пробоотборное устройство

Формула изобретения

Пробоотборное устройство для интегрального отбора пробы многокомпонентной газожидкостной среды, содержащее установленный в напорном трубопроводе устьевой арматуры полый корпус, внутри которого на валу с сальниковым уплотнением и рукояткой расположен орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды, отборную камеру с заборными каналами, запорный орган с направляющей трубкой, отличающееся тем, что полый корпус представляет из себя фрагмент напорного трубопровода на вертикально расположенном участке устьевой арматуры, орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды выполнен в виде заслонки меньшего диаметра, чем внутренний диаметр полого корпуса, а отборная камера представляет из себя кольцевую полость на полом корпусе, расположенную на уровне заслонки и сообщенную на входе с потоком многокомпонентной газожидкостной среды через заборные каналы, выполненные на полом корпусе в виде боковых прорезей, расположенных симметрично оси вращения заслонки, а на выходе - с запорным органом, установленным на продолжении вала заслонки и выполненным в виде клапана отбора пробы, расположенного в корпусе запорного органа с возможностью возвратно-поступательного движения и соединенного с валом заслонки через полый промежуточный вал, при этом вал заслонки и промежуточный вал взаимосвязаны с возможностью поворота относительно друг друга на четверть оборота.

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 устройство пробоотборное (патент RU 2151290 С1), содержащее установленный в системе устьевой арматуры полый корпус, внутри которого расположен орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды, снабженный уплотнительными элементами и рукояткой управления, отборную камеру в виду уплотняемого сферического сегмента с заборными каналами, запорный орган с рукояткой управления и направляющей трубкой.

Недостатком известного пробоотборного устройства (далее устройства) является сложность конструкции, что повышает его стоимость и расходы на эксплуатацию, осложняет его обслуживание. Кроме того, устройство установлено на горизонтально расположенном участке напорного трубопровода устьевой арматуры, где многокомпонентная газожидкостная смесь успевает расслоиться (отстояться) в некоторой степени, что отрицательно влияет на интегральный отбор проб и приводит к недостоверным результатам анализа проб.

Технической задачей, решаемой изобретением, являются упрощение конструкции и обслуживания устройства и повышение качества отбора проб многокомпонентной газожидкостной среды.

Поставленная задача решается тем, что полый корпус представляет из себя фрагмент напорного трубопровода на вертикально расположенном участке устьевой арматуры, орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды выполнен в виде заслонки, соединенной с вращательной опорой, отборная камера представляет из себя кольцевую полость на полом корпусе, расположенную на уровне заслонки и сообщенную на входе с потоком многокомпонентной газожидкостной среды через заборные каналы, выполненные на полом корпусе в виде боковых прорезей, расположенных симметрично оси вращения заслонки, а на выходе - с запорным органом, установленным на продолжении вала заслонки и выполненным в виде клапана отбора пробы, расположенного в корпусе запорного органа с возможностью возвратно-поступательного движения и соединенного с валом заслонки через полый промежуточный вал, при этом вал заслонки и промежуточный вал взаимосвязаны с возможностью поворота друг относительно друга на четверть оборота.

На фиг.1. изображена фронтальная проекция разреза устройства в нерабочем закрытом положении; на фиг.2 - выносное сечение на фиг.1 в процессе “Закрытие”; на фиг.3 - фронтальная проекция разреза устройства в рабочем открытом положении; на фиг.4 - выносное сечение на фиг.3; на фиг.5 - сечение по линии А-А на фиг.3 в процессе “Открытие”.

