способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором осуществляют размещение пробозаборного элемента в трубопроводе, перед отбором пробы производят смешение потока и затем осуществляют отбор пробы, отличающийся тем, что вначале поток трубопровода разделяют на части, часть потока с неоднородным распределением включений направляют в смеситель для интенсивной гомогенизации с различной степенью интенсивности, которая тем меньше, чем меньше неоднородность распределения включений в этой части потока, а затем часть потока из смесителя объединяют с другими частями.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, содержащее заборный элемент, байпасный трубопровод для отвода потока и смеситель, отличающееся тем, что смеситель установлен на горизонтальном участке трубопровода между входом в байпасный трубопровод и его выходом для гомогенизации части потока, не проходящего через байпасный трубопровод, а перед заборным элементом участок трубопровода выполнен для смешения потока трубопровода перед отбором пробы.

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 выбирается равной средней скорости потока трубопровода [1].

Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее пробозаборного элемента из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси трубопровода входным отверстием навстречу потоку [2].

Недостаток известной технологии отбора проб - низкая представительность пробы, когда поток трубопровода расслоенный.

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] (прототип способа).

Известно устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, включающее пробозаборный элемент из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси трубопровода входным отверстием навстречу потоку [4].

Недостаток известной технологии отбора проб - низкая представительность пробы, когда поток трубопровода расслоенный.

Техническим результатом данного изобретения является повышение представительности отбираемой пробы.

Для достижения технического результата в способе отбора проб жидкости из трубопровода, при котором осуществляют размещение пробозаборного элемента в трубопроводе, перед отбором пробы производят смешение потока и затем осуществляют отбор пробы, согласно изобретению вначале поток трубопровода разделяют на части, часть потока с неоднородным распределением включений направляют в смеситель для интенсивной гомогенизации с различной степенью интенсивности, которая тем меньше, чем меньше неоднородность распределения включений в этой части потока, а затем часть потока из смесителя объединяют с другими частями.

В заявляемом способе отбора проб для подготовки потока применяют операции для быстрого и эффективного смешения. Последнее обеспечивается благодаря смешению потока путем разделения на части и гомогенизации частей потока с различной степенью интенсивности, когда интенсивность смешения части потока тем меньше, чем меньше в нем неоднородность распределения включений. Отбор пробы после избирательного смешения потока обеспечивает более представительную пробу, нежели по способу-прототипу [3] и при этом при минимальных потерях напора на смешение потока трубопровода.

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

Применение заявляемого способа позволит осуществлять более представительный отбор пробы.

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое содержит заборный элемент, байпасный трубопровод для отвода потока и смеситель, согласно изобретению смеситель установлен на горизонтальном участке трубопровода между входом в байпасный трубопровод и его выходом для гомогенизации части потока, не проходящего через байпасный трубопровод, а перед заборным элементом участок трубопровода выполнен для смешения потока трубопровода перед отбором пробы.

В заявляемом устройстве отбора проб для подготовке потока применяют элементы для быстрого и эффективного избирательного смешения. Последнее обеспечивается благодаря отводу через байпас из трубопровода верхних слоев потока с относительно равномерным распределением включений в потоке, гомогенизации нижних слоев потока трубопровода, подверженных расслоению в смесителе, установленном на основном трубопроводе между выходом и входом байпаса с последующим смешением частей потока путем их объединения на участке входа байпаса в основной трубопровод. Благодаря такому поэтапному смешению потока на заявляемом устройстве отбираемая проба по заявляемому способу будет более представительная нежели пробы, полученные при помощи устройства-прототипа [4].

Таким образом, применение заявляемого устройства позволит осуществлять более представительный отбор пробы нежели применение 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, в котором под избыточным давлением транспортируют жидкость, осуществляют размещение пробозаборного элемента, перед отбором пробы производят смешение потока, причем смешение потока осуществляют путем разделения его на части с последующим объединением, при которых гомогенизацию частей потока проводят с различной степенью интенсивности, которая тем меньше, чем меньше в полученной части потока неоднородность распределения включений; после чего отбирают пробу; отобранную в пробосборник пробу направляют на анализ - определение относительного содержания балласта в пробе.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На фиг.1-4 представлены четыре варианта устройства для реализации заявляемого способа отбора проб.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода 1 включает пробозаборный элемент 2, устанавливаемый в трубопроводе 1 после байпасного трубопровода 3 (далее - трубопровод 3), смеситель 4, переходы 5 с диаметра трубопровода 1 на диаметр смесителя 4, соединяющие трубопровод 1 со смесителем 4 на участке между входом 6 и выходом 7 трубопровода 3.

