RU2610117C2 - Method of different media pumping through pipeline and device for its implementation - Google Patents
Method of different media pumping through pipeline and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610117C2 RU2610117C2 RU2014145314A RU2014145314A RU2610117C2 RU 2610117 C2 RU2610117 C2 RU 2610117C2 RU 2014145314 A RU2014145314 A RU 2014145314A RU 2014145314 A RU2014145314 A RU 2014145314A RU 2610117 C2 RU2610117 C2 RU 2610117C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing
- flow
- pipeline
- mixing element
- flow rate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D3/00—Arrangements for supervising or controlling working operations
- F17D3/10—Arrangements for supervising or controlling working operations for taking out the product in the line
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии и технике отбора проб из потока в трубопроводе и может найти применение в нефтедобывающей и других отраслях промышленности, где требуется высокая точность определения параметров перекачиваемых по трубопроводам различных сред.The invention relates to technology and techniques for sampling from a stream in a pipeline and can find application in oil and other industries where high accuracy is required for determining the parameters of various media pumped through pipelines.
Известен способ отбора проб из потока в трубопроводе, при котором производят перемешивание потока путем его прокачки по трубопроводу, размещение в трубопроводе пробозаборного элемента из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси трубопровода входным отверстием навстречу потоку, отбор пробы пропорционально расходу потока трубопровода, при котором скорость отбора выбирается равной средней скорости потока трубопровода п.п. 2.13.1.2, 2.13.1.7, черт. 14, ГОСТ 2517-1985 [1].There is a method of sampling from a stream in a pipeline, in which the flow is mixed by pumping it through a pipeline, placing a sampling element from one sampling tube with a bent end in the pipeline, which is placed on the axis of the pipeline with an inlet opening towards the flow, sampling is proportional to the flow rate of the pipeline, at which the sampling rate is chosen equal to the average flow rate of the pipeline 2.13.1.2, 2.13.1.7, damn. 14, GOST 2517-1985 [1].
Известно устройство для отбора проб из потока в трубопроводе, включающее пробозаборный элемент из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси перемешивающего устройства, функцию которого выполняет сам трубопровод, и ориентируют отверстием навстречу потоку п. 2.13.1.7, черт. 14, ГОСТ 2517-1985 [2].A device for sampling from a stream in a pipeline is known, including a sampling element from one sampling tube with a bent end, which is located on the axis of the mixing device, the function of which is the pipe itself, and is oriented with a hole towards the flow in paragraph 2.13.1.7, dash. 14, GOST 2517-1985 [2].
Недостатки известной технологии отбора проб [1, 2] - перемешивающим элементом выступает сам трубопровод, на трубопроводе отсутствует компактное перемешивающее устройство. Наиболее точно параметры потока определяются, когда поток однородный. Это определяет требование к потоку, чтобы он характеризовался высокой турбулентностью, что ограничивает применимость известных технологий.The disadvantages of the known sampling technology [1, 2] - the pipeline itself acts as a mixing element, there is no compact mixing device on the pipeline. Most accurately, flow parameters are determined when the flow is uniform. This determines the flow requirement so that it is characterized by high turbulence, which limits the applicability of known technologies.
Известен способ отбора проб из потока в трубопроводе, при котором производят размещение на трубопроводе перемешивающего устройства для перемешивания потока за счет энергии потока, перемешивание потока путем его прокачки по трубопроводу при допустимом, априори заданном, перепаде давления на перемешивание, размещение в трубопроводе пробозаборного элемента из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси перемешивающего устройства, и ориентируют отверстием навстречу потоку, отбор пробы пропорционально расходу потока трубопровода, при котором скорость отбора выбирается равной средней скорости потока трубопровода п.п. 2.13.1.2, 2.13.1.4, 2.13.1.7, черт. 14, ГОСТ 2517-1985 [3] (прототип способа).There is a method of sampling from a stream in a pipeline, in which a mixing device is placed on the pipeline to mix the stream due to the energy of the stream, the stream is mixed by pumping it through the pipeline with a permissible, a priori specified pressure drop over mixing, placing a sampling element from one sampling tube with a bent end, which is located on the axis of the mixing device, and oriented with a hole towards the flow, sampling is proportional to the flow rate du pipeline flow, at which the selection rate is chosen equal to the average pipeline flow rate 2.13.1.2, 2.13.1.4, 2.13.1.7, damn. 14, GOST 2517-1985 [3] (prototype method).
