Способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления



Способ отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления

 

G01N1/10 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2456571:

Вальшин Ильдар Ринатович (RU)
Вальшин Айнарс Ринатович (RU)

Изобретение относится к технологии отбора пробы жидкости из трубопровода и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности. Способ отбора проб жидкости из трубопровода содержит следующие операции: предварительно определяют расход жидкости в трубопроводе из условия, когда отбор пробы осуществляют при помощи одного пробозаборного элемента, выбирают пробозаборный элемент с площадью входа в него, определяемой в зависимости от заданной скорости отбора пробы на входе в пробозаборный элемент и необходимого расхода пробы для анализаторов качества, при условии изменения расхода жидкости трубопровода в предварительно определенном интервале, устанавливают пробозаборный элемент входом навстречу потоку, прокачивают жидкость по трубопроводу, а через пробозаборный элемент и соединенный с ним дополнительный трубопровод прокачивают часть жидкости и отбирают пробу. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода включает пробозаборный элемент, монтажный узел, узел отбора пробы и дополнительный трубопровод для транспортировки пробы с установленным на нем поточным анализатором качества. Изобретение обеспечивает технологичность и эффективность отбора проб, надежность и удобство при реализации способа и эксплуатации устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии отбора пробы жидкости из трубопровода, выборов режима прокачки жидкости по трубопроводу и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения количественных и качественных параметров перекачиваемой жидкости.

Известен способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором пробозаборный элемент размещают в трубопроводе входом (входным, или пробозаборным отверстием) навстречу потоку трубопровода, прокачивают через него жидкость со скоростью на входе в пробозаборный элемент, равной средней скорости (изокинетической) потока в трубопроводе [1].

Известно устройство для реализации данного способа, включающее пробозаборный элемент для отбора пробы, устанавливаемый в трубопроводе входом навстречу потоку по продольной оси, монтажный узел, узел отбора пробы [2].

Недостаток известных технологии и техники отбора пробы [1-2] - ограниченность их применения в виду того, что скорость отбора пробы не связана с необходимым расходом отбора пробы (или, что эквивалентно, площадь входа в пробозаборный элемент не связана с необходимым расходом отбора пробы) для поточных анализаторов качества (средств измерений) параметров потоков пробы, а также неопределенность необходимых режимов прокачки как жидкости в трубопроводе, так и пробы в зависимости от изменения расхода жидкости в трубопроводе при использовании одного пробозаборного устройства.

По этой причине расход пробы через пробозаборное устройство ограничивается скоростью отбора пробы и может не соответствовать необходимому расходу для работы поточных анализаторов качества. Ограниченность применения известной технологии обусловлена также тем, что при изменении расхода потока в трубопроводе должен изменяться и расход пробы в виду необходимости соблюдения скоростного режима отбора пробы (изокинетичности). Для обеспечения требований по скоростному режиму отбора пробы при изменении расхода прокачки жидкости по трубопроводу, а также обеспечения необходимого расхода пробы для работы поточных анализаторов качества возникают ситуации, когда для возможности осуществления известной технологии необходимо производить замену пробозаборного устройства на новое пробозаборное устройство, площадь входа которого рассчитана из условия выполнения указанных требований по скоростному режиму отбора пробы и обеспечения при этом ее расхода, который необходим для работы анализаторов качества.

Наиболее близким по технической сущности является способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором определяют расход (скорость) потока в трубопроводе, пробозаборный элемент размещают в трубопроводе входом (входным, или пробозаборным отверстием) навстречу потоку, прокачивают через него и последовательно подсоединенный к нему дополнительный трубопровод жидкость со скоростью на входе в пробозаборный элемент, равной средней скорости (изокинетической) потока в трубопроводе или отличающейся от нее не более чем в 2 раза, с расходом, необходимым для работы поточных анализаторов качества [3].

Известно устройство для реализации данного способа, включающее пробозаборный элемент для отбора пробы, устанавливаемый в трубопроводе входом навстречу потоку, монтажный узел, узел отбора пробы пробозаборный элемент для отбора пробы, устанавливаемый в трубопроводе входом навстречу потоку по продольной оси трубопровода, монтажный узел, узел отбора пробы, дополнительный трубопровод, параметры входа которого определены из условия равенства скорости отбора пробы и скорости прокачки жидкости по трубопроводу, и обеспечения расхода пробы, необходимого для работы анализаторов качества [4].