Переходы 5 могут быть концентрическими или эксцентрическими, соединенными с отводами или поворотами.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг. 1, предназначено для отбора пробы из потока трубопровода 1 под воздействием избыточного давления в трубопроводе 1 по отношению к атмосферному. Трубопровод 3 предназначен для отвода части потока с верхних и средних слоев трубопровода 1 с относительно равномерным распределением включений с тем, чтобы в смесителе 4 оставшаяся часть потока трубопровода 1 - преимущественно нижние слои трубопровода 1 с неоднородным распределением включений - подверглась интенсивной гомогенизации. Участок 8 трубопровода 1 между входом 7 трубопровода 3 и пробозаборным элементом 2 служит для объединения частей потока трубопровода 3 и смесителя 4 и их смешения перед отбором пробы (он может иметь конфигурацию трубы переменного сечения).

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, работает следующим образом.

При транспортировке жидкости по трубопроводу 1 верхние и средние слои потока с относительно равномерным распределением включений поступают в трубопровод 3, а оставшаяся часть потока трубопровода 1 с неоднородным распределением включений через переход 5 поступает в смеситель 4, в

котором она подвергается интенсивной гомогенизации и далее через второй по ходу потока переход 5 поступает в трубопровод 1. На участке 8 трубопровода 1 части потока трубопровода 3 и смесителя 4 объединяются и смешиваются. После смешения потока на участке 8 трубопровода 1 из него через пробозаборный элемент 2 отбирают пробу.

Для испытаний было использовано устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, с приводимыми ниже параметрами.

Трубопровод 1 - горизонтальный диаметром 159 мм. Жидкость трубопровода 2 представляла собой нефтяную эмульсию со средним содержанием воды 4,5 об.%; вязкость безводной нефти при 20°С составляла 4 сП; скорость потока в трубопроводе 1-3,6 м/с. Пробозаборный элемент 2 представлял собой трубку внутренним диаметром 18 мм, загнутый конец которого ориентирован навстречу потоку и расположен на оси трубопровода 1. Смеситель 4 представлял собой 4 секции в виде трубы Вентури, длина каждой из которых была 220 мм с минимальным диаметром 70 мм и максимальным 103 мм; общая длина смесителя 4 составляла 1063 мм. Переходы 5 - стандартные, с диаметра Ду 150 мм на Ду 100 мм. Диаметр трубопровода 3-119 мм, длина - 2000 мм. Пробозаборник 2 был установлен на трубопроводе 1 на расстоянии 1000 мм от входа 7 трубопровода 3.

Сравнительные испытания заявляемого способа отбора проб жидкости из трубопровода были проведены с использованием способа отбора проб [3] и устройства [4] (данные приведены выше).

Данные сравнительных испытаний табл. 1 (колонки 3, 4, 5) подтверждают, что пробу, полученную по заявляемому способу, характеризует высокая представительность, а процесс смешения потока трубопровода можно осуществлять при разделении на части с гомогенизацией их с различной интенсивностью.

Заявляемый способ отбора проб и устройство для его реализации промышленно применим - для реализации заявляемой техники изменения могут быть проведены силами производственников, обслуживающих системы учета перекачиваемой по трубопроводам жидкости.

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, черт. 14.

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

4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода./ ГОСТ 2517, черт. 14.

Таблица 1
№ эксперимента	Параметры экспериментов
		Обводненность потока, % об.
	Скорость потока в трубопроводе 1, м/с	Истинная	Заявляемый	Прототип
1	2	3	4	5
1	3,6	4,5	4,4	2,1
2	-“-	4,4	4,5	1,8
3	-“-	4,5	4,3	1,9
4	-“-	4,3	4,3	1,7
5	-“-	4,6	4,5	2,2
6	-“-	4,4	4,3	1,6