Известно устройство для отбора проб из потока в трубопроводе, включающее перемешивающее устройство для перемешивания потока за счет энергии потока, пробозаборный элемент из одной пробозаборной трубки с загнутым концом, которую располагают на оси после перемешивающего устройства по ходу потока, и ориентируют отверстием навстречу потоку п.п. 2.13.1.4, 2.13.1.7, черт. 14, ГОСТ 2517-1985 [4].A device for sampling from a stream in a pipeline is known, including a mixing device for mixing the stream due to the energy of the stream, a sampling element from one sampling tube with a bent end, which is located on the axis after the mixing device in the direction of flow, and oriented with a hole towards the flow . 2.13.1.4, 2.13.1.7, damn. 14, GOST 2517-1985 [4].
Недостатки известной технологии отбора проб [3, 4] - ограниченность их применимости ввиду реализации этой технологией только линейной зависимости расхода потока от скорости потока, направляемого в зону перемешивания. Тогда как основные параметры для перемешивания, заложенные в технологию, остаются нереализуемыми - при определенном расходе потока в технологию заложен интервал изменения перепада давления на перемешивание. Реализуется при этом одно значение перепада давления в случае неизменности параметров потока, определяемое зависимостью расхода потока и гидравлического сопротивления перемешивающего устройства. По этой причине оказываются нереализуемыми случаи, когда при фиксированном расходе потока необходимо изменять интенсивность перемешивания потока, - увеличивать или уменьшать его.The disadvantages of the known sampling technology [3, 4] are the limited applicability due to the implementation of this technology only a linear dependence of the flow rate on the flow rate directed to the mixing zone. While the basic parameters for mixing, incorporated into the technology, remain unrealizable - at a certain flow rate, the interval for the change in the pressure drop over mixing is laid in the technology. In this case, one value of the differential pressure is realized in case of constant flow parameters, determined by the dependence of the flow rate and the hydraulic resistance of the mixing device. For this reason, it turns out to be unrealizable when, at a fixed flow rate, it is necessary to change the intensity of the flow mixing, to increase or decrease it.
Техническим результатом данного изобретения является эффективное использование отводимого на перемешивание перепада давления, чтобы при фиксированных расходах потока можно было управлять процессом перемешивания, увеличивая или уменьшая его интенсивность.The technical result of the present invention is the efficient use of the pressure differential allocated for mixing, so that at fixed flow rates it is possible to control the mixing process, increasing or decreasing its intensity.
Для достижения технического результата в способе отбора проб из потока в трубопроводе, при котором поток перемешивают с допустимым перепадом давления на перемешивание в заданном интервале расхода потока, если необходимо, отбирают пробу при помощи пробозаборного элемента или определяют один или несколько параметров потока анализатором качества, согласно изобретению устанавливают необходимый расход потока, а перемешивание потока осуществляют из условия, что интенсивность его перемешивания можно регулировать в допустимых границах перепада давления на перемешивание.To achieve a technical result in a method of sampling from a stream in a pipeline, in which the stream is mixed with a permissible pressure drop for mixing in a predetermined range of flow rate, if necessary, a sample is taken using a sampling element or one or more flow parameters is determined by a quality analyzer according to the invention establish the necessary flow rate, and the mixing of the flow is carried out from the condition that the intensity of its mixing can be controlled within acceptable limits ne epada pressure on mixing.
В заявляемом способе поток перемешивают, устанавливая заданный расход, регулируя интенсивность этой операции в допустимых границах перепада давления на перемешивание и расхода потока, то есть при перемешивании применяют перемешивающее устройство с изменяемым, например регулировкой извне, снаружи трубопровода, гидравлическим сопротивлением, в допустимых границах перепада давления на перемешивание и расхода потока регулируют интенсивность перемешивания потока, изменяя конфигурацию смесительного элемента перемешивающего устройства, изменяя при этом гидравлическое сопротивление перемешивающего устройства, что не достижимо для прототипа [3]. Например, если исходить из рационального расхода энергии потока, заявляемое решение позволит при уменьшении расхода потока его скорость изменением гидравлического сопротивления и выбором перепада давления увеличить скорость потока, направляемого в зону перемешивания, и тем повысить интенсивность перемешивания, а при увеличении расхода потока уменьшить гидравлическое сопротивление перемешивающего устройства для снижения скорости потока, направляемого в зону перемешивания, из условия сохранения интенсивности перемешивания и тем избежать нерационального расхода энергии потока.In the inventive method, the flow is mixed, setting a predetermined flow rate, adjusting the intensity of this operation within the permissible limits of the pressure drop for mixing and flow rate, that is, when mixing, a mixing device with a variable, for example, regulation from the outside, outside the pipeline, hydraulic resistance, within the permissible pressure drop limits the mixing and flow rate control the intensity of the mixing flow, changing the configuration of the mixing element of the mixing devices , Altering the hydraulic resistance of the mixing device that is not reachable for the prototype [3]. For example, based on a rational flow of energy, the claimed solution will allow, with a decrease in the flow rate, its speed by changing the hydraulic resistance and the choice of pressure drop to increase the flow rate directed to the mixing zone, and thereby increase the intensity of mixing, and if the flow rate is increased, reduce the hydraulic resistance of the mixing devices for reducing the flow rate directed to the mixing zone, from the condition of maintaining the intensity of mixing and thereby run out of irrational flow of energy.