Недостаток известных технологии и техники отбора пробы [3-4] - ограниченность их применения, невысокая технологичность при изменении расхода жидкости в трубопроводе в виду отсутствия оптимального выбора границ расхода жидкости в трубопроводе, площади входа пробозаборного элемента, а также отсутствие аналитических критериев по определению и контролю этих параметров, а также в виду осуществления известной технологии в условиях практически полной неопределенности взаимосвязи параметров режимов входящих в технологию операций. То есть имеет место ситуация, когда отсутствие аналитической интерпретации параметров режимов осуществляемых операций известной технологии, параметров устройства делает ее крайне нетехнологичной, неэффективной, совершенно непонятно, насколько широк диапазон значений указанных параметров для осуществления известной технологии, при каких границах расхода жидкости в трубопроводе можно отказаться от применения более чем одного пробозаборного элемента, в каких случаях осуществлять замену пробозаборных элементов при изменяющихся скоростях, расходах потока в трубопроводе и пробы через поточные анализаторы качества, согласно известной технологии при изменении расхода жидкости в трубопроводе, расхода пробы через анализаторы качества разрешается, а при определенных параметрах режимов осуществляемых операций, и требуется, применять пробозаборные элементы с новыми параметрами.

Очевидно, что крайне неудобно, когда при осуществлении известной технологии при изменении расхода жидкости в трубопроводе вдруг оказывается, что требуется замена пробозаборного элемента на другой, с новым значением площади входа. То есть необходимо наперед знать ответ на вопрос, когда можно и когда невозможно осуществление технологии отбора пробы с использованием только одного пробозаборного элемента.

При этом возможно нарушение технологии отбора пробы.

Кроме того, ограничения на скоростной режим - конкретизация значения скорости отбора пробы: она может отличается от скорости потока в трубопроводе не более в два раза в сторону увеличения или уменьшения, не всегда оправдана как с точки зрения качества отбираемой пробы, так и при выборе границ расходов пробы, экспериментально и теоретически установлено, что при определенных конфигурациях пробозаборного элемента, параметров жидкости, распределения включений в поперечном сечении потока, интервал, ограничивающий скорость отбора пробы, может быть иным. При указанном ограничении на скорость отбора пробы при увеличении входа в пробозаборный элемент, если это требует значение расхода через него, определение площади входа в пробозаборный элемент может привести к результату, что площадь входа в пробозаборный элемент может оказаться больше, чем площадь поперечного сечения трубопровода. В этом противоречия никакого нет (необходимо заново правильно определить диаметр трубопровода), но известная технология, очевидно, не может быть в этих случаях реализована, поскольку такая операция в ней отсутствует. В этом ее также большой пробел. Указанные недостатки осложнения при осуществлении известных технологии и техники отбора пробы сужают их технологичность, эффективность, границы применения [3-4].

Техническим результатом данного изобретения является обеспечение технологичности, эффективности осуществления технологии отбора пробы путем установления и применения правил и аналитических критериев на границы расходов жидкости в трубопроводе и пробы через поточные анализаторы качества, при которых применяется только один пробозаборный элемент устройства для отбора пробы, осуществления операций способа в соответствии с установленными правилами, критериями, установления границ режимов применения операций при этих критериях, а также путем определения зависимостей параметров устройства для отбора пробы от параметров режимов операций технологии отбора пробы, и выбора их оптимальных значений (выбор оптимальных значений площади входа в пробозаборный элемент, оптимальных расходов пробы для работы анализаторов качества при известных ограничениях на скорость отбора пробы, а также оптимального расхода жидкости в трубопроводе для использования при отборе пробы только одного пробозаборного устройства, иметь возможность на стадии проектирования участков (узлов) для учета жидкости определять оптимальные значения рабочих параметров трубопроводов, расходов жидкости в них, а также оптимальные значения пробозаборного устройства).

