RU2580724C2 - Method for sampling demixing-prone media and device therefor - Google Patents
Method for sampling demixing-prone media and device therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580724C2 RU2580724C2 RU2014124609/05A RU2014124609A RU2580724C2 RU 2580724 C2 RU2580724 C2 RU 2580724C2 RU 2014124609/05 A RU2014124609/05 A RU 2014124609/05A RU 2014124609 A RU2014124609 A RU 2014124609A RU 2580724 C2 RU2580724 C2 RU 2580724C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sampling
- sample
- medium
- level
- levels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии и технике отбора проб из сред, подверженных расслоению и может найти применение в нефтяной и других отраслях промышленности, народного хозяйства, например, для отбора проб нефти и нефтепродуктов, находящихся в резервуарах, других емкостях, для отбора проб воды в реках, озерах, каналах и др.The invention relates to technology and techniques for sampling from environments subject to delamination and may find application in the oil and other industries, the national economy, for example, for sampling oil and oil products located in tanks and other containers, for sampling water in rivers, lakes, canals, etc.
Известен способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению, при котором пробу с разных уровней, отобранных из резервуара через каждые 1000 мм высоты столба среды, которой служит нефть, нефтепродукты, составляют смешением одинаковых по объему их долей, при этом пробы верхнего уровней отбирают на 250 мм ниже поверхности среды, а нижнего уровня, - нижний срез приемо-раздаточного патрубка по внутреннему диаметру или на 250 мм выше дна резервуара; предварительно перед отбором проб с уровней измеряют уровень среды в резервуаре и рассчитывают уровни отбора пробы, после чего осуществляют отбор проб с уровней, - закрытый устройство опускают до заданного уровня так, чтобы отверстие, через которое происходит его заполнение, находилось на уровне отбора пробы; за начало отсчета первой 1000 мм принимают поверхность среды; пробы с нескольких уровней отбирают последовательно сверху вниз; при составлении пробы пробу с каждого уровня перемешивают, берут одинаковый объем и сливают в один пробоприемник, (сосуд), - такую пробу называют объединенной, - ГОСТ 2517-85, п. 2.3.2, п. 2.3.3, черт 4, [1].There is a method for sampling from environments subject to delamination, in which a sample from different levels taken from the reservoir every 1000 mm of the column height of the medium, which is oil, oil products, is made by mixing the same parts in volume, while samples of the upper levels are taken on 250 mm below the surface of the medium, and the lower level, the lower section of the receiving and distributing pipe in internal diameter or 250 mm above the bottom of the tank; preliminary, before sampling from levels, the level of the medium in the tank is measured and sampling levels are calculated, after which sampling from the levels is carried out - the closed device is lowered to a predetermined level so that the hole through which it is filled is at the sampling level; the reference surface of the first 1000 mm is the surface of the medium; samples from several levels are taken sequentially from top to bottom; when compiling the sample, the sample from each level is mixed, the same volume is taken and poured into one sampler, (vessel), - this sample is called combined, - GOST 2517-85, clause 2.3.2, clause 2.3.3, dash 4, [ one].
Известно устройство для реализации данного способа, включающее корпус с входным патрубком, крышку с пробозаборным элементом, - ГОСТ 2517-85, п. 2.3.2, п. 2.3.3, черт 4, [2].A device for implementing this method is known, including a housing with an inlet pipe, a cover with a sampling element, GOST 2517-85, paragraph 2.3.2, paragraph 2.3.3, dash 4, [2].
Известные способ отбора проб из сред, подверженных расслоению, и устройство для его реализации [1-2] имеет ряд недостатков, которые приводят к существенному снижению качества пробы. При погружении устройства до необходимого уровня отбора пробы воздух, находящийся в корпусе, сжимается и, начиная с некоторого уровня погружения, в устройство через патрубок начинает поступать среда со всех нижерасположенных слоев еще до его погружения на заданный уровень, на котором открывают штуцер на крышке для стравливания воздуха. Перемешивание, деление, переливания полученных таким образом проб с уровней отбора не могут обеспечить восстановление нарушенной при отборе пробы с каждого уровня своей пропорции, - проба с каждого уровня отбора будет содержать в себе доли со всех выше расположенных уровней среды. В результате пробы с разных уровней и составленная из них проба путем их объединения или объединения их долей, не будут представительными.The known method of sampling from environments prone to delamination, and a device for its implementation [1-2] has several disadvantages that lead to a significant decrease in the quality of the sample. When the device is immersed to the required sampling level, the air in the housing is compressed and, starting from a certain immersion level, the medium begins to flow into the device through the nozzle from all the lower layers even before it is immersed to a predetermined level, at which the nozzle on the cover for bleeding is opened air. Mixing, dividing, transfusion of the samples thus obtained from the sampling levels cannot ensure the restoration of the sample broken from the sampling from each level of its proportion; As a result, samples from different levels and the sample made up of them by combining them or by combining their shares will not be representative.
Указанные недостатки приводят к тому, что невозможно установить, что пробы с заданных уровней представляют среду именно с этих заданных уровней отбора. По этой причине известные решения [1-2] не могут быть использованы для корректного сравнения при испытаниях и потому не приняты за прототипы.These shortcomings lead to the fact that it is impossible to establish that samples from given levels represent the environment from precisely these given sampling levels. For this reason, the known solutions [1-2] cannot be used for correct comparison during testing and therefore are not mistaken for prototypes.
Также к важным недостаткам известных решений [1-2] следует отнести то, что в реализуемой ими технологии предложен неверный шаг в части увеличения числа уровней отбора, - нижний уровень отбора в 250 мм от дна заведомо не соответствует шагу в 1000 мм.Another important disadvantage of the known solutions [1-2] should be attributed to the fact that in the technology they implement, the wrong step was proposed in terms of increasing the number of sampling levels — the
Известен способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению, при котором пробу составляют смешением одинаковых по объему проб с уровней отбора, отобранных из резервуара через каждые 1000 мм высоты столба среды, которой служит нефть, нефтепродукты, при этом пробы верхнего уровня отбирают на 250 мм ниже поверхности среды, а нижнего уровня, - нижний срез приемо-раздаточного патрубка по внутреннему диаметру или на 250 мм выше дна резервуара; предварительно, перед отбором проб измеряют уровень среды в резервуаре и рассчитывают уровни отбора пробы, после чего осуществляют их отбор, - закрытое устройство для реализации способа опускают при помощи тросика до заданного уровня так, чтобы отверстие, через которое происходит его заполнение, находилось на уровне отбора пробы; за начало отсчета первой 1000 мм принимают поверхность среды; пробы с нескольких уровней отбирают последовательно сверху вниз; при составлении пробы пробу с каждого уровня отбора перемешивают, берут одинаковый объем и объединяют, сливая их в один сосуд, - ГОСТ 2517-85, п. 2.3.2, п. 2.3.3, черт 3, [3].A known method for sampling from environments subject to delamination, in which the sample is made by mixing the same volume samples from the sampling levels taken from the reservoir every 1000 mm of the column height of the medium, which is oil, oil products, while the upper level samples are taken at 250 mm below the surface of the medium, and the lower level, the lower section of the acceptance pipe in internal diameter or 250 mm above the bottom of the tank; first, before sampling, measure the level of the medium in the tank and calculate the sampling levels, after which they are sampled — a closed device for implementing the method is lowered with a cable to a predetermined level so that the hole through which it is filled is at the sampling level samples the reference surface of the first 1000 mm is the surface of the medium; samples from several levels are taken sequentially from top to bottom; when compiling the sample, the sample from each sampling level is mixed, the same volume is taken and combined, merging them into one vessel - GOST 2517-85, paragraph 2.3.2, paragraph 2.3.3,
Известно устройство для реализации данного способа, включающее корпус с входным патрубком и крышку с пробозаборным элементом, - ГОСТ 2517-85, п. 2.3.2, п. 2.3.3, черт 3, [4].A device for implementing this method, comprising a housing with an inlet pipe and a cover with a sampling element, is GOST 2517-85, clause 2.3.2, clause 2.3.3,
Известные способ отбора проб из сред, подверженных расслоению, и устройство для его реализации [3-4], имеют ряд недостатков, которые приводят к существенному снижению качества пробы. Во-первых, при погружении устройства до необходимого уровня отбора пробы за крышкой устройства, расположенной сверху и вблизи боковой поверхности, возникает пониженное давление. В результате к крышке поступает часть среды с верхних слоев. Причем, чем больше будет высота устройства, тем больший будет объем этой среды. Таким образом, до достижения устройством заданного уровня более легкая среда, увлеченная устройством, будет подниматься к крышке и следовать за ней. Поэтому при открытии крышки в устройство может поступить, в первую очередь, часть этой менее вязкой и менее плотной среды. Увеличению в пробе доли увлекаемой устройством более легкой среды способствуют углубления и выступы на наружной боковой поверхности, а также устройство крепления тросиков к устройству и сами тросики. Во-вторых, при погружении устройства увеличивается давление на крышку, что может привести к его разгерметизации. При этом отсутствует визуальный контроль герметичности крышки, а испытания устройства на герметичность при увеличении давления до процедуры отбора пробы не проводятся. Герметичность крышки также зависит от степени прижатия ее к внутренней стенке устройства. Поэтому вопросы о соблюдении необходимой пропорции отбора пробы с уровня отбора, качестве пробы всегда остаются открытыми. Разгерметизация устройства может произойти и случайно, при удержании тросика на открытие или закрытие крышки, а также при подъеме устройства вследствие более высокого в нем давления. Еще одна причина, по которой возможна разгерметизация устройства, - уплотняющие поверхности устройства подвержены износу, стиранию. По отдельности и, тем более, в совокупности, каждый недостаток приводит к нарушению пропорций проб с уровней отбора.The known method of sampling from environments subject to delamination, and a device for its implementation [3-4], have several disadvantages that lead to a significant decrease in the quality of the sample. Firstly, when the device is immersed to the required sampling level behind the device cover located above and near the side surface, a reduced pressure occurs. As a result, part of the medium from the upper layers enters the lid. Moreover, the greater the height of the device, the greater the volume of this medium. Thus, until the device reaches a predetermined level, a lighter environment, carried away by the device, will rise to the lid and follow it. Therefore, when the lid is opened, the device may receive, first of all, part of this less viscous and less dense medium. An increase in the proportion of the lighter medium carried by the device is promoted by recesses and protrusions on the outer side surface, as well as the device for attaching the cables to the device and the cables themselves. Secondly, when the device is immersed, the pressure on the cover increases, which can lead to its depressurization. At the same time, there is no visual control of the tightness of the lid, and the device is not tested for tightness with increasing pressure before the sampling procedure. The tightness of the lid also depends on the degree of pressing it to the inner wall of the device. Therefore, questions about compliance with the necessary proportion of sampling from the sampling level, the quality of the sample always remain open. Depressurization of the device can occur by accident, while holding the cable to open or close the cover, as well as when lifting the device due to the higher pressure in it. Another reason that the device may be depressurized is that the sealing surfaces of the device are subject to wear and tear. Individually and, especially, in the aggregate, each deficiency leads to a violation of the proportions of the samples from the sampling levels.
Указанные недостатки приводят к тому, что невозможно установить, что пробы с заданных уровней представляют среду именно с этих заданных уровней отбора. По этой причине известные решения [3-4] не могут быть использованы для корректного сравнения при испытаниях и потому не приняты за прототипы.These shortcomings lead to the fact that it is impossible to establish that samples from given levels represent the environment from precisely these given sampling levels. For this reason, the known solutions [3-4] cannot be used for correct comparison during testing and therefore are not mistaken for prototypes.
Также к важным недостаткам известных решений [1-2] следует отнести то, что в реализуемой ими технологии предложен неверный шаг в части увеличения числа уровней отбора, - нижний уровень отбора в 250 мм от дня заведомо не соответствует шагу в 1000 мм. Поэтому объединенная проба будет заведомо непредставительной. Иного выбора уровня отбора для повышения представительности пробы не предусмотрено.Another important disadvantage of the known solutions [1-2] should be attributed to the fact that in the technology they implement, the wrong step was proposed in terms of increasing the number of sampling levels — the lower sampling level of 250 mm from the day obviously does not correspond to a step of 1000 mm. Therefore, the combined sample will be deliberately unrepresentative. There is no other choice of the sampling level to increase the representativeness of the sample.