При минимальном расходе потока в трубопроводе применение известного решения [3] не позволит рационально использовать априори отводимую энергию потока на перемешивание, которую контролируют по допустимому перепаду давления на перемешивание, расходу потока. Благодаря перечисленным отличительным признакам заявляемого решения обеспечивается его преимущество перед прототипом [3].With a minimum flow rate in the pipeline, the application of the known solution [3] will not allow rational use of the a priori allocated flow energy for mixing, which is controlled by the permissible pressure difference for mixing, flow rate. Thanks to the above distinguishing features of the proposed solution provides its advantage over the prototype [3].
(Примечание - данное примечание служит более широким дополнением к вышеприведенному обоснованию достижения поставленного технического решения, которое может быть использовано для корректировки описания и формулы на этапе рассмотрения заявки по существу и которое можно пропустить на этапе формальной экспертизы:(Note - this note serves as a broader complement to the above justification for achieving the technical solution that can be used to adjust the description and formula at the substantive stage of the application and which can be skipped at the formal examination stage:
В заявляемом способе при осуществлении операции перемешивания применяют перемешивающее устройство с изменяемым, например регулировкой извне, снаружи трубопровода, гидравлическим сопротивлением, для чего можно применять смесительный элемент перемешивающего устройства с изменяемой конфигурацией. Скорость потока в зоне перемешивания регулируют, изменяя площадь живого сечения потока (или площадь суммарных сечений струй, на которые может разбиваться потока для перемешивания), то есть с уменьшением или с увеличением расхода потока в трубопроводе площадь живого сечения потока соответственно уменьшают или увеличивают, исходя из допустимого перепада давления на перемешивание, например, чтобы перепад давления на перемешивание не превышал прежнее значение в случае уменьшения живого сечения потока и был не менее прежнего значения в случае увеличения живого сечения. При этом площадь живого сечения потока в зависимости от расхода изменяют по непрерывной или ступенчатой зависимостям. Применение заявляемого способа позволит, в отличие от прототипа [3], в случае увеличения расхода потока значительно снизить потери напора (поскольку перепад давления пропорционален квадрату скорости потока) на перемешивание без ухудшения качества перемешивания, а при снижении расхода потока обеспечить необходимую интенсивность перемешивания для достижения однородности перемешивания вследствие увеличения скорости потока, направляемого на перемешивание. Указанное увеличение скорости потока для заявляемого решения обеспечивается увеличением перепада давления на перемешивание в априори задаваемых границах для решений как заявляемого, так и прототипа [3] (для последнего увеличение перепада давления на перемешивание при уменьшении расхода потока не реализуемо и в этом, как было указано выше, один из его главных недостатков). Таким образом, заявляемый способ на этапе перемешивания потока позволяет путем изменения площади живого сечения потока изменять среднюю линейную скорость потока на участке перемешивания и, как следствие, перепад давления на перемешивание, избегая неоправданных потерь напора на перемешивание, с возможностью выбора оптимальных параметров. Осуществление перемешивания по заявляемому способу позволит поддерживать необходимую однородность при более рациональном использовании для этого энергии потока, при отборе пробы обеспечить более представительный отбор пробы, а поточными анализаторами качества определять более точно параметры потока.)In the inventive method, when carrying out the stirring operation, a mixing device with a variable, for example, external regulation, outside the pipeline, hydraulic resistance is used, for which a mixing element of a mixing device with a variable configuration can be used. The flow rate in the mixing zone is regulated by changing the area of the living section of the stream (or the area of the total cross sections of the jets into which the stream can be divided for mixing), that is, with a decrease or increase in the flow rate in the pipeline, the area of the living section of the stream is accordingly reduced or increased, based on permissible pressure drop for mixing, for example, so that the pressure drop for mixing does not exceed the previous value in case of a decrease in the living cross section of the flow and is not less than the previous value in the case of tea increase in live section. In this case, the living cross-sectional area of the flow, depending on the flow rate, is changed by continuous or stepwise dependencies. The application of the proposed method will allow, in contrast to the prototype [3], in the case of an increase in flow rate, significantly reduce the pressure loss (since the pressure drop is proportional to the square of the flow rate) for mixing without compromising the quality of mixing, and if the flow rate is reduced, provide the necessary mixing intensity to achieve uniformity mixing due to an increase in the flow rate directed to the mixing. The indicated increase in the flow rate for the claimed solution is provided by an increase in the pressure drop for mixing at a priori given boundaries for solutions of both the claimed and the prototype [3] (for the latter, an increase in the pressure drop for mixing with a decrease in flow rate is not feasible, and, as mentioned above , one of its main disadvantages). Thus, the inventive method at the stage of mixing the flow allows you to change the average linear velocity of the flow in the mixing section by changing the living cross-sectional area of the flow and, as a result, the pressure drop across the mixing, avoiding unjustified loss of pressure on the mixing, with the choice of optimal parameters. The implementation of the mixing according to the claimed method will allow to maintain the necessary uniformity with a more rational use of flow energy for this, when sampling to provide a more representative sampling, and in-line quality analyzers to determine more precisely the flow parameters.)