Полый корпус 1 (фиг.1) представляет из себя фрагмент напорного трубопровода на вертикально расположенном участке устьевой арматуры, так называемом “гусаке” (не показана). Внутри полого корпуса 1 расположен орган управления потоком многокомпонентной газожидкостной среды в виде заслонки 2 из двух половинок, прикрепленных к валу 3 вращательной опоры, например посредством электросварки. Диаметр заслонки 2 меньше, чем внутренний диаметр полого корпуса 1, что образует кольцевой зазор 4 (фиг.4) для прохождения смешанного потока многокомпонентной газожидкостной среды при отборе пробы. Отборная камера в виде кольцевой полости 5 выполнена в бобышке 6, приваренной к полому корпусу 1. Кольцевая полость 5 сообщена на входе с потоком многокомпонентной газожидкостной среды через заборные каналы, выполненные на полом корпусе 1 в виде боковых прорезей 7 (фиг.4), расположенных симметрично оси вращения заслонки 2, а на выходе - запорным органом, установленным на продолжении вала 3 заслонки 2 через радиальные 8 и центральное 9 отверстия вала 3.

Запорный орган состоит из седла 10 (фиг.1), с направляющей трубкой 11, прикрепленного к корпусу запорного органа 12 на прокладке 13 посредством накидной гайки 14. Клапан отбора пробы 15 расположен в корпусе запорного органа 12 на шпонке 16 и соединен с валом 3 заслонки 2 через полый промежуточный вал 17 посредством резьбового соединения 18, например, с нормальным (правым) направлением. Головка промежуточного вала 17 расположена в кольцевом пазу (не показан) корпуса запорного органа 12, что исключает осевое перемещение промежуточного вала 17. Замковый конец вала 3 заслонки 2 выполнен в виде квадрата (фиг.2, 5) с закругленными противоположными углами так, чтобы замковый конец вала 3 мог провернуться на четверть оборота 90° в обратную сторону вращения относительно промежуточного вала 17 в его пазу 19 после закрытия клапана отбора пробы 15, причем ширина паза 19 равняется стороне квадрата на замковом конце вала 3. Такой холостой проворот вала 3 заслонки 2 необходим в тех случаях, когда после закрытия запорного органа заслонка 2 оказалась, например, поперек потоку жидкости в полом корпусе 1 в то время, когда заслонка 2 после отбора пробы должна занять вертикальное положение (фиг.1), чтобы не препятствовать потоку добываемой жидкости.

К бобышке 6 (фиг.1) присоединен корпус сальниковой полости 20, внутри которого расположены сальник 21, грундбукса 22 и нажимная гайка 23. На свободном конце вала 3 установлена рукоятка 24.

Для отбора пробы многокомпонентной газожидкостной среды необходимо установить под направляющую трубку 11 (фиг.1) накопительную емкость (не показана), с помощью рукоятки 24 вращать вал 3 заслонки 2 по направлению вращения часовой стрелки, т.е. направо. При этом клапан отбора пробы 15 по резьбе 18 отходит от седла 10 и открывается одновременно в результате вращения заслонки 2, отбираемая среда смешивается и попадает в накопительную емкость. Заслонка 2 оставляется в закрытом положении (фиг.3, 4) и поток отбираемой смеси начинает проходить через кольцевой зазор 4, боковые прорези 7 в камеру отбора пробы 5, а оттуда через радиальные 8 (фиг.4), центральное 9 отверстия валов 3, 17 и отверстия 25 в головке клапана отбора пробы 15 поступает в накопительную емкость. После набора необходимого объема пробы вращением рукоятки 24 влево закрывают клапан отбора пробы 15, автоматически совмещая при этом смешивание отбираемой пробы посредством заслонки, что повышает качество отбора пробы. По окончанию отбора пробы необходимо, чтобы заслонка оставалась в вертикальном положении. При необходимости использовать “холостой проворот” вала 3 относительно промежуточного вала 17.

Для повышения качества интегрального отбора пробы рекомендуется: в приоткрытом (промежуточном) положении клапана отбора пробы 15 рукоятку 24 вращают то вправо, то влево попеременно, например, для удобства на ±2 оборота, что обеспечивает лучшее смешивание отбираемой жидкости.

Применение пробоотборного устройства позволит упростить его конструкцию и обслуживание, а также повысить качество отбора проб многокомпонентной газожидкостной среды.