Известен способ отбора проб из сред, подверженных расслоению, при котором выбирают место для отбора пробы из определенного объема среды, определяют уровни для отбора пробы, - от верхнего уровня среды до нижнего уровня, - дна, нижнего среза выходного отверстия или входа трубопровода в резервуар,- присоединяют веревку с грузом к устройству для реализации данного способа, в качестве которого используют бутылку, которую помещают в держатель или стакан, если требуется ограничение скорости заполнения среды, вставляют в бутылку регулятор скорости заполнения пробы, - пробку с насечкой, - размещают в среде пробозаборный элемент устройства с открытым входом на заданный уровень, а именно, с постоянной скоростью опускают горловину бутылки как можно ближе к выходному отверстию из резервуара и сразу же поднимают ее так, чтобы при подъеме бутылка была заполнена на три четверти, проверяют, что отобрано необходимое количество пробы, если бутылка заполнена более чем на 3/4, выливают пробу и вновь повторяют процедуру, скорректировав скорость, с которой поднимают и опускают бутылку, при необходимости, переливают содержимое устройства в пробоприемник (контейнер) для пробы; - ГОСТ 52659-2006, п. 13.5, черт. 4, [5].A known method of sampling from media subject to delamination, in which a place is selected for sampling from a certain volume of the medium, levels for sampling are determined, from the upper level of the medium to the lower level, the bottom, lower cut of the outlet or the entrance of the pipeline to the tank, - attach the rope with the load to the device for implementing this method, which is used as a bottle, which is placed in a holder or a glass, if you need to limit the speed of filling the medium, insert the speed controller into the bottle and filling the sample, - a stopper with a notch, - place the sampling element of the device with an open entrance to a predetermined level in the medium, namely, lower the neck of the bottle at a constant speed as close as possible to the outlet from the tank and immediately lift it so that when lifting bottle was filled to three-quarters, check that the required number of samples, if the bottle is filled with more than 3/4, and again poured into the sample procedure is repeated, adjusting the rate at which the bottle is raised and lowered, with q.s. avail- able pour the contents into the sample receptacle apparatus (container) of the sample; - GOST 52659-2006, clause 13.5, damn. 4, [5].
Известно устройство для реализации данного способа, включающее корпус с пробозаборным элементом в виде бутылки с держателем или без, оборудованную регулятором скорости заполнения пробы в виде пробки с насеченным отверстием или другим приспособлением, ограничивающим размер отверстия, при котором устройство заполняется на 3/4 после опускания и подъема устройства, - ГОСТ 52659-2006, п. 13.5, черт. 4, [6].A device for carrying out this method, comprising a housing with a sample probe element in the form of a bottle holder or without equipped with speed regulator filling the sample in the form of a plug with a notched hole or other device that limits the size of the hole in which the device is filled with 3/4 after the lowering and lifting device, - GOST 52659-2006, paragraph 13.5, damn. 4, [6].
Недостатки известных способа и устройства (технологии и техники) [5-6], - не смотря на простоту устройства [6] для реализации способа [5], выполнение операций этого способа требует определенных навыков, однако, даже если все операции известного способа выполнены, - представительность пробы не гарантирована. Низкое качество пробы определяется следующими причинами. Во-первых, качество пробы, полученной, по предположению, со всех уровней, зависит от скорости погружения устройства, - чем быстрее будет погружаться устройство, тем большая доля пробы поступит в него с нижних слоев среды. Во-вторых, при погружении устройства за ним и по боковой наружной поверхности возникает пониженное давление. В результате к горлышку устройства поступает часть среды с верхних слоев. Причем, чем больше будет высота устройства, тем больший объем более легкой, менее плотной, жидкости будет собираться у горлышка устройства. Поэтому в устройство будет поступать в первую очередь часть этой, менее вязкой, менее плотной среды. Увлечению объема увлекаемой к уровню отбора устройством более легкой среды способствуют и неровности, выступы по наружной боковой поверхности устройства, например, кожух устройства, если таковой применяется. В-третьих, проба оказывается представлена не со всех слоев среды, - в промежуток времени выхода из устройства порции воздуха, отбор пробы практически не происходит, при поднятии устройства происходит задержка поступления пробы в горлышко устройства вследствие уменьшения давления в бутылке при увеличении высоты подъема и расширения при этом объема воздуха в устройстве, а устройство тем временем проходит уровни отбора, причем, при подъеме устройство проходит слои, в которых изменилось распределение включений из-за возмущения среды при его погружении. В-четвертых, на снижение качества пробы оказывает и стекающий по тросу столб среды, когда устройство выходит из среды, - расходэтого потока увеличивается при приближении устройства к поверхности среды и становится максимальным после выхода устройства на поверхность среды. По тросу он направляется прямо в горловину устройства и наполняет его вытеснением оставшегося в нем воздуха.The disadvantages of the known method and device (technology and technology) [5-6], despite the simplicity of the device [6] for implementing the method [5], the operation of this method requires certain skills, however, even if all operations of the known method are performed, - representativeness of the sample is not guaranteed. The low quality of the sample is determined by the following reasons. Firstly, the quality of the sample obtained, by assumption, from all levels depends on the speed of immersion of the device - the faster the device is immersed, the greater the proportion of the sample will come into it from the lower layers of the medium. Secondly, when the device is immersed behind it and along the lateral outer surface, a reduced pressure occurs. As a result, part of the medium from the upper layers enters the neck of the device. Moreover, the greater the height of the device, the greater the volume of lighter, less dense, liquid will be collected at the neck of the device. Therefore, the device will primarily receive part of this, less viscous, less dense medium. Irregularities, protrusions on the outer side surface of the device, for example, the casing of the device, if applicable, also contribute to the enthusiasm of the volume of the lighter medium carried away by the device. Thirdly, the sample is not presented from all layers of the medium - during the period of time when the portion of air leaves the device, sampling practically does not take place, when the device is lifted, the sample is delayed in the neck of the device due to a decrease in pressure in the bottle with an increase in the height of rise and expansion at the same time, the air volume in the device, and the device, meanwhile, passes through the sampling levels, and, when lifting, the device passes layers in which the distribution of inclusions has changed due to disturbance of the medium when it immersion. Fourthly, the column of the medium flowing down the cable has a decrease in the quality of the sample when the device leaves the medium — the flow rate of this stream increases as the device approaches the surface of the medium and becomes maximum after the device reaches the surface of the medium. The cable goes directly to the neck of the device and fills it with the displacement of the remaining air in it.
Для построения технологии отбора представительной пробы со строго обоснованным правилом выбора уровней отбора пробы, известные решения [5-6] наименее предпочтительны, так как невозможно строго установить пропорции проб с уровней отбора.To build a representative sampling technology with a strictly justified rule for selecting sampling levels, known solutions [5-6] are the least preferable, since it is impossible to strictly establish the proportions of samples from the sampling levels.
Наиболее близким по технической сущности является способ отбора проб из сред, подверженных расслоению, при котором присоединяют веревку к устройству для реализации способа, в пробозаборный элемент которого устанавливают регулятор скорости заполнения пробы, - пробку, - размещают в среде устройство для реализации способа, - опускают его на уровень, при котором устройство достигает дна резервуара, извлекают пробку из пробозаборного элемента и выдерживают его до заполнения пробой, заполненное устройство поднимают и пробу переливают в пробоприемник, - ГОСТ Р 52659-2006, п. 13.4.2, черт. 4, [7].The closest in technical essence is the method of sampling from media subject to delamination, in which a rope is attached to a device for implementing the method, in which a sampling rate regulator is installed in the sampling element, a plug, a device for implementing the method is placed in the medium, it is omitted to the level at which the device reaches the bottom of the tank, remove the plug from the sampling element and hold it until the sample is filled, the filled device is lifted and the sample is poured into the sample receiver, - GOST R 52659-2006, paragraph 13.4.2, damn. 4, [7].
Известно устройство для реализации данного способа, включающее корпус с входным патрубком и крышку с пробозаборным элементом, регулятор скорости заполнения пробы, - ГОСТ Р 52659-2006, п. 13.4.2, черт. 4, [8].A device for implementing this method is known, including a housing with an inlet pipe and a cover with a sampling element, a regulator for filling the sample, GOST R 52659-2006, clause 13.4.2, damn. 4, [8].
К недостатку известных решений следует отнести то, что при увеличении высоты среды в резервуаре представительность пробы резко снижается. Однако реализуемая технология имеет два главных больших преимущества, - во-первых, простота осуществления способа [7], во-вторых, отбираемая проба соответствует по составу среде с уровня отбора, - ее можно корректно применять для сравнительного анализа (среда полностью заполненного устройства, - бутылки, - препятствует поступлению в нее среды из резервуара при подъеме и такую пробу можно считать представительной, - в этом случае можно даже полностью исключить смешение стекающей по тросу среды с пробой задержкой подъема бутылки из верхних слоев среды). Поэтому известные решения [7-8] наиболее предпочтительны для принятия их в качестве прототипов.A disadvantage of the known solutions is that with an increase in the height of the medium in the tank, the representativeness of the sample decreases sharply. However, the implemented technology has two main big advantages, firstly, the simplicity of the method [7], secondly, the sample taken corresponds to the composition of the medium from the sampling level, it can be correctly used for comparative analysis (the medium of a completely filled device, - bottles, - prevents the medium from entering the tank during lifting, and such a sample can be considered representative, - in this case, you can even completely eliminate the mixture of the medium flowing along the cable with the sample, delaying the lifting of the bottle from the upper layers s environment). Therefore, the known solutions [7-8] are most preferable for adoption as prototypes.
Техническим результатом данного изобретения являются решения, основанные па строго обоснованном выборе уровней отбора, которые учитывают реальное расслоения среды под воздействием гравитации, которые значительно повышают качество пробы, технологию отбора пробы выводят на новый качественный уровень.The technical result of this invention is solutions based on a strictly justified selection of sampling levels that take into account the real stratification of the medium under the influence of gravity, which significantly increase the quality of the sample, the sampling technology is brought to a new qualitative level.
Для достижения технического результата в способе отбора проб из сред, подверженных расслоению, при котором выбирают место для отбора пробы из определенного объема среды, определяют уровни для отбора пробы, размещают в среде пробозаборный элемент устройства входом на заданном уровне или уровнях отбора, отбирают пробу, согласно изобретению, во время покоя или движения среды, пробу отбирают с каждого уровня пропорционально площади среды, которую она заполняет на уровне отбора, при этом, для случая, когда среда подвижна, эту площадь определяют как произведение ширины потока на уровне отбора пробы и расстояния, которое условно прошла бы среда от точки отбора пробы за определенный отрезок времени, заполнив условно образуемую при этом область, при условии сохранения ширины потока; при этом, любая из операций по отбору доли пробы с заданного уровня может быть заменена альтернативным отбором путем отбора этой доли пробы с других уровней или другого уровня при условии, что после подобной альтернативной замены уровней область, которую занимает среда, - фактически для неподвижной среды и условно для подвижной, - допускает разбиение, при котором отношение объемов условно образованных этим разбиением областей или их масс среды, заполняющей эти области, равно отношению объемной или массовой долей проб, отобранных из этих областей; в случае раздельного отбора пробы из условно-образованных областей в пробоприемники с последующим формированием из них объединенной пробы, объединенную пробу формируют из таких долей от этих проб, объемы которых находятся в одинаковом соотношении, образуемыми соответствующими им объемами условно-образованных областей, - то есть из которых взяты эти пробы; в случае подвижной среды, когда устройство перемещается вместе со средой, отбор пробы производят за отрезок времени, в пределах которого ширину и глубину потока можно считать неизменными.To achieve a technical result in the method of sampling from media subject to delamination, in which a place for sampling from a certain volume of medium is selected, levels for sampling are determined, a sampling element of the device is placed in the medium by an input at a given level or sampling levels, and a sample is taken, according to According to the invention, during rest or movement of the medium, a sample is taken from each level in proportion to the area of the medium that it fills at the sampling level, and for the case when the medium is mobile, this area is determined t as a product stream width at sampling and the distance which conventionally would pass medium from the sampling point for a certain period of time, conventionally formed by filling with the region, while maintaining the width of the stream; at the same time, any of the operations to take a fraction of a sample from a given level can be replaced by alternative sampling by taking this fraction of a sample from other levels or another level, provided that after such an alternative change of levels, the area occupied by the medium is actually for a stationary medium and conditionally for mobile, - admits a partition, in which the ratio of the volumes of the regions conventionally formed by this partition or their masses of the medium filling these areas is equal to the ratio of the volume or mass fractions of samples taken from these domains; in the case of separate sampling from conditionally formed areas into samplers and subsequent formation of a combined sample from them, the combined sample is formed from such fractions of these samples, the volumes of which are in the same ratio, formed by the volumes of conditionally formed areas corresponding to them, i.e. which samples were taken; in the case of a moving medium, when the device moves with the medium, sampling is carried out for a period of time within which the width and depth of the flow can be considered unchanged.