Таким образом, осуществление отличительных операций заявляемого способа позволит по сравнению со способом-прототипом [3] расширить границы применимости перемешивания.Thus, the implementation of the distinctive operations of the proposed method will allow, in comparison with the prototype method [3] to expand the boundaries of applicability of mixing.
Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое включает корпус перемешивающего устройства, в полости которого размещают смесительный элемент, при необходимости отбора пробы за смесительным элементом располагают пробозаборный элемент или поточный анализатор качества для определения параметров потока, согласно изобретению в качестве корпуса устройства может быть использован также сам трубопровод или его отдельный элемент, при этом в устройстве устанавливают смесительный элемент с изменяемой конфигурацией, для изменения конфигурации смесительного элемента устройство дополнительно оснащают механизмом, при помощи которого изменяют конфигурацию смесительного элемента.To achieve a technical result in the implementation of the proposed method, a device is used that includes a housing of a mixing device in the cavity of which a mixing element is placed; if necessary, a sampling element or in-line quality analyzer is placed behind the mixing element to determine the flow parameters, according to the invention, as a device case, the pipeline itself or its separate element should also be used, while a mixing electric device is installed in the device a variable configuration element, for changing the configuration of the mixing element, the device is additionally equipped with a mechanism by which the configuration of the mixing element is changed.
В заявляемом устройстве используют корпус перемешивающего устройства, в качестве которого может служить сам трубопровод. При этом в конструкции устройства применяют смесительный элемент с изменяемой конфигурацией, с механизмом для изменения конфигурации смесительного элемента, который позволяет регулировать гидравлическое сопротивление смешивающего элемента, регулировать вход для пропуска через него потока трубопровода для изменения скорости потока на этом входе - регулирование размеров входа (изменять его площадь) изменять живое сечение потока в рамках априори задаваемого перепада давления на перемешивание. Применение заявляемого устройства позволит изменять размеры входа в смесительный элемент и тем регулировать интенсивность перемешивания потока. Например, на участке перемешивания при уменьшении расхода потока в трубопроводе скорость его на входе в смесительный элемент можно увеличить так, чтобы перепад давления не превышал допустимое значение, задаваемое априори. Или в случае увеличения расхода потока в трубопроводе скорость его на входе в смесительный элемент можно было уменьшить, чтобы перепад давления не превышал допустимое значение. Это позволяет при увеличении расхода потока увеличивать площадь живого сечения потока, а в случае уменьшения расхода соответственно ее уменьшать, избегать при этом нерационального расхода энергии потока трубопровода на перемешивание.In the inventive device use the housing of the mixing device, which can serve as the pipeline itself. Moreover, in the design of the device, a mixing element with a changeable configuration is used, with a mechanism for changing the configuration of the mixing element, which allows you to adjust the hydraulic resistance of the mixing element, adjust the inlet to pass through the pipeline flow to change the flow rate at this inlet - adjust the size of the inlet (change it area) to change the living cross-section of the flow within the framework of a priori set differential pressure for mixing. The use of the inventive device will allow you to change the size of the entrance to the mixing element and thereby regulate the intensity of the mixing flow. For example, in the mixing section, with a decrease in the flow rate in the pipeline, its speed at the inlet to the mixing element can be increased so that the pressure drop does not exceed the permissible value specified a priori. Or, if the flow rate in the pipeline increased, its speed at the inlet to the mixing element could be reduced so that the pressure drop did not exceed the permissible value. This allows increasing the flow rate to increase the living cross-sectional area of the flow, and in the case of decreasing the flow rate, reduce it accordingly, while avoiding the irrational consumption of energy of the pipeline flow for mixing.
Благодаря наличию отличительных признаков в заявляемом устройстве перемешивание потока будет осуществляться эффективно в более широких границах по перепаду давления, отводимого на перемешивание, и расходов потока, нежели с применением прототипа [4].Due to the presence of distinctive features in the inventive device, the mixing of the flow will be carried out effectively within wider boundaries in terms of the pressure drop allocated to the mixing and flow rates than with the use of the prototype [4].
Таким образом, применение заявляемого устройства позволит осуществлять перемешивание потока с регулировкой интенсивности перемешивания, что не достижимо при применении устройства-прототипа [4].Thus, the use of the inventive device will allow mixing of the flow with the adjustment of the intensity of mixing, which is not achievable when using the prototype device [4].
