Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для отбора проб газожидкостной среды

Изобретение относится к устройствам для взятия проб газожидкостной среды, в том числе и нефти из трубопроводов и отстойников для нефти.

Известно устройство для отбора проб жидкости и газа (патент на ПМ RU №63441, МПК Е21В 49/08, опубл. 27.05.2007 в Бюл. №15), содержащее цилиндрический корпус со средоразделителем в виде поршня внутри и с присоединенными с обоих концов крышками, при этом непосредственно на каждой крышке расположено по одному игольчатому вентилю.

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления, применения и низкая надежность, связанные с наличием подвижных элементов в виде поршня внутри и ненадежных игольчатых вентилей.

Известно также устройство для отбора проб воды (патент RU №2011957, МПК G01N 1/10, опубл. 30.04.1994), содержащее корпус с входным и выходным патрубками, камерой накопления жидкости, причем в верхней части внутренней полости корпус снабжен цилиндрической камерой, в днище которой выполнено отверстие, взаимодействующее со штоком, на верхнем торце штока размещен клапан, седло клапана выполнено внутри цилиндрической камеры в корпусе, нижний конец штока снабжен поплавком, а боковая поверхность цилиндрической камеры выполнена из фильтрационного материала.

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления, применения и низкая надежность, связанные с наличием подвижных элементов в виде штока с клапаном внутри и поплавка, при этом фильтрационная боковая поверхность цилиндрической камеры склонна к быстрому засорению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения газонасыщения жидкости (патент RU №2632440, МПК G01N 1/10, G01N 7/14, опубл. 04.10.2017 в Бюл. №28), включающее вентили точной регулировки, калибровочную микроемкость, мерную бюретку, внутреннюю трубку, измерительную трубку, вспомогательную емкость, причем дополнительно установлен капилляр между входным вентилем точной регулировки и калибровочной микроемкостью.

Недостатками данного устройства являются сложность изготовления, применения и низкая надежность, связанные с наличием вентилей точной регулировки, капилляра и микроемкостью, склонных к быстрому засорению и выходу из строя, при этом оно не может работать с маслянистыми и/или агрессивными жидкостями и жидкостями, содержащими твердые нерастворимые вещества.

Технической задачей является создание простой и надежной конструкции устройства для отбора проб газожидкостной среды за счет отсутствия подвижный и ненадежных конструктивных элементов, при этом позволяющей работать с любыми газожидкостными средами.

Техническая задача решается устройством для отбора проб газожидкостной среды, включающим в себя основную и вспомогательную сообщающиеся емкости для сбора соответственно жидкости и газа и входной патрубок для отбора продукции.

Новым является то, что емкости сообщены между собой при помощи полого корпуса, к которому они входами присоединены разборными герметичными стыками, при этом основная емкость присоединена к корпусу снизу, а вспомогательная - сверху, патрубок ввода соединен жестко с корпусом по уровню между разборными стыками емкостей, причем патрубок ввода снабжен эластичным патрубком, выполненным с возможностью герметичного взаимодействия с выходом сливного крана.

Новым является также то, что как минимум один из разборных стыков снабжен внутри воронкой, выполненной с возможностью взаимодействия изнутри со входом соответствующей емкости.

Новым является также то, что как минимум вход одной емкости снабжен подпружиненным клапаном, выполненным с возможностью открытия при взаимодействии с соответствующей воронкой во время соединения стыком с корпусом.

Новым является также то, что объем емкостей подобран из соответствующего содержания газа в жидкости при давлении приема жидкости из сливного крана.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для отбора проб газожидкостной среды включает в себя основную 1 и вспомогательную 2 сообщающиеся емкости для сбора соответственно жидкости и газа и входной патрубок 3 для отбора продукции. Емкости 1 и 2 сообщены между собой при помощи полого корпуса 4. К корпусу 4 емкости 1 и 2 входами присоединены разборными герметичными стыками 5 и 6 (например, резьбой, хомутами, фланцами и т.п.) соответственно. Основная емкость 1 присоединена к корпусу 4 снизу, а вспомогательная 2 - сверху. Патрубок ввода 3 соединен жестко с корпусом 4 по уровню между разборными стыками 5 и 6 емкостей 1 и 2. Патрубок ввода 3 снабжен эластичным патрубком 7 (изготовленный из полиуретана, армированной резины и т.п. в зависимости от отбираемой среды), выполненным с возможностью герметичного взаимодействия с выходом сливного крана (не показаны). Для сохранности от засорения (например, нефтью, битумом, нерастворимыми включениями и т.п.) как минимум один из разборных стыков 5 и/или 6 может быть снабжен внутри воронкой 8 и/или 9, выполненной с возможностью взаимодействия изнутри со входом соответствующей емкости 1 (не показано) и/или 2. При работе с агрессивными средами для автоматического закрытия при отсоедини по стыкам 5 (не показано) и/или 6 как минимум вход одной емкости 1 (не показано) и/или 2 снабжен поджатым пружиной 10 клапаном 11, выполненным с возможностью открытия при взаимодействии с соответствующей воронкой 8 (не показано) и/или 9 во время соединения соответствующей емкости 1 и/или 2 соответствующим стыком 5 и/или 6 с корпусом 4. Для более полной информации о содержании газа в жидкости объем емкостей 1 и 2 (определяется эмпирически) подобран из соответствующего содержания газа в жидкости при давлении приема жидкости из сливного крана.

Форма и конструкция клапана 11 может быть любой - авторы на это не претендуют.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства для отбора проб газожидкостной среды, на чертеже не показаны или показаны условно.

Устройство для отбора проб газожидкостной среды работает следующим образом.

Устройство в сборе доставляется к месту взятия пробы эластичный патрубок 7 герметично присоединяют к выходу сливного крана (вставляется внутрь или надевают снаружи), при необходимости для защиты от срыва фиксируют хомутом (не показана). Сливной кран открывают, и газожидкостная смесь через эластичный патрубок 7 и патрубок ввода 3 поступает в корпус 4 и емкости 1 и 2. При необходимости воронки 8 и/или 9 защищают от воздействия и засорения газожидкостной средой стыки 5 и 6 соответственно. После чего сливной кран закрывают, дают отстояться газожидкостной смеси. В результате выделившийся из газожидкостной смеси газ понимается вверх в расположенную сверху вспомогательную емкость 2, а отстоявшаяся жидкость стекает вниз в основную емкость 1.

Для отсоединения вспомогательной емкости 2 с агрессивным газом (сероводород, угарный газ или т.п.), ее отсоединяют от корпуса 4 по стыку 6. В результате воронка 9 перестает взаимодействовать с клапаном 11, который под действием пружины 10 герметично перекрывает вход во вспомогательную емкость 2, взаимодействуя с седлом 12.

Если жидкость также агрессивна (кислота, щелочь, нефть или т.п.), то основная емкость 1 снабжают клапаном аналогичным клапану 11, емкость 1 и аналогично отсоединяют от корпуса 4 при помощи стыка 5.

После отбора проб газожидкостной среды эластичный патрубок 7 отсоединяют от закрытого входа сливного крана.

Предлагаемое устройство для отбора проб газожидкостной среды просто и надежно за счет отсутствия подвижный и ненадежных конструктивных элементов, при этом может работать с любыми газожидкостными средами.