Заявляемый способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению, в отличие от прототипа [7], обеспечивает отбор проб (раздельно или одновременно) с уровней отбора в соответствие со строгой зависимостью, - пробу отбирают с каждого предназначенного для отбора пробы уровня пропорционально площади среды, которую она заполняет (для неподвижной среды) или заполнила бы (для подвижной среды). Благодаря этому каждый уровень, слой, область отбора оказываются представленными при формирования пробы не зависимо от того, какое давление имеет место на уровне отбора пробы и затрачиваемое на отбор пробы время. То есть, заявляемый способ отбора позволяет отобрать пробу в один или несколько (в случае отбора из условно образованных областей) приемов с весовой долей, соответствующей площади среды на уровнях отбора, - исключая объективные и субъективные факторы, которые приводят к нарушению пропорции проб с уровней и областей (уровней из областей) отбора. Потому проба по заявляемому способу в наибольшей степени соответствует определению представительной пробы, - ее отбирают в соответствие с весовой долей к общей доле среды на соответствующих уровнях, областях отбора. Этим обеспечивается преимущество заявляемого способа и значительно расширяются рамки границы его применимости по сравнению с прототипом [7], благодаря тому, среда может находиться в движении (по отношению к заявляемому устройству до его размещения на уровнях отбора, по отношению к внешней среде, - например, к оболочке сосуда, емкости искусственного или природного происхождения различной меры вместимости). При этом операции заявляемого способа по отбору представительной пробы из подвижной среды обоснованы, когда устройство перемещается вместе со средой, если отбор пробы производят за отрезок времени, в пределах которого ширину и глубину потока можно считать неизменными.The inventive method for sampling from environments subject to delamination, in contrast to the prototype [7], provides sampling (separately or simultaneously) from the sampling levels in accordance with a strict dependence, - a sample is taken from each level intended for sampling in proportion to the area of the medium, which it fills (for a stationary medium) or would fill (for a mobile medium). Due to this, each level, layer, sampling area turns out to be represented during the formation of the sample, regardless of the pressure that takes place at the sampling level and the time spent on sampling. That is, the claimed method of selection allows you to take a sample in one or more (in the case of selection from conventionally formed areas) receptions with a weight fraction corresponding to the area of the medium at the sampling levels, excluding objective and subjective factors that lead to a violation of the proportion of samples from the levels and areas (levels from areas) of selection. Therefore, the sample according to the claimed method is most consistent with the definition of a representative sample - it is taken in accordance with the weight fraction to the total share of the medium at the appropriate levels, sampling areas. This ensures the advantage of the proposed method and significantly extends the scope of its applicability compared to the prototype [7], due to this, the medium can be in motion (with respect to the claimed device before it is placed at the selection levels, with respect to the external environment, for example, to the vessel shell, containers of artificial or natural origin of various measures of capacity). In this case, the operations of the proposed method for sampling a representative sample from a mobile medium are justified when the device moves with the medium if the sampling is carried out over a period of time within which the width and depth of the flow can be considered unchanged.
Таким образом, благодаря осуществлению отличительных признаков заявляемое решение, в отличие от прототипа [7], реализует операции, определяющие высокую представительность пробы, надежность и технологичность процедуры отбора пробы из подвижной или неподвижной среды, подверженной расслоению, не зависимо конфигурации тела, в котором она пребывает или транспортируется.Thus, due to the implementation of the distinguishing features, the claimed solution, in contrast to the prototype [7], implements operations that determine the high representativeness of the sample, reliability and manufacturability of the sampling procedure from a mobile or stationary medium subject to delamination, regardless of the configuration of the body in which it resides or transported.
Применение заявляемого способа, по сравнению с прототипом [7], позволит поднять технологию отбора пробы на более высокий технологический уровень.The application of the proposed method, in comparison with the prototype [7], will allow to raise the sampling technology to a higher technological level.
Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению, которое, согласно изобртению, включает пробозаборный элемент, содержащий корпус, представляющий собой вертикальный цилиндр, в нижнем основании которого расположен вход с клапаном, пробозаборный элемент содержит крышку, регулятор скорости заполнения пробы, который представляет собой пакет герметично соединенных между собой по боковой поверхности цилиндрические секции, сообщающиеся между собой и с корпусом пробозаборного элемента через клапаны, или представляет поршень с пружиной сжатия, располагаемой между поршнем и размещенным соосно к крышке цилиндром, штуцер в крышке. При этом пробозаборный элемент и регулятор скорости заполнения пробы рассчитываются совместно или раздельно из нижеприводимых условий:To achieve a technical result in the implementation of the proposed method, a device is used for sampling from media subject to delamination, which, according to the invention, includes a sampling element containing a housing that is a vertical cylinder, in the lower base of which there is an inlet with a valve, the sampling element contains a cover, a sample filling speed regulator, which is a package of cylindrical sections hermetically interconnected along the lateral surface, communicating between oboj sample probe and to the body member through the valves or piston is a compression spring disposed between the piston and placed coaxially to the cylinder cover, the cover fitting. In this case, the sampling element and the regulator of the filling rate of the sample are calculated jointly or separately from the following conditions:
- отбор пробы с каждого уровня пропорционально площади среды, которую она заполняет на уровне отбора, при этом, для случая, когда среда подвижна, эту площадь определяют как произведение ширины потока на уровне отбора пробы и расстояния, которое условно прошел бы поток от точки отбора пробы за определенный отрезок времени, заполнив условно образуемую при этом область, при условии сохранения ширины потока;- sampling from each level is proportional to the area of the medium that it fills at the sampling level, and for the case when the medium is mobile, this area is defined as the product of the flow width at the sampling level and the distance that the stream would conditionally pass from the sampling point for a certain period of time, filling in a conditionally formed at the same time area, provided that the width of the stream is maintained;
- или из эквивалентного условия, когда любая из операций по отбору пробы среды с заданного уровня заменяется альтернативным отбором путем дополнительного отбора этой доли пробы с других уровней или другого уровня при дополнительном условии, что после подобной альтернативной замены уровней область допускает разбиение, при которой отношение объемов или масс среды в условно образованных этим разбиением областях, будет равно отношению объемов или масс соответствующих этим областям отобранных проб.- or from the equivalent condition when any of the operations for sampling the medium from a given level is replaced by alternative sampling by additional sampling of this fraction of the sample from other levels or another level, provided that after such an alternative replacement of levels, the region admits a partition under which the volume ratio or masses of medium in the regions conventionally formed by this partition will be equal to the ratio of volumes or masses of the samples taken corresponding to these regions.
Заявляемое устройство с перечисленными признаками позволит осуществлять отбор пробы с разных уровней (областей) отбора в соответствие с площадью, которую занимает среда на уровне(-ях) отбора (в соответствии с объемом/массой области, которую занимает/составляет среда на уровнях отбора). Аналитически этот принцип отбора отражает соотношениеThe inventive device with the above characteristics will allow sampling from different levels (areas) of sampling in accordance with the area occupied by the medium at the level (s) of selection (in accordance with the volume / mass of the region occupied by the medium at the sampling levels). Analytically, this principle of selection reflects the ratio
V1 : V2 : V3 : … : Vi = v1 : v2 : v3 : … : vi,V 1 : V 2 : V 3 : ...: V i = v 1 : v 2 : v 3 : ...: v i ,
i=1, …, ∞, - см. ниже приводимые эксперименты и принятые в них обозначения объемов vi пробы и Vi среды, табл. 1 и 2. Благодаря этому, в отличие от прототипа [8], физико-химический состав пробы будет отвечать реальному распределению включений в среде, подверженной расслоению под воздействием силы гравитации. При отборе пробы заявляемым устройством исключается иная от указанной пропорциональность, иной состав пробы и тем обеспечивается отбор пробы самого высокого качества. В результате проба, отобранная при помощи заявляемого устройства, будет всегда более представительной, в отличие от пробы, отобранной при помощи устройства прототипа [8]. При этом, в отличие от прототипа [8], на работу устройства не влияет изменение давления среды на уровнях отбора.i = 1, ..., ∞, - see below the experiments and the notation used in them for the volumes of v i samples and V i medium, table. 1 and 2. Owing to this, in contrast to the prototype [8], the physicochemical composition of the sample will correspond to the actual distribution of inclusions in a medium subject to delamination under the influence of gravity. When sampling the claimed device excludes other proportionality, a different composition of the sample and thereby ensures the sampling of the highest quality. As a result, a sample taken using the inventive device will always be more representative, in contrast to a sample taken using a prototype device [8]. In this case, unlike the prototype [8], the device’s operation is not affected by a change in the pressure of the medium at the selection levels.
Таким образом, благодаря наличию указанных отличительных признаков заявляемого устройства устраняются факторы, которые приводят к ухудшению качества пробы и реализуются принципы, учитывающие реальное распределение включений в средах, обеспечивающие самую высокую представительность пробы, то есть, когда последняя является следствием теоретически обоснованных и оптимальных принципов конструирования, заложенных в устройство. Сказанное обеспечивает значительные преимущества заявляемого решения, по сравнению с прототипом [8].Thus, due to the presence of these distinctive features of the claimed device, factors that lead to a deterioration in the quality of the sample are eliminated and principles are implemented that take into account the real distribution of inclusions in the media, ensuring the highest representativeness of the sample, that is, when the latter is the result of theoretically sound and optimal design principles, embedded in the device. The foregoing provides significant advantages of the proposed solution, compared with the prototype [8].
Применение заявляемого устройства позволит повысить технологичность и надежность процедуры отбора пробы, значительно расширить границы его применения.The use of the claimed device will improve the manufacturability and reliability of the sampling procedure, significantly expand the scope of its application.
Заявляемые способ отбора проб из сред, подверженных расслоению, и устройство для его осуществления могут конкретно применяться, например, на нефтепромыслах, на нефтегазоперерабатывающих заводах и нефтехимических предприятиях при анализе сред, заполняющих открытые или закрытые емкости, хранилища, анализе вод в реках, каналах и озерах.The inventive method of sampling from environments subject to stratification, and a device for its implementation can be specifically applied, for example, in oil fields, oil and gas refineries and petrochemical enterprises in the analysis of media filling open or closed containers, storages, water analysis in rivers, canals and lakes .
Заявляемый способ отбора проб из сред, подверженных расслоению, осуществляется следующим образом.The inventive method of sampling from environments prone to delamination is as follows.