Для достижения технического результата в способе отбора проб жидкости из трубопровода, при котором предварительно определяют расход жидкости в трубопроводе, выбирают пробозаборый элемент с площадью входа в него, определяемой в зависимости от требуемой (заданной, известной, необходимой) скорости отбираемой пробы на входе в пробозаборный элемент и необходимого (заданного, известного) расхода пробы для анализаторов качества, скорость отбора пробы на входе в него, производят размещение (размещают) в трубопроводе выбранного пробозаборного элемента входом (входным, или пробозаборным отверстием) навстречу потоку, прокачивают но трубопроводу жидкость, через пробозаборный элемент и соединенный с ним дополнительный трубопровод прокачивают часть жидкости трубопровода, пробу, при известных ограничениях на скорость на входе в пробозаборный элемент, на расход, который необходим для работы поточного анализатора качества жидкости или их совокупности, установленного на дополнительном трубопроводе, согласно изобретению при изменении расхода жидкости в тpyбoпpoвoдe при условии, когда отбор пробы из трубопровода осуществляют при помощи только одного пробозаборного элемента, предварительно определяют границы расхода жидкости, которые должны удовлетворять соотношению

где qmin, qmax - соответственно минимальный и максимальный расходы пробы через пробозаборный элемент, в границах которых должны работать поточные анализаторы качества или анализатор качества, если он один (определяются по паспортам на анализаторы качества, нормативным документам, а также технологических параметров трубопроводов и применяемых для прокачки жидкости насоса);

K1, К2 - коэффициенты, показывающие во сколько раз отличается соответственно минимальное и максимальное значения средней скорости отбора пробы на входе пробозаборный элемент от средней скорости потока жидкости в трубопроводе, то есть определяющие минимальную и максимальную границы изменения средней скорости отбора пробы;

Qmin, Qmax - соответственно минимальное и максимальное значения расхода жидкости в трубопроводе

при этом в случае достижения в соотношение (1) равенства прокачку жидкости осуществляют при максимально возможном интервале расхода жидкости в трубопроводе;

далее осуществляют следующие операции: предварительно выбирают пробозаборный элемент и диаметр трубопровода из условия, определяемого соотношением

в котором S - площадь поперечного сечения трубопровода, Sвх - площадь входа в пробозаборный элемент; при необходимости изменяют диаметр (проходное сечение) трубопровода, чтобы обеспечить выполнение этого соотношения;

далее устанавливают выбранный пробозаборный элемент в трубопроводе, осуществляют прокачку жидкости по трубопроводу с расходом, не выходящим за определенные границы, отбирают пробу при помощи установленного в трубопроводе пробозаборного элемента с расходом, необходимым для работы поточных анализаторов качества.