Заявляемые способ отбора проб из потока в трубопроводе и устройство для его осуществления могут конкретно применяться, например, на нефтепромыслах - на коммерческих узлах учета нефти, при перемешивании объединяемых в единый потоков из различных трубопроводов.The inventive method of sampling from a stream in a pipeline and a device for its implementation can be specifically applied, for example, in the oil fields - at commercial oil metering stations, with mixing combined into a single stream from various pipelines.
Заявляемый способ отбора проб из потока в трубопроводе осуществляется следующим образом.The inventive method of sampling from a stream in a pipeline is as follows.
Поток в трубопроводе подвергают перемешиванию с допустимым отклонением перепада давления и расхода потока на перемешивание, при этом устанавливают необходимый расход потока, а перемешивание потока осуществляют из условия, что интенсивность его перемешивания можно регулировать в допустимых границах перепада давления на перемешивание, если необходимо, поток после перемешивания анализируют, или отбирают пробу при помощи пробозаборного элемента, или определяют один или несколько его параметров анализатором(ами) качества.The flow in the pipeline is subjected to mixing with an allowable deviation of the pressure drop and flow rate for mixing, while the required flow rate is set, and the flow is mixed from the condition that its mixing intensity can be controlled within the permissible limits of the pressure drop for mixing, if necessary, the flow after mixing analyze, or take a sample using the sampling element, or determine one or more of its parameters by the quality analyzer (s).
Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
На фиг. 1 представлен один из вариантов заявляемого устройства для реализации заявляемого способа отбора проб из потока трубопровода.In FIG. 1 presents one of the variants of the claimed device for implementing the inventive method of sampling from a pipeline stream.
Устройство для отбора проб из потока в трубопроводе 1 включает перемешивающего устройства 2, пробозаборный элемент 3 с вентилем 4, устанавливаемый в трубопроводе 1 по ходу потока после перемешивающего устройства 2, который состоит из корпуса 5 в виде участка для локального изменения направления потока, например T-образного участка, с установленным в нем смесительным элементом 6 в виде усеченного конуса с перфорацией по боковой поверхности, при этом в смесительный элемент 6 упирается второй смесительный элемент 7 для изменения конфигурации совокупности смесительных элементов 6 и 7, то есть для регулировки проходного сечения по боковой поверхности в смесительном элементе 6 при помощи механизма изменения конфигурации смесительного элемента, образуемого смесительными элементами 6 и 7, привода 8 с ограничителем хода 9, сальниковым узлом 10 и штурвалом 11, смонтированных на крышке 12, устанавливаемой на Т-образном корпусе 5.A device for sampling from a stream in a pipe 1 includes a
Устройство для отбора проб из потока в трубопроводе, фиг. 1, предназначено для предварительного перемешивания потока из трубопровода 1 при помощи перемешивающего устройства 2 и последующего отбора пробы из перемешанного потока при помощи пробозаборного элемента 3 под воздействием избыточного давления в трубопроводе 1 по отношению к атмосферному. Корпус 5 перемешивающего устройства 2 служит для размещения в нем смесительного элемента 6 со смесительным элементом 7 для регулировки проходного сечения, образуемого их конфигурацией. Для перемешивания потока в перемешивающем устройстве 2 служит смесительный элемент 6. Смесительный элемент 7 для регулировки проходного сечения в смесительном элементе 6 служит для изменения площади прохода через отверстия по боковой поверхности смесительного элемента 6 при повороте смесительного элемента 7 его вокруг оси смесительного элемента 6 при вращении штурвала 11, который соединен с элементом 7 приводом 8. Привод 8 служит для передачи крутящего момента от штурвала 11 элементу 7. Ограничитель хода 9 на приводе 8 препятствует выдвижению привода 8 под избыточным давлением в трубопроводе 1. Сальниковый узел 10 с крышкой 12 герметично разделяет внешнюю среду и поток в трубопроводе 1. Вентиль 4 служит для отбора пробы через пробозаборный элемент 3.A device for sampling from a stream in a pipeline, FIG. 1, is intended for pre-mixing the flow from the pipeline 1 using a
Устройство для отбора проб из потока в трубопроводе, фиг. 1 работает следующим образом.A device for sampling from a stream in a pipeline, FIG. 1 works as follows.