В способе отбора проб из сред, подверженных расслоению, при котором во время покоя или движения среды выбирают место для отбора пробы из определенного объема среды, определяют уровни для отбора пробы, размещают в среде пробозаборный элемент устройства входом на заданном уровне или уровнях отбора, отбирают пробу с каждого уровня пропорционально площади среды, которую она заполняет на уровне отбора, при этом, для случая, когда среда подвижна, эту площадь определяют как произведение ширины потока на уровне отбора пробы и расстояния, которое условно прошла бы среда от точки отбора пробы за определенный отрезок времени движения среды, заполнив условно образуемую при этом область, при условии сохранения ширины потока; при этом, любая из операций по отбору доли пробы с заданного уровня может быть заменена альтернативным отбором, когда ее, эту долю пробы, отбирают с других уровней или другого уровня при условии, что послеIn the method of sampling from media subject to delamination, in which, during rest or movement of the medium, a place is selected for sampling from a certain volume of the medium, the levels for sampling are determined, the sampling element of the device is placed in the medium by an input at a given level or sampling levels, and a sample is taken from each level is proportional to the area of the medium that it fills at the sampling level, and for the case when the medium is mobile, this area is defined as the product of the flow width at the sampling level and distance, which if passed to medium from the sampling point for a certain time period of the medium, conventionally formed by filling with the region, while maintaining the width of the stream; at the same time, any of the operations to take a share of a sample from a given level can be replaced by alternative sampling, when it, this share of a sample, is taken from other levels or another level, provided that after
подобной альтернативной замены уровней область допускает разбиение, при которой отношение объемов условно образованных этим разбиением областей или их масс среды, заполняющей эти области равно отношению массовой или объемной долей проб, отобранных из этих областей; в случае раздельного отбора пробы из условно-образованных областей с последующим формированием объединенной пробы, объединенную пробу формируют из долей от этих проб, объем которых находятся в одинаковом соотношении, образуемым соответствующими им объемами условно-образованных областей; в случае подвижной среды, когда устройство перемещается вместе со средой, отбор пробы производят за отрезок времени, в пределах которого ширину и глубину потока можно считать неизменными. such an alternative substitution of levels, the region allows a partition, in which the ratio of the volumes of the regions conventionally formed by this partition or their masses of the medium filling these regions is equal to the ratio of the mass or volume fraction of samples taken from these regions; in the case of separate sampling from conditionally formed regions with the subsequent formation of a combined sample, the combined sample is formed from fractions of these samples, the volume of which is in the same ratio formed by the corresponding volumes of conditionally formed regions; in the case of a moving medium, when the device moves with the medium, sampling is carried out for a period of time within which the width and depth of the flow can be considered unchanged.
Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-2, - на фиг. 1 приведено устройство без сообщения с внешней средой, на фиг. 2, - устройство, сообщающееся с внешней средой.The invention is illustrated by the drawings presented in FIG. 1-2, - in FIG. 1 shows a device without communication with the external environment, FIG. 2, - a device in communication with the external environment.
Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению, фиг. 1, включает пробозаборный элемент 1, корпус которого представляет собой вертикальный цилиндр, в нижнем основании которого расположен вход 2 с клапаном 3, а верхняя часть соединена с регулятором скорости заполнения пробы, представляющим собой пакет герметично соединенные между собой по боковой поверхности цилиндрические секции 4, сообщающие между собой и с корпусом пробозаборного элемента 1 через клапаны 5; в верхней части устройства установлена крышка 6 с проушиной 7.A device for sampling from media subject to delamination, FIG. 1 includes a
Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению, фиг. 1, предназначено для пропорционального отбора проб с каждого уровня среды из емкости (или канала), сообщающегося с атмосферой, когда устройство опускают в среду при помощи тросика и оно погружается до нижнего уровня отбора под собственным весом. При этом, проушина 7 служит для крепления тросика. Пробозаборный элемент 1 служит для отбора пробы через вход 2 с каждого уровня среды при погружении устройства и накопления (сбора) отбираемой пробы в его цилиндрической полости. Регулятор скорости заполнения пробы, - пакет цилиндрических секций 4 с клапанами 5, - служит для обеспечения необходимого перепада давления на входе 2, чтобы проба отбиралась с каждого уровня пропорционально площади взлива среды на уровне отбора; выполнение регулятора в виде пакета из герметично соединенных между собой цилиндрических секций с клапанами 5 обеспечивает перепад давления на входе 2 в пробозаборный элемент 1, при котором обеспечивается пропорциональный отбор проб с уровней отбора через клапан 3.A device for sampling from media subject to delamination, FIG. 1, is intended for proportional sampling from each level of the medium from a tank (or channel) in communication with the atmosphere when the device is lowered into the medium with a cable and it is immersed to the lower level of sampling under its own weight. At the same time, the
Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению, фиг. 1, работает следующим образом.A device for sampling from media subject to delamination, FIG. 1, works as follows.
Устройство, подсоединенное через проушину 7 к тросику, опускают в среду, - погружение устройства в среде до нижнего уровня отбора происходит под собственным весом. При погружении устройства давление в среде возрастает, - соответственно возрастает перепад давления на клапане 3, - проба начинает поступать через вход 2 с клапаном 3 в полость устройства, находящийся в нем воздух сжимается, давление в полости устройства возрастает. При этом клапана 5 в секциях 4 срабатывают и, таким образом, регулируют перепад давления на входе 2 с клапаном 3, обеспечивая линейную зависимость поступления количества пробы в зависимости от глубины отбора, - в результате чего проба поступает в полость пробозаборного элемента 1 пропорционально площади взлива среды на уровнях отбора. При достижении устройством нижнего уровня отбора пробы завершается процедура отбора пробы со всех уровней по высоте погружения устройства. Устройство поднимают, - уменьшение давления в среде приводит к тому, что клапан 3 перекрывает выход пробы через вход 2. Отобранная в пробозаборный элемент 1 проба транспортируется в лабораторию на анализ.The device connected through the
Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению, фиг. 2 включает пробозаборный элемент 1, корпус которого представляет собой вертикальный цилиндр, в нижней части которого расположен вход 2 с клапаном 3; регулятор скорости заполнения пробы, который представляет собой систему элементов 8-9-6-10, - поршня 8 с пружиной сжатия 9, располагаемой между поршнем 8 и расположенным соосно к крышке 6 цилиндра 10; на крышке 6 установлен штуцер 11 для подсоединения к тросику и шлангу, через который осуществляют сообщение полости устройства с атмосферой; между боковой наружной поверхностью корпуса пробозаборного элемента 1 и внутренней цилиндрической поверхностью крышки 6 установлено герметизирующее кольцо 12. Крышка 6 имеет резьбовое соединение с корпусом пробозаборного элемента 1, позволяющее полностью сжимать свободно устанавливаемую в корпусе пробозаборного элемента 1 пружину 9.A device for sampling from media subject to delamination, FIG. 2 includes a
Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению, фиг. 2, предназначено для пропорционального отбора проб с каждого уровня среды из емкости для неподвижной среды или канала для подвижной среды, сообщающегося с атмосферой, когда устройство опускают в среду при помощи тросика, а погружение устройства происходит до нижнего уровня отбора под собственным весом. Пробозаборный элемент 1 служит для отбора проб через вход 2 с клапаном 3 с одного заданного, - верхнего, - уровня среды до другого, нижерасположенного, - нижнего. Регулятор скорости заполнения пробы из системы элементов 8-9-6-10 служит для обеспечения необходимого перепада давления на входе 2 с клапаном 3 и отбора пробы с заданных уровней пропорционально площади взлива среды на уровнях отбора.A device for sampling from media subject to delamination, FIG. 2, is intended for proportional sampling from each level of the medium from a tank for a stationary medium or a channel for a mobile medium in communication with the atmosphere, when the device is lowered into the medium using a cable, and the device is immersed to the lower level of sampling under its own weight.
Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению, фиг. 2, работает следующим образом.A device for sampling from media subject to delamination, FIG. 2, works as follows.
Устройство, подсоединенное к тросику, опускают в среду, находящейся в состоянии покоя или движения, - погружение устройства в среде происходит под собственным весом устройства. При погружении устройства давление в среде возрастает, - соответственно возрастает давление в полости устройства между пробозаборным элементом 2 с клапаном и поршнем 8. На заданном, верхнем, - уровне отбора пробы давление на поршень 8 начинает превышать силу сжатия пружины 9, при этом поршень 8 перемещается вверх - проба начинает поступает в полость пробозаборного элемента 1 пропорционально площади взлива среды на уровнях отбора, которая в случае, если среда подвижна, определяется как произведение ширины потока на уровне отбора пробы и расстояния, которое условно прошел бы поток от точки отбора пробы за время движения среды, заполнив условно образуемую при этом область, при условии сохранения ширины потока. При достижении устройства нижнего заданного уровня отбора погружение устройства приостанавливают и извлекают из среды при помощи тросика. Пробу сливают в пробоприемник с соответствующей маркировкой заданных верхнего и нижнего уровней. Измеряют ход поршня, - расстояние на которое переместился поршень при отборе пробы между заданными уровнями. Для очередного отбора пробы с нижерасположенных уровней пружину 9 сжимают вращением крышки 6 до величины, при которой была отобрана предыдущая проба, и производят размещение устройства на очередной, нижерасположенный, верхний уровень отбора пробы, с которого происходит выравнивание давлений, оказываемые на поршень 8 средой и пружиной 9. При дальнейшем погружении устройства давление на поршень 8 со стороны входа 2 становится больше давления, которое оказывает на поршень 8 пружина 9, - в полость устройства начинает поступать проба. Отбор очередной порции пробы заканчивается как только устройство достигло заданного нижнего уровня отбора, - давление на поршень 8 со стороны среды и пружины 9 выравниваются, клапан 3 на входе 2 закрывается, под воздействием давления в полости пробозаборного элемента 1 проба в устройстве запирается при его поднятии на поверхность. Отобранную в пробозаборный элемент 1 очередную пробу переливают в пробоприемник с маркировкой, соответствующей уровням, с которых был осуществлен отбор пробы. Процедуру отбора проб повторяют с нижерасположенных уровней среды. После завершения отбора порций проб из них готовят объединенную пробу, - доля, или часть, от каждой пробы должна находится в пропорции, в которой находятся объемы (или массы) областей, соответствующих уровням отбора проб. Объединенную пробу транспортируют в лабораторию на анализ.The device connected to the cable is lowered into the medium, which is in a state of rest or movement - the device is immersed in the medium under its own weight. When the device is immersed, the pressure in the medium increases, - accordingly, the pressure in the cavity of the device increases between the
Для испытаний были использованы устройства для отбора проб из сред, подверженных расслоению, фиг. 1-2, с приводимыми ниже параметрами.For testing, devices were used for sampling from media subject to delamination, FIG. 1-2, with the parameters below.
Для устройства, фиг. 1: Объем полости пробозаборного элемента 1 для пробы в устройстве фиг. 1 составлял 0,7 л, количество секций 4 и клапанов 5 составляло по 7 шт., объем полости секций 4 составлял 0,07 л, диаметр клапанов 5, - 20 мм, высота от 5 до 12 мм, диаметр отверстий под клапанами 5, через которые сообщались секции 4, - от 2,5 до 5,5 мм.For the device, FIG. 1: The volume of the cavity of the
Для устройства, фиг. 2: Объем камеры для пробы в устройстве фиг. 2, - 1,2 л. Диаметр пружины 5 составлял 3 мм, шаг 5 см, длина 320 мм.For the device, FIG. 2: The volume of the sample chamber in the device of FIG. 2, - 1.2 liters. The diameter of spring 5 was 3 mm, the pitch was 5 cm, and the length was 320 mm.
Клапан 3 устройств фиг. 1-2 представлял собой цилиндр прорезиненный металлический диаметром 35 мм, высотой 2 мм, диаметр входа 2, - 20 мм.The
Сравнительные испытания заявляемых способа и устройства были проведены с использованием способа и устройства прототип [7-8], - объем полости устройства [8] составлял 0,7 л.Comparative tests of the inventive method and device were carried out using the method and device prototype [7-8], the volume of the cavity of the device [8] was 0.7 L.
Пробу отбирали из вертикального резервуара с неподвижной средой, которой была нефть, и канала, в поперечном сечении представляющего собой прямоугольник; среда в канале представляла проточную воду.The sample was taken from a vertical tank with a fixed medium, which was oil, and a channel, in the cross section of a rectangle; the medium in the channel was running water.