Отличительные операции заявляемого технического решения - при изменении расхода жидкости в трубопроводе границы расхода жидкости определяют из условия отбора пробы из трубопровода при помощи только одного пробозаборного элемента, определяемого аналитическим соотношением (1), выполнение которого обеспечивает режимы расходов жидкости через трубопровод и пробы через поточные анализаторы качества, при которых возможен отбор пробы с применением только одного пробозаборного элемента; предварительного выбора пробозаборного элемента с площадью входа, определяемого соотношением (2), которое определяет взаимосвязь рабочих параметров трубопровода, требуемых условий отбора пробы по обеспечению необходимого расхода пробы для работы поточных анализаторов качества жидкости и определяет интервал значений площади входа в пробозаборный элемент, при помощи которого будет осуществляться отбор пробы из потока жидкости в трубопроводе с изменяющемся расходом в определенных границах (удовлетворяющих соотношению (1)) с необходимыми скоростью на входе в пробозаборный элемент и расходом потока пробы, необходимым для работы для поточных анализаторов качества; осуществление прокачки жидкости по трубопроводу с расходом, не выходящим за определенные границы; отбор пробы при помощи установленного в трубопроводе пробозаборного элемента с расходом, допустимым (необходимым для работы) для поточных анализаторов качества, позволяет в отличие от прототипа [3] определять границы расхода жидкости через трубопровод (соотношение (1)), при изменении расхода жидкости в которых отбор пробы возможно осуществлять только при помощи одного пробозаборного элемента; применять оптимальное количество пробозаборных элементов, один, который характеризуется значением площади входа в пробозаборный элемент (определяется соотношением (2)), когда расход жидкости в трубопроводе может изменяться (подвержен изменению), и отбирать пробу из потока в трубопроводе при помощи выбранного пробозаборного элемента при известных требованиях на скорость отбора и расход пробы (изокинетичность, когда скорость отбора на входе в пробозаборный элемент равна средней скорости потока жидкости в трубопроводе или отклоняется от нее в известных границах, например в 2 раза в большую или меньшую сторону относительно средней скорости потока в трубопроводе; обеспечение расхода пробы, необходимого для работы анализаторов качества, аналитически эти требования аккумулированы в соотношении (2) и автоматически выполнены, если выполняется (справедливо) соотношение (2)), благодаря чему заявляемое техническое решение обеспечивает в отличие от прототипа [3] более высокую технологичность и эффективность технологии отбора пробы, за счет применения при отборе пробы только одного пробозаборного элемента, за счет оптимального определения границ расхода жидкости в трубопроводе, при котором прокачка жидкости по трубопроводу не приведет к необходимости применения второго пробозаборного элемента. В этом преимущество заявляемого технического решения по сравнению с прототипом [3]. Кроме того, операция определения границ интервала расхода пробы по соотношению (1) позволяет формировать (наращивать) интервал расхода жидкости и на увеличенном интервале расхода жидкости через трубопровод применять соотношение (2) для выбора (изготовления) оптимальным (по количеству) образом нового пробозаборного элемента (с новым значением площади входа в пробозаборный элемент) с целью отбора пробы жидкости из трубопровода с расходом из сформированного нового участка интервала расхода жидкости в трубопроводе. В этом заключается дополнительное преимущество заявляемого способа по сравнению с прототипом [3] (совершенно очевидно, что применять заявляемый способ можно не наращивая интервал расхода жидкости вышеизложенной методике, а применяя дробление большого интервала расхода жидкости на малые (например, используя соотношение (1), в каждом из которых можно применять заявляемое техническое решение для отбора пробы).

Кроме того, если для пробозаборного элемента площадь входа оказывается больше площади поперечного сечения трубопровода, он позволяет перейти к большему диаметру трубопровода с поперечным сечением, большим, чем площадь входа определенного пробозаборного элемента без изменения рабочих характеристик трубопровода, интервала расхода, ограничений на скоростной режим отбора и расход пробы, прототип [3], реализацию этих случаев режимов операций не предусматривает. В этом еще одно преимущество заявляемой технологии. Следует также отметить, что заявляемый способ более технологичный еще по той причине, что определяющие соотношения (1), (2) режимов осуществления заявляемого способа позволяют их интерпритировать в безразмерных величинах, что чрезвычайно важно при осуществлении технологий вообще, ибо они отражают общие закономерности процессов работы трубопровода и осуществления при этом отбор пробы для всех диаметров трубопроводов и всех режимах их функционирования. Такой универсальностью известная технология [3] не наделена, она ее не имеет.

Таким образом, благодаря осуществлению отличительных признаков заявляемого способа, обеспечивается его преимущество по сравнению со способом-прототипом [3].

Применение заявляемого способа позволит обеспечить более технологичный и надежный отбора пробы по сравнению с прототипом [3]. Заявляемый способ отбора проб жидкости из трубопровода может применяться на нефтепромыслах, на оперативных, коммерческих узлах учета нефти, нефтепродуктов.

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое включает пробозаборный элемент, устанавливаемый в трубопроводе входным отверстием навстречу потоку, монтажный узел, узел отбора пробы, дополнительный трубопровод для транспортировки пробы с установленным (-ой) на нем поточным анализатором качества (совокупности анализаторов качества), согласно изобретению вход (входное, пробозаборное отверстие) в пробозаборный элемент выполняют из двух условий, условия, определяющего интервал расхода жидкости в трубопроводе, и расход пробы через анализаторы качества, при котором отбор пробы может произведен одним пробозаборным элементом, и аналитически выражаемым соотношением