Поток трубопровода 1 при поступлении в перемешивающее устройство 2 на участке расположения смешивающего элемента 6 подвергается перемешиванию. Интенсивность перемешивания регулируют изменением прохода через перфорационные отверстия на боковой поверхности смешивающего элемента 6 путем вращения смешивающего элемента 7 при помощи штурвала 11, при вращении штурвал 11 передает крутящий момент смешивающему элементу 7 через привод 8. Смешивающий элемент 7 при повороте вдоль оси трубопровода 1 перекрывает или открывает перфорационные отверстия на смешивающем элементе 6, при уменьшении расхода и скорости потока в трубопроводе 1 живое сечение при прохождении потока через смешивающий элемент 6 уменьшают, чем обеспечивают увеличение скорости потока при прохождении им через перфорацию на боковой поверхности смешивающего элемента 6 и обеспечивают лучшие условия для перемешивания; при увеличении расхода и скорости потока в трубопроводе 1 живое сечение при прохождении потока через смешивающий элемент 6 увеличивают, чем обеспечивают уменьшение скорости потока при прохождении им через перфорацию на боковой поверхности смешивающего элемента 6 и обеспечивают уменьшение перепада давления на смешивающем элементе 6. После перемешивания потока из него при помощи пробозаборного элемента 3 и вентиля 4 отбирают пробу либо анализируют поточными анализаторами качества, установленными ниже по потоку (не показаны).The flow of the pipeline 1 when it enters the
Для испытаний было использовано устройство для отбора проб из потока в трубопроводе, фиг. 1, с приводимыми ниже параметрами.For testing, a device for sampling from a stream in a pipeline was used, FIG. 1, with the parameters below.
Трубопровод 1 – горизонтальный с внутренним диаметром 100 мм, внутренний диаметр корпуса 5 смесителя 4 также составлял 100 мм и представляет собой Т-образный участок трубопровода с крышкой 12. Поток трубопровода 2 представлял собой нефтяную эмульсию со средним содержанием воды 3,5%; вязкость безводной нефти при 20°C составляла 4 сП; минимальная. Пробозаборный элемент 3 представлял собой трубку с внутренним диаметром 6 мм [4]. Смешивающий элемент 6 и элемент 7 представляли собой подобные усеченные конусы с совмещенными перфорационными отверстиями по боковой поверхности, вложенные в трубопровод 1, суммарной площадью 100% от проходного сечения трубопровода диаметром 100 мм. При вращении штурвала 11 перфорационные отверстия на смешивающем элементе перекрывались смешивающим элементом 7 от 0% до 100%.The pipeline 1 is horizontal with an inner diameter of 100 mm, the inner diameter of the body 5 of the mixer 4 was also 100 mm and represents a T-shaped section of the pipeline with a
Сравнительные испытания заявляемого способа отбора проб из потока трубопровода были проведены с использованием способа отбора проб [3] и устройства [4], данные сведены в таблицу.Comparative tests of the proposed method of sampling from the pipeline flow were carried out using the sampling method [3] and device [4], the data are summarized in table.
Устройство-прототип [4] представляло собой заявляемое устройство, фиг. 1, с той лишь разницей, что смешивающий элемент 7 в нем занимал неизменное положение, независимо от расхода потока в трубопроводе 1, и перекрывал перфорацию на смесительном элементе 6 на 60% (см. колонку 6 таблицы).The prototype device [4] was the inventive device, FIG. 1, with the only difference that the mixing element 7 in it occupied an unchanged position, regardless of the flow rate in the pipe 1, and blocked the perforation on the mixing
При сравнительных испытаниях скорость/расход потока в трубопроводе 1 составляли при допустимом перепаде давления на перемешивание 2 кгс/см2:In comparative tests, the flow rate / flow rate in the pipeline 1 was 2 kgf / cm 2 with an admissible pressure difference for mixing:
- для заявляемого решения:- for the claimed solution:
- для технологии [3, 4]:- for technology [3, 4]:
Заявляемое устройство позволяет увеличивать живое сечение потока при увеличении расхода потока и уменьшать живое сечение потока при уменьшении расхода потока в трубопроводе из условия, чтобы при уменьшении расхода потока в трубопроводе скорость его на входе (перфорационные отверстия) в смесительный элемент можно увеличить, уменьшая площадь входа, при увеличении расхода потока скорость его можно было уменьшать, увеличивая площадь входа.The inventive device allows to increase the living cross-section of the flow with increasing flow rate and to reduce the living cross-section of the flow while decreasing the flow rate in the pipeline, so that when the flow rate in the pipeline decreases, its inlet velocity (perforation holes) in the mixing element can be increased, decreasing the inlet area, with increasing flow rate, its speed could be reduced by increasing the inlet area.
Сравнительные эксперименты показали следующее.Comparative experiments showed the following.
