащее пробозаборный элемент, установленный на трубопроводе с ориентацией входного отверстия навстречу потоку, отличающееся тем, что на трубопроводе перед пробозаборным элементом устанавливают смеситель, выполненный из соосно с трубопроводом расположенной перфорированной трубы, выполненной состыкованной с блоком поперечно сужающихся и расширяющихся секций.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии и технике отбора проб жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения параметров перекачиваемой по трубопроводам жидкости.

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 равна средней скорости потока трубопровода [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 [2].

Недостаток известных технологии и техники отбора проб - при наличии в потоке свободного газа нарушается пропорциональный отбор пробы. Как следствие - проба не представительна.

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 [3].

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 [4].

Недостаток известных технологии и техники отбора проб - при наличии в потоке свободного газа нарушается пропорциональный отбор пробы. Как следствие - проба не представительна.

Техническим результатом данного изобретения является повышение представительности пробы.

Для достижения технического результата в способе отбора проб жидкости из трубопровода (основного), при котором осуществляют размещение в трубопроводе пробозаборника, отбор пробы, согласно изобретению перед отбором пробы осуществляют смешение потока, при этом смешение потока в поперечном сечении трубопровода (или системе трубопроводов) совмещают с операцией смешения потока вдоль части трубопровода.

Совмещение операций смешения в поперечном сечении потока трубопровода и смешения потока вдоль некоторой части трубопровода позволяет не только обеспечить равномерное распределение газа в потоке, но и уменьшить его концентрацию, дисперсность на единицу объема потока. Синергизм при смешении потока способствует пропорциональному отбору пробы и получению ее более высокой представительности, нежели по способу-прототипу [3].

Таким образом, осуществление перечисленных операций заявляемого способа позволит повысить по сравнению со способом-прототипом [3] представительность пробы.

Применение заявляемого способа позволит осуществлять более точный количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводам жидкости.

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое включает пробозаборный элемент, устанавливаемый на трубопроводе с ориентацией входного отверстия навстречу потоку, согласно изобретению на трубопроводе перед пробозаборным элементом устанавливают смеситель, обеспечивающий смешение потока не только в поперечном сечении, но и вдоль некоторой части трубопровода.

Выполнение смесителя потока из условия совмещения операций смешения в поперечном сечении потока трубопровода и смешения потока вдоль некоторой части трубопровода позволяет не только обеспечить равномерное распределение газа в потоке, но и уменьшить его концентрацию, дисперсность на единицу объема потока. Синергизм при смешении потока способствует пропорциональному отбору пробы и получению ее более высокой представительности, нежели устройством-прототипом [4].

Таким образом, благодаря выполнению элементов заявляемого устройства из указанных условий будет осуществляться отбор более представительной пробы (в отличие от устройства прототипа [4]).

Заявляемые способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления могут конкретно применяться, например, на нефтепромыслах - на коммерческих узлах учета нефти.

Заявляемый способ отбора проб жидкости из трубопровода осуществляется следующим образом.

В трубопроводе, по которому транспортируют жидкость, производят размещение пробозаборного элемента, перед которым осуществляют смешение потока как в поперечном сечении трубопровода, так и вдоль трубопровода, после операции смешения осуществляют отбор пробы, отобранную пробу направляют на анализ.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже представлен один из вариантов заявляемого устройства для отбора проб жидкости из трубопровода.

Устройство включает пробозаборный элемент 1, установленный вертикально в трубопроводе 2 входным отверстием навстречу потоку; смеситель из соосно трубопроводу 2 расположенной перфорированной трубы 3, состыкованной с блоком попеременно сужающихся и расширяющихся секций 4, кран 5.

Пробозаборное устройство предназначено для отбора пробы из потока трубопровода 2, при этом пробозаборный элемент 1 предназначен для отбора пробы после смешения потока, перфорированная труба 3 смесителя предназначена для смешения части потока вдоль трубопровода, блок попеременно сужающихся и расширяющихся секций 4 служит для смешения потока в поперечном сечении трубопровода 2. При помощи крана 5 регулируется скорость отбора пробы через пробозаборный элемент 1.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода работает следующим образом.

Жидкость, транспортируемую по трубопроводу 2, подвергают смешению: при поступлении в перфорированную трубу 3 происходит смешение потока вдоль части трубопровода на участке трубы 3, далее поступает в блок попеременно сужающихся и расширяющихся секций 4, где происходит его смешение в поперечном сечении трубопровода 2; под воздействием избыточного давления в трубопроводе 2 с внешней средой отбирают пробу через пробозаборный элемент 1; скорость отбора регулируют краном 5.

Для испытаний было использовано устройство для отбора проб жидкости из трубопровода 2 с приводимыми ниже расчетными параметрами.

Трубопровод 2 - горизонтальный диаметром 159 мм. Жидкость трубопровода 2 представляла собой нефтяную эмульсию с содержанием воды 5-10 об.%; вязкость безводной нефти при 20^oС составляла 3 сП; расход потока трубопровода 2-160 м³/час. Длина перфорированной трубы 3 составляла 50 мм, диаметр 80 мм. Длина секций 4-320 мм, диаметр сужения 60 мм. Пробозаборный элемент 1 представлял трубку с загнутым концом диаметром 6 мм, ориентированную входным отверстием навстречу потоку трубопровода 2 (устройство [4]).

Сравнительные испытания заявляемых способа и устройства отбора проб жидкости из трубопровода были проведены с использованием способа отбора проб [3] и устройства отбора проб [4]. Реализация способа производилась при помощи пробозаборного элемента 2 - в отсутствии смешивающего элемента 3. Данные сравнительных испытаний заявляемой и известной (прототип [3-4]) техники отбора проб сведены в таблицу.

Как показывают данные испытаний при осуществлении заявляемого способа на устройстве (чертеж) была восстановлена пропорциональность отбора пробы и ее представительность. Отбор пробы только после смешения потока в поперечном сечении трубопровода не обеспечивал в должной степени пропорциональность отбора пробы и ее представительность (таблица).

Таким образом, данные сравнительных испытаний таблицы подтверждают, что отбор пробы из потока трубопровода по заявляемому способу и устройству в отличие от отбора пробы по прототипу [3-4] обеспечивает более представительный отбор.

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.

Источники информации

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. / ГОСТ 2517-85. п. 2.13.1.2.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517-85, п.2.13.1.2, черт. 14.

3. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. / ГОСТ 2517-85. п. 2.13.1.3. 2.13.1.7.

4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517-85, п.2.13.1.7, черт. 14.