(соотношение полностью совпадает с ранее приведенным соотношением (1)), где qmin, qmax - соответственно минимальный и максимальный расходы через пробозаборный элемент, в границах которых должны работать поточные анализаторы качества или анализатор качества, если он один (определяются по паспортам на анализаторы качества, нормативным документам, а также технологических параметров трубопроводов и применяемых для прокачки жидкости насоса или технологией);

К1, К2 - коэффициенты, показывающие во сколько раз отличается соответственно минимальное и максимальное значения средней скорости отбираемой пробы на входе в пробозаборный элемент от средней скорости потока жидкости в трубопровода, то есть определяющие минимальную и максимальную границы изменения средней скорости отбора пробы;

Qmin, Qmax - соответственно минимальное и максимальное значения расхода жидкости в трубопроводе;

при этом соотношение (1) в случае достижения в нем равенства устанавливает максимальные возможные границы расхода жидкости в трубопроводе, при которых возможно применение для отбора пробы только одного проозаборного элемента;

и условия изготовления входа в пробозаборный элемент, при котором площадь входа удовлетворяла соотношению:

(соотношение полностью совпадает с ранее приведенным соотношением (2)), в котором Sвх - площадь входа в пробозаборный элемент; S - площадь поперечного сечения трубопровода.

Отличительные признаки заявляемого устройства - вход (входное, пробозаборное отверстие) в пробозаборный элемент выполняют из двух условий - условия, определяющего интервал расхода жидкости в трубопроводе, и расход пробы через анализаторы качества, при котором отбор пробы может произведен одним пробозаборным элементом, и аналитически выражаемого соотношением (1); условия изготовления входа в пробозаборный элемент, при котором площадь входа удовлетворяла соотношению (2), позволяют в отличие от прототипа устройства [4] применять его для отбора пробы без замены на другой пробозаборный элемент, когда границы расхода жидкости в трубопроводе определены ограничением (1). Устройство-прототип [4] допускает применение пробозаборного элемента для отбора пробы из потока трубопровода, удовлетворяющего соотношению (1), который при изменении расхода жидкости в трубопроводе потребуется заменить на другой для выполнения требований [5], чтобы было обеспечены необходимые скорость отбора пробы и расход пробы, необходимый для работы анализаторов качества.

Кроме того, когда для первого указанного отличительного признака в соотношении (1) достигается равенство, для заявляемого пробозаборного устройства этот признак позволяет определить максимальные границы расхода жидкости в трубопроводе, когда возможно осуществлять отбор пробы заявляемым устройством из трубопровода (определяет максимальный интервал расхода жидкости в трубопроводе, в котором возможно применять заявляемое устройство по назначению), что обеспечивает его более высокую технологичность по сравнению с прототипом-устройством [4].

Таким образом, благодаря осуществлению отличительных признаков заявляемого устройства, обеспечивается оптимальное количество их, одно, для осуществления отбора пробы, что и обеспечивает преимущество заявляемого устройства по сравнению с прототипом [4], при этом устройство характеризует более высокая технологичность, эффективность, не требуется его замена при работе, когда расход жидкости в трубопроводе изменяется в границах, определяемый соотношением (1).

Применение заявляемого устройства позволит более эффективно осуществлять процедуру отбора пробы, определять максимально широкую область расхода жидкости в трубопроводе, в которой устройство применимо по его назначению и не потребует его замены на другой для выполнения требований, накладываемых нормативными документами, например [5] на скорость и расход пробы.

Заявляемые способ отбора пробы жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления могут конкретно применяться, например, на нефтепромыслах - на оперативных, коммерческих узлах учета нефти.

Заявляемый способ для размещения в трубопроводе элемента для прокачки жидкости осуществляется следующим образом.

Предварительно определяют границы расхода жидкости в трубопроводе из условия, когда отбор пробы из трубопровода осуществляют при помощи только одного пробозаборного элемента, выбирают пробозаборый элемент с площадью входа в него, определяемой в зависимости от требуемой (заданной, известной, необходимой) скорости отбора пробы на входе в пробозаборный элемент и необходимого расхода пробы для анализаторов качества при условии изменения расхода жидкости трубопровода в предварительно определенном интервале, далее в трубопроводе размещают пробозаборный элемент входом навстречу потоку, прокачивают по трубопроводу жидкость, через пробозаборный элемент прокачивают часть жидкости трубопровода, пробу, при известных ограничениях на скорость на входе в пробозаборный элемент, на расход, который необходимым для работы поточного анализатора качества или их совокупности, отобранную пробу подвергают анализу.