При расходе потока 11,3 м3/ч данные экспериментов для сравниваемых решений совпадают, строка 2 таблицы, перекрытие смешивающим элементом 7 перфорационных отверстий смешивающего элемента 6 для сравниваемых технологий было одинаковым и составляло 60%, скорости потока в перфорационных отверстиях смесительного элемента 6 для сравниваемых технологий были одинаковы и составляли 1 м/с, см. колонки 5 и 6. Качество перемешивания потока в экспериментах оценивали по содержанию содержание воды в потоке трубопровода 1 (см. колонки 5 и 6), которое для сравниваемых технологий совпадало с действительным, то есть составляло 3,5%.At a flow rate of 11.3 m 3 / h, the experimental data for the compared solutions coincide,
При расходе потока 2,8 м3/ч, строка 1 таблицы, перекрытие смешивающим элементом 7 перфорационных отверстий смешивающего элемента 6 для прототипа технологии [3, 4], строка 1 колонка 6 таблицы, оставалось прежним и составляло 60%, а для заявляемой технологии увеличили до 90%, строка 1 колонка 5 таблицы, с тем, чтобы скорость в перфорационных отверстиях смесительного элемента 6 увеличилась до 1 м/с, значения, при котором перемешивание осуществлялось при расходе потока 11,3 м3/ч (строка 1 таблицы), то есть такой выбор скорости был сделан для того, чтобы обеспечить близкие условия для перемешивания для эксперимента №1. Для прототипов [3, 4] скорость потока при этом в перфорационных отверстиях смесительного элемента 6 снизилась по сравнению с номинальным расходом с 1 м/с до 0,25 м/с и, как показывают данные экспериментов, содержание воды при этом в пробе снизилось до 1,9% (строка 1 колонки 3 и 6 таблицы). Это говорит о не достаточно эффективном качестве перемешивания потока в трубопроводе 1 при минимальном его расходе по прототипу [3, 4] и о расширении границ применимости заявляемого решения по расходу.With a flow rate of 2.8 m 3 / h, row 1 of the table, overlapping by the mixing element 7 perforations of the mixing
При максимальном расходе потока 90,43 м3/ч, строка 3 таблицы, перекрытие смешивающим элементом 7 перфорационных отверстий смешивающего элемента 6 для прототипа технологии [3, 4], строка 1 колонка 6 таблицы, оставалось прежним и составляло 60%, для заявляемой технологии, строка 1 колонка 5 таблицы, составляло 0%, то есть проход через перфорационные отверстия на смешивающем элементе 6 был полностью открыт и площадь прохода на смешивающем элементе 6 совпадала с площадью поперечного сечения трубопровода 1. То есть скорость потока при этом в перфорационных отверстиях смесительного элемента 6 для заявляемых решений была максимально снижена - она сравнялась со скоростью потока в трубопроводе 1 и составляла 3,2 м/с. В то же время для прототипов решений [3, 4] эта скорость возросла и составила 8 м/с. При этом качество перемешивания потока в трубопроводе 1, оцениваемое по содержанию воды в пробе, для сравниваемых технологий по сравнению с экспериментом №2 для номинального расхода потока в трубопроводе 1 можно характеризовать как достаточно хорошее, см. строка 3 колонки 5 и 6, содержание воды в пробе для заявляемых решений совпало с действительным, то есть 3,5%. Однако для прототипов [3, 4] затраты энергии потока на перемешивание были значительно выше, перепад давления на перемешивание потока для прототипа [3, 4] в 6 раз превысил этот показатель для заявляемых решений. Кроме того, если расслоение пробы на нефть и воду для заявляемых решений составило 25 минут, то для прототипов [3, 4] - 35 часов. Это говорит о передиспергировании (излишнем измельчении) водной фазы в нефти при перемешивании потока трубопровода 1 с применением решений [3, 4], которое может создать большие проблемы. На нефтепромысле, когда нефть транспортируют от скважин к установке обезвоживания нефти, такое перемешивание потока приведет к нарушению процесса обезвоживания нефти.With a maximum flow rate of 90.43 m 3 / h,
Таким образом, данные сравнительных испытаний подтверждают эффективность применения заявляемых решений по сравнению с решениями-прототипами [3, 4], т.е. варьирование скорости на смесительном элементе при изменении расхода в трубопроводе позволит снизить потери напора потока, увеличить пропускную способность трубопровода, обеспечить требуемое качество перемешивания, высокую представительность пробы.Thus, the data of comparative tests confirm the effectiveness of the application of the proposed solutions compared to the prototype solutions [3, 4], i.e. varying the speed on the mixing element with a change in the flow rate in the pipeline will reduce the pressure loss of the flow, increase the throughput of the pipeline, ensure the required quality of mixing, high representativeness of the sample.
Заявляемый способ отбора проб и устройство для его реализации промышленно применимы, для реализации заявляемой техники изменения могут быть проведены силами производственников, обслуживающих системы учета потоков в трубопроводах.The inventive method of sampling and a device for its implementation are industrially applicable, for the implementation of the claimed technique, changes can be made by the manufacturers, servicing flow accounting systems in pipelines.
