устройство пробоотборное

Формула изобретения

1. Устройство пробоотборное для интегрального отбора пробы многокомпонентной газожидкостной среды, содержащее корпус, отборную камеру с заборными отверстиями, запорный орган с рукояткой управления и направляющую трубку, отличающееся тем, что отборная камера установлена в корпусе на опорах вращения и в нерабочем положении находится за пределами пространства, предназначенного для движения технологического потока, а в рабочем положении - внутри этого пространства, при этом заборные отверстия равномерно перекрывают часть сечения технологического потока, а запорный орган расположен в опоре вращения и выполнен в виде обратного клапана, с возможностью взаимодействия с подвижным штоком съемной рукоятки управления, сочлененной с направляющей трубкой.

2. Устройство пробоотборное по п.1, отличающееся тем, что корпус может иметь сквозное прямолинейное отверстие для движения технологического потока.

3. Устройство пробоотборное по п.2, отличающееся тем, что заборные отверстия равномерное расположены на сферической поверхности, имеющей геометрический центр, смещенный относительно оси опор вращения на величину Е, а относительно общего центра устройства - на величину

4. Устройство пробоотборное по п.2, отличающееся тем, что в нерабочем положении заборные отверстия закрыты эластичной подушкой, имеющей форму вогнутой сферы.

5. Устройство пробоотборное по п.1, отличающееся тем, что корпус может иметь угловое расположение входного и выходного отверстий для движения технологического потока.

6. Устройство пробоотборное по п.5, отличающееся тем, что заборные отверстия равномерно расположены на плоской пластине, перекрывающей в рабочем положении часть сечения потока в направлении, делящем угол между осями входного и выходного отверстий корпуса пополам.

Описание изобретения к патенту

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.

Известно пробоотборное устройство (далее устройство), содержащее патрубок с игольчатым вентилем и направляющую трубку [1]. Патрубок приваривается к напорному трубопроводу, выходящему из арматуры устья нефтяной скважины.

Недостатком известного устройств является неспособность обеспечить пропорциональный отбор всех компонентов, содержащихся в технологическом потоке, т. к. отбор происходит не по всему сечению потока с равной интенсивностью, а из одной точки. Кроме того, игольчатый вентиль располагается в стороне от технологического теплого потока, поэтому в зимнее время года часто замерзает и требует дополнительных затрат на восстановительные работы.

Технической задачей, решаемой изобретением, является осуществление возможности отбора пробы одновременно по всему сечению технологического потока с равной интенсивностью для обеспечения наибольшей степени идентификации пробы и предотвращение опасности замерзания устройства в зимнее время года.

Поставленная задача решается тем, что устройство пробоотборное для интегрального отбора пробы многокомпонентной газожидкостной среды, содержащее корпус, отборную камеру с заборными отверстиями, запорный орган с рукояткой управления и направляющую трубку, выполнено так, что отборная камера установлена в корпусе на опорах вращения и в нерабочем положении находится за пределами пространства, предназначенного для движения технологического потока, а в рабочем положении - внутри этого пространства, при этом заборные отверстия равномерно перекрывают часть сечения технологического потока, а запорный орган расположен в опоре вращения и выполнен в виде обратного клапана, с возможностью взаимодействия с подвижным штоком съемной рукоятки управления, сочлененной с направляющей трубкой, при этом корпус может иметь сквозное прямолинейное отверстие для движения технологического потока, тогда заборные отверстия равномерно расположены на сферической поверхности, имеющей геометрический центр, смещенный относительно оси опор вращения на величину E, а относительно общего центра устройства - на величину , и в нерабочем положении заборные отверстия закрыты эластичной подушкой, имеющей форму вогнутой сферы, кроме того, корпус может иметь угловое расположение входного и выходного отверстий для движения технологического потока, тогда заборные отверстия равномерно расположены на плоской пластине, перекрывающей в рабочем положении часть сечения потока в направлении, делящем угол между осями входного и выходного отверстий корпуса пополам.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:

На фиг. 1 - общий вид прямоточного устройства со стороны рукоятки с отборной камерой в нерабочем положении.

На фиг. 2 - разрез по А-А.

На фиг. 3 - общий вид на пробоотборный штуцер.

На фиг. 4 - вид по стрелке Б.

На фиг. 5 - общий вид прямоточного устройства со стороны рукоятки с отборной камерой в рабочем положении.

На фиг. 6 - общий вид прямоточного устройства, соединенного с пробоотборным штуцером в момент отбора пробы.

На фиг. 7 - общий вид углового устройства.

На фиг. 8 - разрез по В-В.

На фиг. 9 - общий вид углового устройства, соединенного с пробоотборным штуцером в момент отбора пробы.

Поскольку устройство может быть установлено как на прямолинейном участке трубопровода, так и на участке углового поворота, то в заявке на изобретение описано два конструктивно отличающихся устройства - прямоточное и угловое.