Диаметр резервуара составлял 23,5 м, высота 12 м. Содержание воды в нефти и уровень (высота налива нефти, или взлив нефти от поверхности до дна резервуара) Н отражены в строке 1 и колонок 5-8 приводимой ниже табл. 1. По нижнему краю выходного отверстия из резервуара, отстоящего на 250 мм от его дна, определялся нижний уровень отбора для заявляемого решения.The diameter of the tank was 23.5 m, the height was 12 m. The water content in oil and the level (height of oil loading, or oil spill from the surface to the bottom of the tank) N are shown in
Нижнее основание канала на участке отбора пробы составляло 37,5 м, уровень воды 9,75 м, нижний уровень отбора - на 250 мм выше дна канала. Скорость течения составляла 0,15 м/с. Оценивали содержание мехпримесей в воде. Исходное содержание составляло 17 мг/л. Объем анализируемой воды оценивали за 0,5 часа ее движения.The lower base of the canal at the sampling site was 37.5 m, the water level was 9.75 m, and the lower sampling level was 250 mm above the bottom of the canal. The flow velocity was 0.15 m / s. The content of solids in the water was evaluated. The initial content was 17 mg / L. The volume of the analyzed water was estimated for 0.5 hours of its movement.
Замечание. Способ прототип [7] не осуществляется для подвижной среды (относительно земли, стенок полости, границ иной материи, в пределах которых она заключена, находится). Заявляемая технологии, по сравнению с прототипами [7-8], реализуется и для случая, когда среда подвижная, а заявляемой устройство может перемещаться вместе со средой. Однако, и для подвижной среды были проведены испытания прототип способа и устройства [7-8], когда прототип устройство [8] перемещается с одинаковой скоростью вместе со средой и среда относительно устройства для отбора пробы является неподвижной.Comment. The prototype method [7] is not carried out for a mobile medium (relative to the earth, the walls of the cavity, the boundaries of other matter, within which it is enclosed, is located). The inventive technology, in comparison with the prototypes [7-8], is implemented for the case when the environment is mobile, and the inventive device can move with the environment. However, for the moving medium, the prototype of the method and device [7-8] was tested, when the prototype device [8] moves at the same speed with the medium and the medium relative to the sampling device is stationary.
Ниже приводим описание проведенных экспериментов для неподвижной и подвижной сред, согласно сказанному выше.Below is a description of the experiments for stationary and mobile media, as described above.
Испытания для случая, когда среда неподвижна.Tests for when the medium is motionless.
Данные экспериментов для прототипов [7-8] следующие:The experimental data for the prototypes [7-8] are as follows:
Содержание воды по пробе, полученной при помощи прототипов [7-8] способа и устройства на уровне 250 мм от дна, составилоThe water content of the sample obtained using the prototypes [7-8] of the method and device at a level of 250 mm from the bottom was
- 2,5% при фактической обводнности нефти 0,18%;- 2.5% with an actual oil water cut of 0.18%;
- 6,2% при фактической обводнности нефти 0,35%;- 6.2% with actual oil water cut of 0.35%;
- 72,3%) при фактической обводнности нефти 30,4%;- 72.3%) with an actual water cut of oil of 30.4%;
- 100% при фактической обводнности нефти 93,8%.- 100% with an actual oil cut of 93.8%.
С других уровней при помощи прототипов [7-8] отбор пробы не производился (не предусмотрено способом [7]).From other levels using prototypes [7-8], sampling was not performed (not provided by the method [7]).
Для заявляемых решений данные экспериментов сведены в табл. 1, - за исключением экспериментов с использованием устройства фиг. 1, - поскольку оно применяется только для отбора пробы со всех уровней, фиг. 3.11; данные экспериментов с использованием устройства фиг. 1 приводятся ниже.For the claimed solutions, the experimental data are summarized in table. 1, with the exception of experiments using the device of FIG. 1, since it is used only for sampling from all levels, FIG. 3.1 1 ; experimental data using the device of FIG. 1 are given below.
Проведем их анализ и их сопоставление с выше представленными экспериментами для прототипов [7-8].We will analyze them and compare them with the above experiments for prototypes [7-8].
Эксперименты серии №3.11:Experiments of the series No. 3.11:
В этой серии осуществляли отбор пробы со всех уровней h устройствами фиг. 1 и фиг. 2, когда каждый уровень, фиг. №3.11, представлял собой элементарную область ΔHi, число которых N=∞ бесконечно, -i=1, …, ∞, между двумя заданными уровнями отбора пробы, от Н0,0=0 до H3,3=(H-250), где H, - высота столба нефти, размерность в мм. Здесь пулевой уровень Н0,0=0 соответствует поверхности жидкости в резервуаре (взлив жидкости), уровень H3,3, - нижний уровень отбора, определяемый как отбор пробы выше на 250 мм от дна резервуара (на котором расположен нижний край выходного отверстия из резервуара, нижний уровень слива).In this series, samples were taken from all levels h by the devices of FIG. 1 and FIG. 2, when each level, FIG. No. 3.1 1 , was an elementary region ΔH i , the number of which N = ∞ is infinite, -i = 1, ..., ∞, between two given sampling levels, from Н 0,0 = 0 to H 3,3 = (H- 250), where H, is the height of the oil column, dimension in mm. Here, the bullet level Н 0,0 = 0 corresponds to the surface of the liquid in the tank (liquid spill), level H 3,3 is the lower sampling level, defined as sampling higher than 250 mm from the bottom of the tank (on which the lower edge of the outlet from reservoir, lower drainage level).
При отборе пробы устройством фиг. 1 от поверхности (уровень Н0,0) до нижнего уровня (слива) нефти из резервуара, расположенного на расстоянии 250 мм от дна, фиг. 3.11 (уровень Н3,3=(Н-250)), содержание воды в пробе составило: 0,21% при обводненности нефти 0,18%,When sampling with the device of FIG. 1 from the surface (level H 0.0 ) to the lower level (discharge) of oil from a tank located at a distance of 250 mm from the bottom, FIG. 3.1 1 (level H 3.3 = (H-250)), the water content in the sample was: 0.21% with a water cut of 0.18%,
0,42% при обводненности нефти 0,35%,0.42% with oil water cut 0.35%,
29,8% при обводненности нефти 30,4%,29.8% with water cut of 30.4%,
92,1% при обводненности нефти 92,7%.92.1% with water cut of 92.7%.
При отборе пробы устройством фиг. 2 от поверхности (уровень H0,0) до нижнего уровня (слива) нефти из резервуара, расположенного на расстоянии 250 мм от дна, фиг. 3.11 (уровень H3,3=(H-250)), результаты по определению содержания воды в пробе сведены в строку №3.11, табл. 1. Данные эксперименты подтверждают, что если пробу отбирают с каждого уровня пропорционально площади среды которую она заполняет на уровне отбора, обеспечивается высокая представительность пробы, - относительная погрешность на один-два порядка ниже, чем для прототипов [7-8], поскольку фактические значения обводненности для заявляемых решений (колонки 5-8, табл. 1) практически совпадают с фактическими (первая строка этих колонок) и отличаются от данных для прототипов [7-8] на один-два порядка. Указанную пропорциональность отбора (пробу отбирают с каждого уровня пропорционально площади среды, которую она заполняет на уровне отбора) аналитически можно выразить соотношениями через элементарные объемы Vi, которую среда заполняет на уровне отбора, и элементарный объем vi отбираемой пробы, - что и представлено в табл. 1 для случая серии экспериментов №3.11, - см. колонки 3 и 4.When sampling with the device of FIG. 2 from the surface (level H 0.0 ) to the lower level (discharge) of oil from a tank located at a distance of 250 mm from the bottom, FIG. 3.1 1 (level H 3.3 = (H-250)), the results for determining the water content in the sample are summarized in line No. 3.1 1 , table. 1. These experiments confirm that if a sample is taken from each level in proportion to the area of the medium that it fills at the sampling level, a high representativeness of the sample is ensured — the relative error is one or two orders of magnitude lower than for prototypes [7-8], since the actual values the water cut for the proposed solutions (columns 5-8, table. 1) practically coincide with the actual (first row of these columns) and differ from the data for prototypes [7-8] by one or two orders of magnitude. The indicated proportionality of sampling (a sample is taken from each level in proportion to the area of the medium that it fills at the sampling level) can be analytically expressed by the ratios through the elementary volumes V i that the medium fills at the sampling level and the elementary volume v i of the selected sample, which is presented in tab. 1 for the case of a series of experiments No. 3.1 1 , - see
Эксперименты серии №3.21:Experiments of the series No. 3.2 1 :
В этой серии экспериментов осуществляли раздельный отбор проб устройством фиг. 2 с различных уровней h между заданными уровнями отбора пробы, условно разбивающими всю область среды на области (условно-образованные области) ΔHi, фиг. 3.21, для отбора пробы на уровнях h между заданными уровнями: область ΔH1 определена от H0,0=0 до H1,1=1/3(Н-250), область ΔH2 определена от H1,1 до H2,2=2/3(Н-250), область ΔH3 определена от H2,2 до H3,3=(H-250), где Н, - высота столба нефти, размерность в мм (нулевой уровень Н0,0=0 соответствует поверхности жидкости в резервуаре (взлив жидкости), уровень H3,3=(Н-250), - нижний уровень отбора, определяемый как отбор пробы выше на 250 мм от дна резервуара), - а также при иных значениях высот уровней H1,1, Н2,2, которые выбираются в соответствие с изменением объемов V1, V2, V3 областей - см. колонку 3 табл. 1 (поскольку в нашем случае указанные высоты являются производными объемов ΔHi, ограничиваемся приведением в табл. 1 соотношениями, определяющими объемы областей ΔHi, колонка 3). Результаты по определению содержания воды в пробе представлены в табл. 1, - колонка 5, серия экспериментов №3.21 (строки №№3.2.11-3.2.131, 3.2.21*-3.2.131*), табл. 1. В этих экспериментах показано, что в случае отбора пробы из условно-образованных областей ΔHi в пробоприемники с последующим формированием из них объединенной пробы, когда объединенную пробу формируют из долей от этих проб, объемы которых vi находятся в одинаковом соотношении, - колонка 4 табл. 1, - с образуемыми соответствующими им объемами Vi условно-образованных областей ΔHi, - колонка 3 табл. 1, эксперименты без звездочки №№3.2.11-3.2.131, - достигается оптимальность, то есть обеспечиваются наиболее точные результаты, - см. колонки 5-8, табл. 1. Как только это соответствие нарушается, - эксперименты, отмеченные звездочкой «*», - №№3.2.21*-3.2.131*. - см. колонки 3 и 4, резко ухудшается представительность пробы, - см. колонки 5-8, табл. 1. Таким образом, заявляемое решение, является оптимальным, погрешность определения воды с использованием заявляемых решений обеспечивает снижение относительной погрешности на один-два порядка, по сравнению с прототипами [7-8], поскольку фактические значения обводненности для заявляемых решений (колонки 5-8, табл. 1) практически совпадают с фактическими (первая строка этих колонок), а от данных для прототипов [7-8] отличаются на один-два порядка.In this series of experiments, separate sampling was carried out with the device of FIG. 2 from different levels of h between predetermined sampling levels, conditionally dividing the entire region of the medium into regions (conditionally formed regions) ΔH i , FIG. 3.2 1 , for sampling at levels h between given levels: the region ΔH 1 is determined from H 0,0 = 0 to H 1,1 = 1/3 (H-250), the region ΔH 2 is determined from H 1,1 to H 2.2 = 2/3 (Н-250), the region ΔH 3 is determined from H 2.2 to H 3.3 = (H-250), where Н, is the height of the oil column, dimension in mm (zero level Н 0 , 0 = 0 corresponds to the surface of the liquid in the tank (liquid spill), level H 3.3 = (H-250), - the lower sampling level, defined as sampling higher than 250 mm from the bottom of the tank), - as well as for other values heights of levels H 1,1 , N 2,2 , which are selected in accordance with the change in volumes V 1 , V 2 , V 3 region her - see
Эксперименты серии №3.31 и №№3.41-3.591:Experiments of the series No. 3.3 1 and No. 3.4 1 -3.59 1 :
Эксперименты серии №3.3, (№№3.3.11-3.3.101, 3.3.21*-3.3.101*), табл. 1, фиг. 3.31, не только еще раз подтверждают оптимальность заявляемого решения, но и служат исходной точкой для реализации заявляемого способа для случая, представляющего эквивалентное решение, - эксперименты №№3.41-3.591, - когда любая из операций по отбору доли пробы с заданного уровня может быть заменена альтернативным отбором путем отбора этой доли пробы с других уровней или другого уровня при условии, что после подобной альтернативной замены уровней область допускает разбиение, при котором отношение объемов условно образованных этим разбиением областей (или, что эквивалентно, их масс среды, заполняющей эти области), равно отношению объемной (или, что эквивалентно, массовой) долей проб, отобранных из этих областей.Experiments of the series No. 3.3, (No. No. 3.3.1 1 -3.3.10 1 , 3.3.2 1 * -3.3.10 1 *), tab. 1, FIG. 3.3 1 , not only once again confirm the optimality of the proposed solution, but also serve as a starting point for the implementation of the proposed method for the case representing an equivalent solution, experiments No. 3.4 1 -3.59 1 , when any of the operations to take a fraction of the sample from a given level can be replaced by alternative sampling by taking this fraction of the sample from other levels or another level, provided that after such an alternative replacement of levels, the region admits a partition at which the ratio of volumes of conditionally formed by this partition it domains (or, equivalently, their mass medium filling the area) is the ratio of the volume (or equivalently, mass) fractions of samples taken from these areas.
