способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором осуществляют прокачку потока под воздействием избыточного давления по трубопроводу и отбор точечных проб автоматическим пробоотборником из трубопровода, отличающийся тем, что между периодами времени, в течение которых автоматический пробоотборник осуществляет отбор точечных проб, осуществляют смешение вдоль трубопровода потока жидкости для выравнивания и распределения ингредиентов в потоке.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, которое включает канал, соединяющий трубопровод с автоматическим пробоотборником, отличающееся тем, что на трубопроводе перед каналом установлен смеситель для осуществления смешения вдоль трубопровода потока жидкости для выравнивания и распределения ингредиентов в потоке между периодами времени, в течение которых автоматическим пробоотборником осуществляется отбор точечных проб.

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, ручной отбор пробы пропорционально расходу потока трубопровода, при котором скорость отбора составляет не менее половины и не более двойной 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 известной техники отбора проб - в случае отбора пробы вручную сложно контролировать качество перекачиваемой жидкости, когда физико-химический состав потока непрерывно изменяется.

Известен способ отбора проб жидкости из трубопровода (основного), при котором производят размещение в основном трубопроводе заборного элемента, прокачку под воздействием избыточного давления через заборный элемент и последовательно соединенный с ним канал (систему каналов) части потока основного трубопровода, его гомогенизацию, отбор точечных проб из канала при помощи автоматического пробоотборника [3] (прототип способа).

Известно устройство для реализации данного способа, включающее заборный элемент, установленный в трубопроводе (основном), последовательно соединенный с каналом (системой каналов) для прокачки по нему части жидкости основного трубопровода, отбираемой через заборный элемент основного трубопровода под воздействием избыточного давления; автоматический пробоотборник, подключенный к каналу [4] (прототип устройства).

Недостаток данных технологии и техники отбора проб - низкая представительность пробы. Равномерное распределение ингредиентов в поперечном сечении потока трубопровода в результате его смешения не обеспечивает их равномерного распределения по длине трубопровода. Поэтому отбор точечных проб автоматическим пробоотборником не обеспечивает высокую представительность объединенной пробы (получаемой смешением точечных проб).

Для достижения технического результата в способе отбора проб жидкости из трубопровода, при котором осуществляют прокачку под воздействием избыточного давления потока, отбор точечных проб автоматическим пробоотборником из этого канала, согласно изобретению на трубопроводе перед операцией отбора пробы размещают смеситель, который способствует выравниванию распределения ингредиентов вдоль потока канала в период времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником.

В заявляемом способе перед отбором точечных проб автоматическим пробоотборником поток в трубопроводе подвергается смешению, которое выравнивает распределение ингредиентов потока вдоль трубопровода в период времени между отбором точечных проб. Поэтому происходит представительный отбор точечных проб, а вместе с тем и объединенной пробы. В результате проба (объединенная), полученная по заявляемому способу, будет более представительная, чем проба (объединенная), полученная по способу-прототипу [3].

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

Применение заявляемого способа позволит осуществлять более точный количественный и качественный учет перекачиваемой по трубопроводам жидкости, осуществляемый по совокупности параметров, уменьшить потери при товарно-коммерческих операциях.

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое включает канал (например, разветвленный), соединяющий трубопровод с автоматическим пробоотборником, согласно изобретению на трубопроводе перед каналом (направление определяется ходом потока) устанавливают смеситель, который способствует выравниванию распределения ингредиентов вдоль трубопровода в период времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником.

В заявляемом устройстве отбираемые автоматическим пробоотборником точечные пробы отбираются из трубопровода, поток в котором проходит через смеситель, который способствует выравниванию распределения ингредиентов вдоль трубопровода в период времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником. Поэтому точечные пробы, отбираемые автоматическим пробоотборником заявляемого устройства, будут представительнее точечных проб, полученных автоматическим пробоотборником устройства-прототипа [4]. В результате и объединенная проба (полученная смешением точечных проб) будет представительней для заявляемого устройства, чем для устройства-прототипа [4].

Таким образом, благодаря выполнению элементов заявляемого устройства из указанных условий будет осуществляться более представительной пробы заявляемым устройством (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, осуществляют смешение потока, которое способствует выравниванию распределения ингредиентов вдоль трубопровода в период времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником, после чего осуществляют отбор точечных проб в пробосборник при помощи автоматического пробоотборника. Отобранную в пробосборник пробу направляют на анализ - определение относительного содержания балласта в пробе.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

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

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода включает канал 1, который соединяет трубопровод 2 с автоматическим пробоотборником 3, пробосборник 4, смеситель 5.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода предназначено для отбора точечных проб в пробосборник 4 из потока трубопровода 2 при помощи автоматического пробоотборника 3. Смеситель 5 способствует выравниванию распределения ингредиентов в потоке вдоль трубопровода 2 в период времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником 3.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода работает следующим образом.

При транспортировке поток трубопровода 2 в смесителе 5 подвергается смешению, которое выравнивает распределение ингредиентов вдоль трубопровода в период времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником 3. Далее автоматический пробоотборник 3 через равные интервалы времени (например, 1,5-3 мин) отбирает точечные пробы в пробосборник 4.

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

Трубопровод 2 - вертикальный с внутренним диаметром 6 мм. Жидкость трубопровода 2 представляла собой нефтяную эмульсию со средним содержанием воды 2,1-25,5 об. %; вязкость безводной нефти при 20^oС составляла 15 сП; расход потока трубопровода 2-0,08 м³/ч. Смеситель 5 представлял собой трубу длиной 0,85 м с внутренним диаметром 81 мм (объем смесителя 5 при этом равен объему потока, протекающему по трубопроводу 2 за 3 мин, то есть интервал времени между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником 3). Использовался автоматический пробоотборник "Проба-1М" (Изготовитель завод "БОЗНА", г. Бугульма, Татарстан). Распределение включений в поперечном сечении трубопровода 2 было равномерное, поскольку поток в трубопровод 2 поступал после насоса (см. схему отбора [3]).

Сравнительные испытания заявляемых способа и устройства отбора проб жидкости из трубопровода были проведены с использованием способа отбора проб [3] и устройства отбора проб [4] - данные сведены в таблицу.

Данные сравнительных испытаний (колонки 3 и 4 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. Таким образом, равномерное распределение включений в поперечном сечении трубопровода 2 (способ и устройство-прототип [3-4], колонка 4 таблицы) недостаточно для отбора представительной пробы - за время 3 мин между отбором точечных проб автоматическим пробоотборником параметры потока изменяются. Поэтому точечные пробы, отбираемые автоматическим пробоотборником 3 при осуществлении прототипа [3-4], не представительны. Повышение представительности проб происходит при осуществлении операции смешения потока в трубопроводе 2 (заявляемый способ и устройство, колонка 3 таблицы) в смесителе 5, при которой выравнивается распределение включений потока вдоль трубопровода 2.

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. 2.1.13.1.3, 2.13.1.7.

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

3. Способ отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517-85. Черт.18.

4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517-85. Черт.18.