Сущность изобретения поясняется чертежом

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, включает устанавливаемые последовательно на трубопроводе 1 монтажный узел в виде патрубка 2, пробозаборный элемент 3, размещаемый в трубопроводе 1 входом (входным, пробозаборным отверстием) навстречу потоку, узел отбора пробы, состоящий из крышки 4 с расположенными на нем штуцером 5 для отбора пробы и регулировочным краном 6, дополнительный трубопровод 7 с размещенными на нем расходомером 8 и поточным анализатором качества 9, последовательно подсоединяемый к крану 6, и соединяется с дренажной емкостью 10.

Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, фиг.1, предназначено для отбора пробы из потока жидкости из трубопровода, расход которой подвержен изменению.

При этом пробозаборный элемент 3 служит для отбора пробы жидкости из трубопровода 1, монтажный узел 2 - для установки и фиксации пробозаборного элемента 3 в трубопроводе 1 в рабочем положении, узел отбора пробы 4 - для регулирования и транспортировки пробы через штуцер 5 и регулировочный кран 6, отбираемой пробозаборным элементом 3 и прокачиваемой через него и соединенный с ним дополнительный трубопровод 7, дополнительный трубопровод 7 служит для транспортировки пробы и размещения на нем расходомера 8 и поточного анализатора качества 9, расходомер 8 служит для определения расхода пробы, транспортируемой по дополнительному трубопроводу 7, поточный анализатор качества 9 служит для определения содержащейся в пробе воды. Дренажная емкость 10 служит для сбора пробы, которая транспортируется по дополнительному трубопроводу 7.

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

По трубопроводу 1 под воздействием перепада давления транспортируют жидкость, расход который с течением времени изменяют в известных границах. Пробозаборным элемент 3 со входом, площадь которого выбрана согласно соотношению (2), отбирают пробу (часть потока жидкости) из трубопровода 1 под воздействием избыточного перепада давления в трубопроводе по отношению к наружной среде; скорость и расход при отборе пробы регулируют краном 6, при этом расход пробы проверяют по расходомеру 8, а скорость определяют расчетом, исходя из данных по расходу пробы и значения площади входа в пробозаборный элемент 3, с учетом требований паспорта, нормативных документов (например, [5]).

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

Жидкость в трубопроводе 1 представляла нефть с содержанием воды 0,3% об., вязкость безводной нефти при 20°С составляла 4 сСт.

Расход жидкости в трубопроводе 1 был определен с учетом соотношения (1) и составлял 2,5-10 м3/час, расход пробы через пробозаборный элемент 3 и состыкованный с ним дополнительный трубопровод 7 составлял 2,2 м3/час, - необходимый расход для работы влагомера PHASE DYNAMICS, INC, коэффициенты K1 и К2, входящие в соотношение (2), приняты со значениями K1=0,5; К2=2 согласно [3]; внутренний диаметр трубопровода 1 и дополнительного трубопровода составлял - 50 мм, вход в пробозаборный элемент 3 для устройств заявляемого и прототипа [4], выбирался с учетом указанных выше данных согласно соотношению (2):

площадь входа в пробозаборный элемент 3 для заявляемого устройства составила 863,5 мм2 и была рассчитана для отбора пробы при изменении расхода жидкости в интервале от 2,5 до 10 м3/час;

площадь входа в пробозаборный элемент 3 для устройства-прототипа [4] составила два значения:

первое - 1727 мм2 и была рассчитана для отбора пробы при изменении расхода жидкости в первой половине интервала расхода (от 2,5 до 10 м3/час), то есть в интервале от 2,5 до 5 м3/час;

второе - 431,75 мм2 и была рассчитана для отбора пробы при изменении расхода жидкости во второй половине интервала расхода (от 2,5 до 10 м3/час), то есть в интервале от 5 до 10 м3/час.