В этой серии экспериментов осуществляли раздельный отбор проб устройством фиг. 2 на уровнях h между заданными уровнями отбора пробы, образующими области (условные) отбора пробы ΔHi, фиг. 3.31, а именно, между заданными уровнями: область ΔH1 определена от Н0,0=0 до Н0,1=1/6 (Н-250), область ΔН2 определена от Н0,1 до H1,1=2/3 (Н-250), область ΔH3 определена от H1,1 до H1,2=5/12 (Н-250), область ΔН4 определена от Н1,2 до Н2,2=2/3 (Н-250), область ΔН5 определена от H2,2 до Н2,3=5/6 (Н-250), область ΔH6 определена от Н2,3 до Н3,3=(Н-250), - а также при иных значениях высот уровней Н0,1 Н1,1, H1,2, Н2,2, Н2,3, которые выбираются в соответствие с изменением объемов областей ΔHi - см. колонку 3 табл. 1 (поскольку указанные высоты являются производными объемов ΔHi, ограничиваемся приведением в табл. 1 соотношениями, определяющими объемы областей ΔHi, колонка 3).In this series of experiments, separate sampling was carried out with the device of FIG. 2 at levels h between predetermined sampling levels forming the (conditional) sampling regions ΔH i , FIG. 3.3 1 , namely, between the given levels: the region ΔH 1 is determined from H 0,0 = 0 to H 0,1 = 1/6 (H-250), the region ΔH 2 is determined from H 0,1 to H 1,1 = 2/3 (H-250), the region ΔH 3 is determined from H 1.1 to H 1.2 = 5/12 (H-250), the region ΔH 4 is determined from H 1.2 to H 2.2 = 2 / 3 (H-250), the region ΔH 5 is determined from H 2.2 to H 2.3 = 5/6 (H-250), the region ΔH 6 is determined from H 2.3 to H 3.3 = (H- 250), - as well as values of other levels of height H 0.1 N 1.1, H 1.2, N 2, 2, H 2.3, are chosen in accordance with the change in the volume regions ΔH i -., see
Эксперименты серии №3.31 (№№3.3.11-3.3.101, 3.3.21*-3.3.101*) показывают, что в случае отбора пробы из условно-образованных областей ΔHi в пробоприемники с последующим формированием из них объединенной пробы, когда объединенную пробу формируют из долей от этих проб, объемы которых vi находятся в одинаковом соотношении (колонка 4 табл. 1) с образуемыми соответствующими им объемами Vi условно-образованных областей ΔHi, - колонка 3 табл. 1, эксперименты без звездочки №№3.3.11-3.3.101, - достигается оптимальность, то есть обеспечиваются наиболее точные результаты, - см. колонки 5-8, табл. 1. Как только это соответствие нарушается, - эксперименты, отмеченные «звездочкой «*», - №№3.3.21*-3.3.101*, - см. колонки 3-4, - резко ухудшается представительность пробы, - см. колонки 5-8, табл. 1. Таким образом, заявляемое решение, является оптимальным, погрешность определения воды с использованием заявляемых решений обеспечивает снижение относительной погрешности на один-два порядка, по сравнению с прототипами [7-8], поскольку фактические значения обводненности для заявляемых решений (колонки 5-8, табл. 1) практически совпадают с фактическими (первая строка этих колонок), а от данных для прототипов [7-8] отличаются на один-два порядка.The experiments of the series No. 3.3 1 (No. No. 3.3.1 1 -3.3.10 1 , 3.3.2 1 * -3.3.10 1 *) show that in the case of sampling from conditionally formed regions ΔH i into the sample receivers with subsequent formation from of the combined sample, when the combined sample is formed from fractions of these samples, the volumes of which v i are in the same ratio (column 4 of Table 1) with the corresponding volumes V i of conditionally formed regions ΔH i ,
В экспериментах №№3.41-3.591, фиг. 3.31, показано, что любая из операций по отбору доли пробы с заданного уровня, - рассматривали операции по отбору пробы, реализованные в ходе экспериментов из серий 3.11, 3.21, 3.31, - может быть заменена альтернативным отбором путем отбора этой доли пробы с других уровней или другого уровня, - колонка 3 табл. 1, при условии, что после подобной альтернативной замены уровней область допускает разбиение ΔHi, - колонка 2 табл. 1, - при котором отношение объемов Vi условно образованных этим разбиением областей ΔHi, (или, что эквивалентно, их масс среды, заполняющей эти области ΔHi), - колонка 3 табл. 1, - равно отношению объемной (или, что эквивалентно, массовой) доли, долей vi, проб, - колонка 4 табл. 1, - отобранных из этих областей или взятых из них для формирования объединенной пробы с различных уровней отбора:In experiments No. 3,4 1 -3.59 1 , FIG. 3.3 1 , it is shown that any of the operations for sampling a fraction of a sample from a given level, - considered sampling operations implemented during experiments from series 3.1 1 , 3.2 1 , 3.3 1 , can be replaced by alternative sampling by sampling this fraction of a sample from other levels or another level -
- эксперименты №№3.41-3.331 заменяют эксперименты из серий 3.21;- experiments Nos. 3.4 1 -3.33 1 replace experiments from the series 3.2 1 ;
- эксперименты №№3.341-3.391 заменяют эксперименты из серии 3.31;- experiments No. 3.34 1 -3.39 1 replace the experiments from the series 3.3 1 ;
- эксперименты №3.401-3.591, а также указанные №№3.41-3.391 и из серий 3.21 и 3.31, заменяют эксперимент из серии 3.11.- experiments №3.40 1 1 -3.59 and -3.39 specified №№3.4 1 1 and 1 of the series 3.2 and 3.3 1 was changed from a series of experiments 3.1 1.
Таким образом, результаты экспериментов, представленных в табл. 1, свидетельствуют о том, что если отбор пробы осуществляется по заявляемой технологии, представительность пробы будет всегда выше, нежели представительность пробы, отобранной при помощи прототипов способа [7] и устройства [8], - при разнообразных вариантах осуществления заявляемой техники отбора пробы, данные испытаний показывают ее существенное преимущество перед прототипом [7-8] и это было ожидаемо, поскольку заявляемая технология имеет теоретическое обоснование, - при увеличении числа уровней отбора и соответствующих им весовых долях пробы представительность пробы должна повышаться, - то есть, если при различных вариантах разбиения всего объема среды на области ΔHi (колонка 2 табл. 1), объемы отбора пробы vi с уровней отбора из областей ΔHi (колонка 4 табл. 1) находятся в той же пропорции, что и объемы Vi этих областей ΔHi (колонка 3 табл. 1), то представительность пробы наиболее высокая, - эксперименты, не отмеченные звездочкой «*».Thus, the results of the experiments presented in table. 1, indicate that if the sampling is carried out according to the inventive technology, the representativeness of the sample will always be higher than the representativeness of the sample taken using the prototypes of the method [7] and device [8], for a variety of embodiments of the claimed sampling technique, the data tests show its significant advantage over the prototype [7-8] and this was expected, since the claimed technology has a theoretical justification, with an increase in the number of selection levels and the corresponding weight fractions of Oba representativeness of the sample must be increased - i.e., if the various embodiments of the partition total volume of the medium in the field ΔH i (.
Испытании для подвижной среды.Tests for the mobile environment.
Экспериментальное обоснование заявляемых решений для случая, когда среда подвижна, а устройство относительно канала неподвижно или когда оно перемещалось со средой со скоростью 0,5 или со скоростью движения среды (колонки 5-7 табл. 2 соответственно), совершенно аналогично ранее проведенному обоснованию для случая, когда среда неподвижна, - эксперименты проведены по аналогии с экспериментами для неподвижной среды. В ходе сравнительных экспериментов в потоке воды из капала определяли содержание мехпримесей.The experimental substantiation of the proposed solutions for the case when the medium is mobile and the device is stationary relative to the channel or when it was moving with the medium at a speed of 0.5 or with the speed of the medium (columns 5-7 of Table 2, respectively), is completely similar to the previous justification for the case when the medium is motionless, the experiments were carried out by analogy with experiments for a motionless medium. During comparative experiments, the content of solids was determined in a stream of water from a drip.
Данные экспериментов для прототипов [7-8]:Experimental data for prototypes [7-8]:
При фактическом содержании мехпримесей 0,12% их содержание по пробе, полученной при помощи прототипов способа и устройства [7-8] на уровне 250 мм от дна, составило 0,63% (с других уровней, согласно рамок решения [7], отбор пробы не производится). Уровень отбора, определяемый как отбор пробы выше на 250 мм от дна капала, устанавливали для того, чтобы отложения со дна канала не влияли на результат экспериментов.With the actual content of mechanical impurities 0.12%, their content in the sample obtained using the prototypes of the method and device [7-8] at a level of 250 mm from the bottom was 0.63% (from other levels, according to the decision framework [7], selection no sample is taken). The sampling level, defined as sampling higher than 250 mm from the bottom of the drip, was set so that deposits from the bottom of the channel did not affect the result of experiments.
Таким образом, превышение мехпримесей по пробе от прототипов решений [7-8], - кратное, - в 5 раз.Thus, the excess of mechanical impurities in the sample from prototypes of solutions [7-8] is a multiple of 5 times.
Эксперименты серии №3.12, табл. 2:The experiments of the series No. 3.1 2 , table. 2:
Для заявляемых решений в этой серии осуществляли отбор пробы со всех уровней h устройствами фиг. 1 и фиг. 2, когда каждый уровень, фиг. №3.12, представлял собой элементарную область ΔHi, число которых i=1, …, ∞, бесконечно, - между двумя заданными уровнями отбора пробы, от Н0,0=0 до Н3,3=(Н-250), где Н, - высота столба воды в канале (глубина), размерность в мм. Здесь нулевой уровень Н0,0=0 соответствует поверхности воды в канале, уровень Н3,3=(Н-250), - нижний уровень отбора, определяемый как отбор пробы выше на 250 мм от дна канала, чтобы отложения со дна канала не влияли на результат экспериментов и чтобы он соответствовал уровню отбора пробы, при котором реализован способ прототип [7].For the claimed solutions in this series, samples were taken from all levels h by the devices of FIG. 1 and FIG. 2, when each level, FIG. No. 3.1 2 , represented an elementary region ΔH i , the number of which i = 1, ..., ∞, infinitely, between two given levels of sampling, from H 0,0 = 0 to H 3,3 = (H-250), where H, is the height of the water column in the channel (depth), dimension in mm. Here, the zero level Н 0,0 = 0 corresponds to the surface of the water in the canal, the level Н 3,3 = (Н-250), is the lower sampling level, defined as the sampling higher than 250 mm from the bottom of the channel so that deposits from the bottom of the channel do not influenced the result of experiments and that it corresponded to the level of sampling at which the prototype method was implemented [7].