Прямоточное устройство (фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, отборную камеру 2, образованную сферическим сегментом 3 и цилиндрическим сегментом 4. Сферический сегмент 3 содержит заборные отверстия 5, равномерно распределенные по сферической поверхности и в нерабочем положении закрытых эластичной подушкой 6. Сферический сегмент 3 установлен в корпусе 1 на вращательных опорах 7 и 8 с центром вращения 0₂, смещенным относительно центра устройства 0₁ на величину E, а ось сферического сегмента 0₃ смещена от оси трубопровода на величину в сторону эластичной подушки 6. Вращательная опора 8 через сальник 9 выдвинута наружу корпуса 1 с квадратом 10 на конце под гаечный или специальный ключ. Внутри вращательной опоры 8 расположен клапан 11, поджатый пружиной 12 к манжете 13, перекрывающей боковые каналы 14 в нерабочем положении. Манжета 13 опирается на втулку 15. Торец вращательной опоры 8 герметично закрыт пробкой 16. Для фиксации рабочего положения отборной камеры 2 служит упор 17.

Угловое устройство (фиг.7 и 8) содержит корпус 18, отборную камеру 19, образованную цилиндром 20 и наклонной пластиной 21 с заборными отверстиями 22, равномерно расположенными на поверхности пластины 21. Наклонная пластина 21 в нерабочем положении расположена так, что не мешает движению технологического потока. Отборная камера 19 сообщена с вращательной опорой 23, внутри которой расположены клапан 24, пружина 25, манжета 26, втулка 27 и пробка 28 с уплотнителем 29. Для герметизации вращательной опоры 23 по корпусу 18 применены стандартизованные уплотнительные элементы 30; 31; 32; 33. Для ограничения вращения отборной камеры при переводе ее из нерабочего положения в рабочее служит упор 34.

Пробоотборный штуцер (фиг. 3 и 4) содержит корпус 35 с защитной крышкой 36 и резиновым направляющим шлангом 37. Подвижный полый шток 38 поджат пружиной 39 и соединен шарнирно с рукояткой 40, вращающейся вокруг оси 41. Герметичность элементов обеспечивается уплотнителями 42 и 43. Внутренняя полость штока 38 сообщена с полостью направляющего шланга 37.

Прямоточное устройство работает следующем образом (фиг. 5 и 6). Удаляют пробку 16, защитную крышку 36 и вворачивают пробоотборный штуцер в резьбовой конец вращательной опоры 8. Вращают опору 8 на 90 градусов, переводя отборную камеру 2 в рабочее положение, при котором сферический сегмент 3 устанавливается поперек технологического потока, обозначенного черной стрелкой (фиг. 6), с определенным зазором "а", обеспечивающим равномерное смывание потоком сферического сегмента 3. Переводят рукоятку 40 из нерабочего положения (пунктирная линия) в рабочее (сплошная линия). При этом полый шток 38 отжимает клапан 11, и часть технологического потока (светлая стрелка) поступает в полость штока 38, далее по резиновому направляющему шлангу 37 в накопительную емкость (не показана). При переводе отборной камеры 2 из нерабочего в рабочее положение геометрическая ось 0₃ сферического сегмента 3, вращаясь вокруг оси 0₂, перемещается в точку 0₁ на величину Такая схема привода позволяет уменьшить радиус, образующий поверхность сферического сегмента 3 с R₁ до R₂ на величину и соответственно уменьшить габариты устройства в целом. Кроме того, взаимодействие сферического сегмента 3 и эластичной подушки 6 при эксцентричном приводе происходит без взаимного скольжения, что создает благоприятные условия эксплуатации при значительном содержании механических примесей в технологическом потоке.

Угловое устройство работает аналогичным образом (фиг.9). Отличительными особенностями являются: - поворот отборной камеры 19 осуществляется на угол 180 градусов; - зазор "а" образуется цилиндром 20 и корпусом 18; - наклонная пластина 21 с отборными отверстиями 22 устанавливается навстречу движущемуся технологическому потоку вдоль линии, делящей угол между осями входного и выходного каналов устройства пополам.

Заявляемое устройство обеспечивает отбор пробы по всему сечению технологического потока с равной интенсивностью, обеспечивая высокую степень идентификации при отборе пробы многокомпонентных газожидкостных систем, например водогазонефтяную смесь, с содержанием различных минеральных солей, механических примесей и других компонентов. Расположение клапанного узла внутри вращательной опоры в непосредственной близости к технологическому потоку не допускает замерзания устройства в зимнее время года.

Источник информации:

1. УДК 622.276.76.05(075), Бухаленко E.И., Бухаленко B.E., Б 94 Оборудование и инструмент для ремонта скважин: Учеб. для учащихся профтехобразования и рабочих на производстве.- Москва, Недра, 1991 г., страница 29.