Таким образом, приведенный пример наглядно показывает, что уже на предварительном этапе осуществления заявляемой технологии отбора пробы обеспечивается ее преимущество, в строго определенных границах расхода жидкости через трубопровод и пробозаборный элемент (соотношение (1)) пробозаборный элемент для отбора пробы для заявляемой технологии определяется однозначно, что определяется по расчету площади входа в пробозаборный элемент (соотношение (2)), то есть для реализации заявляемой технологии применяется всего лишь один пробозаборный элемент и она не допускает в отличие от прототипа [3-4] случая, при котором необходима замена одного пробозаборного элемента на другой:

выбор пробозаборного элемента 3 со входом по заявляемой технологии является более оптимальным, для отбора пробы с расходом 2,2 м3/час из потока жидкости с изменяющимся расходом от 5 до 10 м3/час из трубопровода 1 требуется всего один пробозаборный элемент 3 с площадью входа 863,5 мм2, тогда как при тех же условиях работы трубопровода 1 (расход в интервале от 5 до 10 м3/час, - обозначение интервала [5; 10] м3/час) и одинаковом требовании на расход пробы (2,2 м3/час) через пробозаборный элемент 3 прототип технологии [3] реализуется с двумя разными пробозаборными элементами 3, с площадями входа 1727 мм2 и 431,75 мм2, причем эта технология реализуется поочередно на двух разных участках расхода жидкости в трубопроводе 1, на интервалах расхода [2,5; 5] и [5; 10] м3/час соответственно.

Сравнительные испытания заявляемых способа и устройства для отбора проб жидкости были проведены с целью показать работоспособность заявляемой технологии, она была успешно реализована с указанными в примере расходами жидкости и пробы соответственно в трубопроводах 1 и 7, то есть этим был подтвержден факт конкретного осуществления заявляемой технологии.

Таким образом, данные экспериментов свидетельствуют о преимуществе заявляемой технологии для отбора проб жидкости из трубопровода по сравнению с прототипом [3-4].

Заявляемый способ для отбора проб жидкости из трубопровода и устройство для его осуществления промышленно применимы, заявляемое устройство для реализации заявляемого способа несложно в изготовлении и при использовании в работе, связанные с внедрением работы, могут быть осуществлены силами, обеспечивающими и контролирующими технологический процесс прокачки жидкости через устройство.

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 2517-85, черт.14, п.2.13.1.2.

3. Способ отбора проб жидкости из трубопровода / ГОСТ 2517-85, п.п.2.13.1.2, 2.13.1.3, 2.13.4.1.

4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода / ГОСТ 2517-85, черт.14, п.п.2.13.1.2, 2.13.1.3, 2.13.4.1.

5. ГОСТ 2517-85, п.п.2.13.1.3, 2.13.4.1.

1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода, при котором предварительно определяют расход жидкости в трубопроводе, выбирают пробозаборый элемент с площадью входа в него, определяемой в зависимости от требуемой скорости отбираемой пробы на входе в пробозаборный элемент и необходимого расхода пробы для анализаторов качества, скорости отбора пробы на входе в него, производят размещение в трубопроводе выбранного пробозаборного элемента входом навстречу потоку, прокачивают по трубопроводу жидкость, через пробозаборный элемент и соединенный с ним дополнительный трубопровод прокачивают часть жидкости трубопровода - пробу при известных ограничениях на скорость на входе в пробозаборный элемент, на расход, который необходим для работы поточного анализатора качества жидкости или их совокупности, установленного на дополнительном трубопроводе, отличающийся тем, что при изменении расхода жидкости в трубопроводе, при условии, когда отбор пробы из трубопровода осуществляют при помощи только одного пробозаборного элемента, предварительно определяют границы расхода жидкости, которые должны удовлетворять соотношению

где qmin, qmах - соответственно минимальный и максимальный расходы пробы через пробозаборный элемент, в границах которых должны работать поточные анализаторы качества или анализатор качества, если он один;
K1, K2 - коэффициенты, показывающие во сколько раз отличаются соответственно минимальное и максимальное значения средней скорости отбора пробы на входе в пробозаборный элемент от средней скорости потока жидкости в трубопроводе, то есть определяющие минимальную и максимальную границы изменения средней скорости отбора пробы;
Qmin, Qmax - соответственно минимальное и максимальное значения расхода жидкости в трубопроводе;
при этом, в случае достижения в соотношение (1) равенства, прокачку жидкости осуществляют при максимально возможном интервале расхода жидкости в трубопроводе;
далее осуществляют следующие операции: предварительно выбирают пробозаборный элемент и диаметр трубопровода из условия, определяемого соотношением