При отборе пробы устройством фиг. 1 от поверхности (уровень Н0,0) до нижнего уровня воды в канале, расположенного на расстоянии 250 мм от дна, фиг. 3.12 (уровень Н3,3=(Н-250)), содержание мехпримесей в пробе для заявляемых решений, составило:When sampling with the device of FIG. 1 from the surface (level H 0.0 ) to the lower water level in a channel located at a distance of 250 mm from the bottom, FIG. 3.1 2 (level H 3,3 = (H-250)), the content of solids in the sample for the claimed solutions, amounted to:
0,12%, для заявляемых способа и устройства фиг. 1;0.12%, for the inventive method and device of FIG. one;
0,12%, для заявляемых способа и устройства фиг. 2,0.12%, for the inventive method and device of FIG. 2
причем не зависимо от того, перемещалось устройство фиг. 1 или фиг. 2 относительно среды или было неподвижно относительно ее.moreover, regardless of whether the device of FIG. 1 or FIG. 2 relative to the medium or was motionless relative to it.
Эти данные эксперименты для заявляемых способа и устройств фиг. 1 и фиг. 2 подтверждают, что если пробу отбирают с каждого уровня пропорционально площади среды, которую она заполняет на уровне отбора, - эту площадь определяют как произведение ширины потока на уровне отбора пробы и расстояния, которое условно прошел бы поток от точки отбора пробы за время движения среды, заполнив условно образуемую при этом область, при условии сохранения ширины потока, - обеспечивается высокая представительность пробы, - относительная погрешность на порядок ниже, чем для прототипов [7-8], поскольку фактические значения содержания мехпримесей для заявляемых решений (колонка 5 для неподвижного устройства, колонки 6 и 7 соответственно для перемещающегося устройства относительно среды со скоростью 0,5 или равной скорости среды, табл. 2) совпадают с фактическими (первая строка этих колонок) и отличаются от данных для прототипов [7-8] на порядок (наблюдается количественное и качественное изменение представительности). Указанную пропорциональность отбора (пробу отбирают с каждого уровня пропорционально площади среды, которую она заполняет на уровне отбора) аналитически можно выразить соотношениями через элементарные объемы Vi, которую среда заполняет на уровне отбора, и элементарный объем vi отбираемой пробы, - что и представлено в табл. 2 для случая серии экспериментов №3.12, - колонки 3-4.These data experiments for the inventive method and devices of FIG. 1 and FIG. 2 confirm that if a sample is taken from each level in proportion to the area of the medium that it fills at the sampling level, this area is defined as the product of the flow width at the sampling level and the distance that the stream would conditionally pass from the sampling point during the medium’s movement, filling in a conditionally formed region, provided that the width of the stream is maintained, - high sample representativeness is ensured, - the relative error is an order of magnitude lower than for prototypes [7-8], since the actual contents mechanical impurities for the claimed solutions (column 5 for a stationary device,
Эксперименты серии №3.22, табл. 2:The experiments of the series No. 3.2 2 , table. 2:
Эксперименты заявляемых решений проведены по аналогии с экспериментами для неподвижной среды.Experiments of the proposed solutions were carried out by analogy with experiments for a stationary environment.
В этой серии экспериментов осуществляли раздельный отбор проб устройством фиг. 2 с различных уровней h между заданными уровнями отбора пробы, условно разбивающими всю область среды на области (условно-образованные области) ΔHi, фиг. 3.21, для отбора пробы на уровнях h между заданными уровнями: область ΔH1 определена от Н0,0=0 до H1,1=1/3(Н-250), область ΔН2 определена от H1,1 до Н2,2=2/3(Н-250), область ΔН3 определена от Н2,2 до H3,3=(Н-250), где Н, - высота столба воды в канале (глубина канала), размерность в мм (нулевой уровень Н0,0=0 соответствует поверхности воды в канале, уровень Н3,3=(Н-250), - нижний уровень отбора, определяемый как отбор пробы выше на 250 мм от дна канала, - а также при иных значениях высот уровней Н1,1, Н2,2, которые выбираются 15 соответствие с изменением объемов V1, V2, V3 областей - см. колонку 3 табл. 2 (поскольку в нашем случае указанные высоты являются производными объемов ΔHi, ограничиваемся приведением в табл. 2 соотношениями, определяющими объемы областей ΔHi, колонка 3). Результаты по определению содержания мехпримесей в пробе представлены в табл. 2, - колонки 5-7, серия экспериментов №3.22 (строки №№3.2.12-3.2.132, 3.2.22*-3.2.132*).In this series of experiments, separate sampling was carried out with the device of FIG. 2 from different levels of h between predetermined sampling levels, conditionally dividing the entire region of the medium into regions (conditionally formed regions) ΔH i , FIG. 3.2 1 , for sampling at levels h between predetermined levels: the region ΔH 1 is determined from H 0,0 = 0 to H 1,1 = 1/3 (H-250), the region ΔH 2 is determined from H 1,1 to H 2 , 2 = 2/3 (Н-250), the region ΔН 3 is determined from Н 2.2 to H 3.3 = (Н-250), where Н, is the height of the water column in the channel (channel depth), dimension in mm (zero level Н 0,0 = 0 corresponds to the surface of the water in the channel, level Н 3,3 = (Н-250), - the lower sampling level, defined as sampling higher than 250 mm from the bottom of the channel, - as well as with other values of the heights of the levels H 1,1, H 2,2, 15 are chosen according to the volume change V 1, V 2, V 3 regions minutes - see
В этих экспериментах показано, что в случае отбора пробы из условно-образованных областей ΔHi в пробоприемники с последующим формированием из них объединенной пробы, когда объединенную пробу формируют из долей от этих проб, объемы которых vi находятся в одинаковом соотношении, - колонка 4 табл. 2, - с образуемыми соответствующими им объемами Vi условно-образованных областей ΔHi, - колонка 3 табл. 2, эксперименты без звездочки №№3.2.12-3.2.132, - достигается оптимальность, то есть обеспечиваются наиболее точные результаты, - см. колонки 5-7, табл. 2. Как только это соответствие нарушается, - эксперименты, отмеченные звездочкой «*», - №№3.2.22*-3.2.132*. - см. колонки 3 и 4, резко ухудшается представительность пробы, - см. колонки 5-7, табл. 2. Таким образом, заявляемое решение, является оптимальным, погрешность определения воды с использованием заявляемых решений обеспечивает снижение относительной погрешности на порядок, по сравнению с прототипами [7-8], поскольку фактические значения содержание мехпримесей для заявляемых решений (колонки 5-7, табл. 2) совпадают с фактическими (первая строка этих колонок), а от данных для прототипов [7-8] отличаются на один порядок.In these experiments, it was shown that in the case of sampling from conditionally formed regions ΔH i into the sample receivers followed by the formation of a combined sample from them, when the combined sample is formed from fractions of these samples, the volumes of which v i are in the same ratio, column 4 of the table . 2, - with the volumes V i of conditionally formed regions ΔH i being formed corresponding to them, -
Эксперименты серии №3.32 и №№3.42-3.592:Experiments of the series No. 3.3 2 and No. 3.4 2 -3.59 2 :
Эксперименты серии №3.32 (№№3.3.12-3.3.102, 3.3.22*-3.3.102*), табл. 2, фиг. 3.32, не только еще раз подтверждают оптимальность заявляемого решения, но и служат исходной точкой для реализации заявляемого способа для случая, представляющего эквивалентное решение, - эксперименты №№3.42-3.592, табл. 2, - когда любая из операций по отбору доли пробы с заданного уровня может быть заменена альтернативным отбором путем отбора этой доли пробы с других уровней или другого уровня при условии, что после подобной альтернативной замены уровней область допускает разбиение, при котором отношение объемов условно образованных этим разбиением областей (или, что эквивалентно, их масс среды, заполняющей эти области), равно отношению объемной (или, что эквивалентно, массовой) долей проб, отобранных из этих областей.Experiments of the series No. 3.3 2 (No. No. 3.3.1 2 -3.3.10 2 , 3.3.2 2 * -3.3.10 2 *), tab. 2, FIG. 3.3 2 , not only once again confirm the optimality of the proposed solution, but also serve as a starting point for the implementation of the proposed method for the case representing an equivalent solution, experiments No. 3.4 2 -3.59 2 , table. 2, when any of the operations to take a fraction of a sample from a given level can be replaced by alternative sampling by taking this share of a sample from other levels or another level, provided that after such an alternative change of levels, the region admits a partition in which the ratio of volumes the partition of the regions (or, equivalently, their masses of the medium filling these regions) is equal to the ratio of the volumetric (or, equivalently, mass) fraction of samples taken from these regions.
В этой серии экспериментов осуществляли раздельный отбор проб устройством фиг. 2 на уровнях h между заданными уровнями отбора пробы, образующими области (условные) отбора пробы ΔHi, фиг. 3.32, а именно между заданными уровнями: область ΔН1 определена от Н0,0=0 до Н0,1=1/6(Н-250), область ΔH2 определена от Н0,1 до H1,1=2/3(Н-250), область ΔН3 определена от H1,1 до H1,2=5/12 (Н-250), область ΔН4 определена от Н1,2 до Н2,2=2/3(Н-250), область ΔН5 определена от Н2,2 до Н2,3=5/6 (Н-250), область ΔН6 определена от Н2,3 до Н3,3=(Н-250), - а также при иных значениях высот уровней Н0,1, Н1,1, Н1,2, Н2,2, Н2,3, которые выбираются в соответствие с изменением объемов областей ΔHi - см. колонку 3 табл. 2 (поскольку указанные высоты являются производными объемов ΔHi, ограничиваемся приведением в табл. 2 соотношениями, определяющими объемы областей ΔHi, колонка 3 табл. 2).In this series of experiments, separate sampling was carried out with the device of FIG. 2 at levels h between predetermined sampling levels forming the (conditional) sampling regions ΔH i , FIG. 3.3 2 , namely between predetermined levels: the region ΔH 1 is determined from H 0,0 = 0 to H 0,1 = 1/6 (H-250), the region ΔH 2 is determined from H 0,1 to H 1,1 = 2/3 (H-250), the region ΔH 3 is determined from H 1.1 to H 1.2 = 5/12 (H-250), the region ΔH 4 is determined from H 1.2 to H 2.2 = 2 / 3 (Н-250), the region ΔН 5 is determined from Н 2 , 2 to Н 2,3 = 5/6 (Н-250), the region ΔН 6 is determined from Н 2,3 to Н 3,3 = (Н-250 ), - as well as for other values of the heights of the levels H 0.1 , H 1.1 , H 1.2 , H 2.2 , H 2.3 , which are selected in accordance with the change in the volume of the regions ΔH i - see
Эксперименты серии №3.32 (№№3.3.12-3.3.102, 3.3.22*-3.3.102*) показывают, что в случае отбора пробы из условно-образованных областей ΔHi в пробоприемники с последующим формированием из них объединенной пробы, когда объединенную пробу формируют из долей от этих проб, объемы которых vi находятся в одинаковом соотношении (колонка 4 табл. 2) с образуемыми соответствующими им объемами Vi условно-образованных областей ΔHi, - колонка 3 табл. 2, эксперименты без звездочки №№3.3.12-3.3.102, - достигается оптимальность, то есть обеспечиваются наиболее точные результаты, - см. колонки 5-7, табл. 2. Как только это соответствие нарушается, - эксперименты, отмеченные «звездочкой «*», - №№3.3.22*-3.3.102*. - см. колонки 3 и 4, резко ухудшается представительность пробы, - см. колонки 5-7, табл. 2. Таким образом, заявляемое решение, является оптимальным, погрешность определения содержания мехпримесей с использованием заявляемых решений обеспечивает снижение относительной погрешности на порядок, по сравнению с прототипами [7-8], поскольку фактические значения содержания мехпримесей для заявляемых решений (колонки 5-7 табл. 2) практически совпадают с фактическими (первая строка этих колонок), а от данных для прототипов [7-8] отличаются на один порядок.The experiments of the series No. 3.3 2 (No. No. 3.3.1 2 -3.3.10 2 , 3.3.2 2 * -3.3.10 2 *) show that in the case of sampling from conditionally formed regions ΔH i into the sample receivers with subsequent formation from of the combined sample, when the combined sample is formed from fractions of these samples, the volumes of which v i are in the same ratio (column 4 of Table 2) with the corresponding volumes V i of conditionally formed regions ΔH i ,
В экспериментах №№3.42-3.592, фиг. 3.32, показано, что любая из операций по отбору доли пробы с заданного уровня, - рассматривали операции по отбору пробы, реализованные в ходе экспериментов из серий 3.12, 3.22, 3.32, - может быть заменена альтернативным отбором путем отбора этой доли пробы с других уровней или другого уровня, - колонка 3 табл. 2, при условии, что после подобной альтернативной замены уровней условная область допускает разбиение ΔHi, - колонка 2 табл. 2, - при котором отношение объемов Vi условно образованных этим разбиением областей ΔHi, (или, что эквивалентно, их масс среды, заполняющей эти области ΔHi), колонка 3 табл. 2, - равно отношению объемной (или, что эквивалентно, массовой) доли, долей vi, проб, - колонка 4 табл. 2, - отобранных из этих областей или взятых из них для формирования объединенной пробы с различных уровней отбора:In experiments No. 3,4 2 -3.59 2 , FIG. 3.3 2 , it is shown that any of the operations for sampling a fraction of a sample from a given level, - considered sampling operations implemented during experiments from series 3.1 2 , 3.2 2 , 3.3 2 , can be replaced by alternative sampling by sampling this fraction of a sample from other levels or another level -
- эксперименты №№3.42-3.332 заменяют эксперименты из серий 3.22;- experiments Nos. 3.4 2 –3.33 2 replace experiments from the series 3.2 2 ;
- эксперименты №№3.342-3.392 заменяют эксперименты из серии 3.33;- experiments No. 3.34 2 -3.39 2 replace the experiments from the series 3.3 3 ;
- эксперименты №3.402-3.592, а также указанные №№3.42-3.392, а также эксперименты из серий 3.22 и 3.32, заменяют эксперимент из серии 3.12.- experiments No. 3.40 2 -3.59 2 , as well as the indicated No. 3.4 2 -3.39 2 , as well as experiments from the series 3.2 2 and 3.3 2 , replace the experiment from the series 3.1 2 .
Таким образом, результаты экспериментов, представленных в табл. 1 и 2, свидетельствуют о том, что если отбор пробы осуществляется по заявляемой технологии, обеспечивается самая высокая представительность пробы, в том числе и по сравнению с прототипами [7-8], - данные этих экспериментов для подвижных и неподвижных сред практически доказывают правильность теоретических и конструктивных решений, заложенных в заявляемые технологию и технику, свидетельствуют о возможности широкого их применения для отбора представительной пробы из сред, подверженных расслоению.Thus, the results of the experiments presented in table. 1 and 2, indicate that if the sampling is carried out according to the claimed technology, the highest representativeness of the sample is ensured, including in comparison with prototypes [7-8] - the data of these experiments for moving and stationary media practically prove the theoretical and design solutions incorporated in the claimed technology and equipment, indicate the possibility of their widespread use for the selection of representative samples from environments prone to delamination.
Заявляемый способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению, и устройство для его осуществления промышленно применимы, - заявляемые устройство для реализации заявляемого способа несложно в изготовлении, реализуемая им технология позволит отбирать представительную пробу.The inventive method for sampling from media subject to delamination, and the device for its implementation is industrially applicable, the inventive device for implementing the inventive method is simple to manufacture, the technology implemented by it will allow to take a representative sample.
Источники информацииInformation sources
1. Способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ 2517-85, черт. 4, п. 2.3.2, п. 2.3.3.1. A method for sampling from media subject to delamination. / GOST 2517-85, devil. 4, p. 2.3.2, p. 2.3.3.
2. Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ 2517-85, черт. 4, п. 2.3.2, п. 2.3.3.2. A device for sampling from media subject to delamination. / GOST 2517-85, devil. 4, p. 2.3.2, p. 2.3.3.
3. Способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ 2517-85, черт. 3, п. 2.3.2, п. 2.3.3.3. A method for sampling from media subject to delamination. / GOST 2517-85, devil. 3, p. 2.3.2, p. 2.3.3.
4. Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ 2517-85, черт. 3, п. 2.3.2, п. 2.3.3.4. A device for sampling from media subject to delamination. / GOST 2517-85, devil. 3, p. 2.3.2, p. 2.3.3.
5. Способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ Р 52659-2006, п. 13.5, черт. 4.5. A method for sampling from media subject to delamination. / GOST R 52659-2006, paragraph 13.5, damn. four.
6. Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ Р 52659-2006, п. 13.5, черт. 4.6. Device for sampling from media subject to delamination. / GOST R 52659-2006, paragraph 13.5, damn. four.
7. Способ для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ Р 52659-2006, п. 13.4.2, черт. 4.7. A method for sampling from media subject to delamination. / GOST R 52659-2006, paragraph 13.4.2, damn. four.
8. Устройство для отбора проб из сред, подверженных расслоению. / ГОСТ Р 52659-2006, п. 13.4.2, черт. 4.8. Device for sampling from environments subject to delamination. / GOST R 52659-2006, paragraph 13.4.2, damn. four.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014124609/05A RU2580724C2 (en) | 2014-06-18 | 2014-06-18 | Method for sampling demixing-prone media and device therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014124609/05A RU2580724C2 (en) | 2014-06-18 | 2014-06-18 | Method for sampling demixing-prone media and device therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014124609A RU2014124609A (en) | 2015-12-27 |
RU2580724C2 true RU2580724C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55023224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014124609/05A RU2580724C2 (en) | 2014-06-18 | 2014-06-18 | Method for sampling demixing-prone media and device therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580724C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746878C1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-04-21 | Ильдар Ринатович Вальшин | Method for sampling from media subject to delamination and device for its implementation |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108613828B (en) * | 2018-05-14 | 2023-07-18 | 天津远洋泓基电子工程有限公司 | Geological exploration sampler |
CN109269842B (en) * | 2018-11-07 | 2023-10-27 | 中国矿业大学(北京) | Sampling device for obtaining cementing filling slurry at different layers and working method thereof |
CN113484084A (en) * | 2021-07-14 | 2021-10-08 | 中电建生态环境集团有限公司 | Sampling device |
CN118111758B (en) * | 2024-03-22 | 2024-09-17 | 山东慧美生物医药科技有限公司 | Layered quantitative sampling device and method for comfort and moisturizing oil detection |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU875248A1 (en) * | 1979-09-07 | 1981-10-23 | Предприятие П/Я Р-6767 | Sampler |
SU1280464A1 (en) * | 1984-11-05 | 1986-12-30 | Krumin Vladimir A | Device for sampling fluid from pipeline |
SU1411613A2 (en) * | 1986-06-03 | 1988-07-23 | Институт технической теплофизики АН УССР | Apparatus for sampling liquids |
SU1700424A1 (en) * | 1989-09-01 | 1991-12-23 | Государственная Инновационная Фирма "Татарский Центр Научно-Технических Услуг" | Liquid samples taking device for pipe lines |
RU2144179C1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-01-10 | Вальшин Ринат Равильевич | Process of taking liquid samples from pipe-line and device for its implementation |
US6182505B1 (en) * | 1996-11-22 | 2001-02-06 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for studying the properties of a multiphase fluid under pressure flowing in a duct, such as a petroleum stream |
RU2171891C2 (en) * | 1999-09-28 | 2001-08-10 | Государственное унитарное предприятие "ГО Ингушнефтегазпром" | Sampling device |
RU2199103C1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-02-20 | Воронежская государственная архитектурно-строительная академия | Device for automatic sampling |
RU47971U1 (en) * | 2005-06-06 | 2005-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Sampler |
EP1645863A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-12 | Services Petroliers Schlumberger | A sampling apparatus |
-
2014
- 2014-06-18 RU RU2014124609/05A patent/RU2580724C2/en active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU875248A1 (en) * | 1979-09-07 | 1981-10-23 | Предприятие П/Я Р-6767 | Sampler |
SU1280464A1 (en) * | 1984-11-05 | 1986-12-30 | Krumin Vladimir A | Device for sampling fluid from pipeline |
SU1411613A2 (en) * | 1986-06-03 | 1988-07-23 | Институт технической теплофизики АН УССР | Apparatus for sampling liquids |
SU1700424A1 (en) * | 1989-09-01 | 1991-12-23 | Государственная Инновационная Фирма "Татарский Центр Научно-Технических Услуг" | Liquid samples taking device for pipe lines |
US6182505B1 (en) * | 1996-11-22 | 2001-02-06 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for studying the properties of a multiphase fluid under pressure flowing in a duct, such as a petroleum stream |
RU2144179C1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-01-10 | Вальшин Ринат Равильевич | Process of taking liquid samples from pipe-line and device for its implementation |
RU2171891C2 (en) * | 1999-09-28 | 2001-08-10 | Государственное унитарное предприятие "ГО Ингушнефтегазпром" | Sampling device |
RU2199103C1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-02-20 | Воронежская государственная архитектурно-строительная академия | Device for automatic sampling |
EP1645863A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-04-12 | Services Petroliers Schlumberger | A sampling apparatus |
RU47971U1 (en) * | 2005-06-06 | 2005-09-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Sampler |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ З 52659-2006. Нефть и нефтепродукты. Методы ручного отбора проб. 13.4.2 Точечный отбор с помощью бутылки/стакана. Рис. 4. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746878C1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-04-21 | Ильдар Ринатович Вальшин | Method for sampling from media subject to delamination and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014124609A (en) | 2015-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2580724C2 (en) | Method for sampling demixing-prone media and device therefor | |
CN107063967B (en) | A Saturated/Unsaturated Permeability Prediction Method Based on Microscopic Pore Channels | |
KR101223462B1 (en) | Apparatus for measuring relative permeability of core having measuring unit of saturation fraction in core and method for measuring relative permeability of core using the same | |
CN108862468B (en) | An oil-water separation test device relying on gravity backflow | |
CN106840993B (en) | Method and device for determining movable fluid space of rock core | |
US11833445B2 (en) | Method and device for separating and measuring multiphase immiscible fluid mixtures using an improved analytical cell | |
CN109342291A (en) | A device and method for measuring rock permeability under true triaxial stress full coupling | |
RU2396427C2 (en) | Method for determination of water cuttings of oil well production "ohn++" | |
RU2608852C1 (en) | Method for determining concentration of hydrogen sulphide in pipeline oil under pressure | |
CN108798628B (en) | Gas-liquid separation metering device based on capillary force | |
RU2299322C1 (en) | Method for oil and gas-condensate well production measurement in air-tight oil collection systems | |
US9835525B2 (en) | Multiphase sample container and method | |
RU2530431C1 (en) | Device for particle sedimentation parameter measurement in fluid medium | |
CN109556996A (en) | The measurement method of water-oil phase interference barometric gradient | |
US20210055146A1 (en) | Multiphase flow metering system for horizontal well compartments | |
CN110243714A (en) | Method for determining the hydrodynamic size of polymers | |
US11833449B2 (en) | Method and device for separating and measuring multiphase immiscible fluid mixtures | |
CN109915126B (en) | Method for measuring imbibition production degree of oil-bearing rock and imbibition test device | |
CN109946214A (en) | Rock penetration saturation test device and penetration and saturation test method | |
EP2170480B1 (en) | Down hole oil skimmer and process using said device | |
CN211453271U (en) | Permeability testing device | |
CN212275523U (en) | Thick oil well sand control effect evaluation testing arrangement | |
CN204594514U (en) | Laser micrometeor gauge | |
CN207278249U (en) | A kind of quick oil-water metering device | |
RU2695909C1 (en) | Method of determining water content of oil well product |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181031 Effective date: 20181031 |