в котором Sвх - площадь входа в пробозаборный элемент, S - площадь поперечного сечения трубопровода; при необходимости изменяют диаметр трубопровода, чтобы обеспечить выполнение этого соотношения;
далее устанавливают выбранный пробозаборный элемент в трубопроводе, осуществляют прокачку жидкости по трубопроводу с расходом, не выходящим за определенные границы, отбирают пробу при помощи установленного в трубопроводе пробозаборного элемента с расходом, необходимым для работы поточных анализаторов качества.

2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода, которое включает пробозаборный элемент, устанавливаемый в трубопроводе входным отверстием навстречу потоку, монтажный узел, узел отбора пробы, дополнительный трубопровод для транспортировки пробы с установленным (-ой) на нем поточным анализатором качества (совокупности анализаторов качества), отличающееся тем, что вход в пробозаборный элемент выполняют из двух условий: условия, определяющего интервал расхода жидкости в трубопроводе и расход пробы через анализаторы качества, при котором отбор пробы может быть произведен одним пробозаборным элементом, и аналитически выражаемого соотношением

где qmin, qmax - соответственно минимальный и максимальный расходы через пробозаборный элемент, в границах которых должны работать поточные анализаторы качества или поточный анализатор качества, если он один;
K1, K2 - коэффициенты, показывающие, во сколько раз отличаются соответственно минимальное и максимальное значения средней скорости отбираемой пробы на входе в пробозаборный элемент от средней скорости потока жидкости в трубопроводе, то есть определяющие минимальную и максимальную границы изменения средней скорости отбора пробы;
Qmin, Qmax - соответственно минимальное и максимальное значения расхода жидкости в трубопроводе;
и условия изготовления входа в пробозаборный элемент, при котором площадь входа удовлетворяет соотношению

в котором Sвх - площадь входа в пробозаборный элемент, S - площадь поперечного сечения трубопровода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины, а именно к оториноларингологии. .

Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии. .

Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии. .

Изобретение относится к области медицины, а именно к инфектологии и патологической анатомии. .

Изобретение относится к вариантам системы мониторинга газа, в частности к газоотборному узлу бокового потока дыхательных газов. .

Изобретение относится к способу препарирования тонких пленок висмута на слюде - мусковит - для выявления межкристаллитных границ методом атомно-силовой микроскопии.

Изобретение относится к устройству для измерения толщины слоя нефти над водой и может быть использовано для оценки количества нефти в скважинной продукции с большой долей воды, а также для определения объема нефти на поверхности природного водоема при аварийных разливах нефти из трубопровода или резервуара.

Изобретение относится к устройству для получения образца горной породы, в частности, для тестирования при работах в золотодобывающей промышленности. .
Изобретение относится к области медицины, а именно к патологоанатомической и судебно-медицинской практике, и может быть использовано для посмертной морфологической диагностики эндогенной интоксикации

Изобретение относится к области измерения количества и состава газов и жидкостей, транспортируемых по трубопроводам

Изобретение относится к области измерения количества и состава газов и жидкостей, транспортируемых по трубопроводам

Изобретение относится к способу отбора пробы высоконагруженного металла сосудов и аппаратов, эксплуатируемых в сероводородсодержащих средах, для оценки их дальнейшей работоспособности

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
Изобретение относится к медицине, в частности стоматологии и морфологии, и может применяться для морфологических исследований строения эмали зуба

Изобретение относится к конструкции газосмесительной камеры для приготовления градуировочных газовых смесей заданного состава

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и предназначено для расширения сферы применения способа сбора сухих аэрозолей в природно-климатических зонах, характеризующихся наличием безлесных территорий, например в тундре, степи, пустыне
Изобретение относится к области поиска полезных ископаемых и может быть использовано при поиске экологических загрязнений, проведении геологических, технологических, сельскохозяйственных исследований и создании технологического производства и его контроля
Наверх