/перекрытие перфорационных отверстий в смесителе 6 элементом 7, %,
/содержание воды в пробе, %The flow velocity in the perforation holes of the
/ overlapping perforations in the
/ water content in the sample,%
(минимальный)2.83
(minimum)
(минимальный для прототипа решения [3, 4])11.3
(minimum for prototype solutions [3, 4])
(максимальный)90,43
(maximum)
Источники информацииInformation sources
1. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. / ГОСТ 2517-1985, пп. 2.13.1.2, 2.13.1.7, черт. 14.1. The method of sampling fluid from the pipeline. / GOST 2517-1985, paragraphs. 2.13.1.2, 2.13.1.7, damn. fourteen.
2. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода. / ГОСТ 2517-1985, п. 2.13.1.7, черт. 14.2. A device for sampling fluid from a pipeline. / GOST 2517-1985, paragraph 2.13.1.7, damn. fourteen.
3. Способ отбора проб жидкости из трубопровода. / ГОСТ 2517-1985, пп. 2.13.1.3, 2.13.1.4, 2.13.1.7, черт. 14, ГОСТ 2517-1985.3. The method of sampling fluid from the pipeline. / GOST 2517-1985, paragraphs. 2.13.1.3, 2.13.1.4, 2.13.1.7, damn. 14, GOST 2517-1985.
4. Устройство для отбора проб жидкости из трубопровода. / ГОСТ 2517-1985, пп. 2.13.1.4, 2.13.1.7, черт. 14, ГОСТ 2517-1985.4. A device for sampling fluid from a pipeline. / GOST 2517-1985, paragraphs. 2.13.1.4, 2.13.1.7, damn. 14, GOST 2517-1985.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014145314A RU2610117C2 (en) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Method of different media pumping through pipeline and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014145314A RU2610117C2 (en) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Method of different media pumping through pipeline and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014145314A RU2014145314A (en) | 2016-06-10 |
| RU2610117C2 true RU2610117C2 (en) | 2017-02-08 |
Family
ID=56114727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014145314A RU2610117C2 (en) | 2014-11-12 | 2014-11-12 | Method of different media pumping through pipeline and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2610117C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU866440A1 (en) * | 1980-01-10 | 1981-09-23 | Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов | Device for taking samples of two-component gas-liquid mixture |
| SU1173596A1 (en) * | 1983-07-29 | 1997-09-20 | Л.И. Пищенко | Cavitation mixer |
| RU2095778C1 (en) * | 1991-10-24 | 1997-11-10 | Дюбдаль Бьорн | Device for installation of agitating attachment into running medium flow |
| RU2292514C1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-01-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Sampling device |
| EP2447698A1 (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-02 | Kimman Process Solutions B.V. | A method and system for at least temporarily homogenizing a fluid flow in a pipeline |
-
2014
- 2014-11-12 RU RU2014145314A patent/RU2610117C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU866440A1 (en) * | 1980-01-10 | 1981-09-23 | Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов | Device for taking samples of two-component gas-liquid mixture |
| SU1173596A1 (en) * | 1983-07-29 | 1997-09-20 | Л.И. Пищенко | Cavitation mixer |
| RU2095778C1 (en) * | 1991-10-24 | 1997-11-10 | Дюбдаль Бьорн | Device for installation of agitating attachment into running medium flow |
| RU2292514C1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-01-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Sampling device |
| EP2447698A1 (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-02 | Kimman Process Solutions B.V. | A method and system for at least temporarily homogenizing a fluid flow in a pipeline |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU 1173596 А1, 20.09,1997. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014145314A (en) | 2016-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7034903B2 (en) | Bubble size monitoring and control | |
| US20160084038A1 (en) | Flow and fluid conditioning pressure reducing valve or device | |
| JP2018533463A5 (en) | ||
| JP2017510797A (en) | Natural gas liquid sample collection, vaporization and pressure regulation system | |
| RU2610117C2 (en) | Method of different media pumping through pipeline and device for its implementation | |
| CN100552880C (en) | The method for regulating temperature of low flow rate liquid and system thereof | |
| US9410422B2 (en) | Alternative gauging system for production well testing and related methods | |
| EP3007811B1 (en) | Apparatus, system, and methods for blending crude oils | |
| CN105727841B (en) | A kind of adjustable biphase gas and liquid flow uniform distributor of distribution ratio | |
| EP3377729B1 (en) | Method and apparatus for analyzing mixing of a fluid in a conduit | |
| DE102014101794B4 (en) | Refrigerant expansion device | |
| CN204365156U (en) | Automatic proportioning device for emulsion | |
| RU2483213C1 (en) | Wellhead turbulator of well product | |
| CN106442821B (en) | Part flow arrangement associated with a kind of supercritical fluid chromatograph and mass spectrograph | |
| CN109032104B (en) | System and method for testing performance of automatic inflow control device | |
| WO2017067635A1 (en) | Controller for an exhaust gas turbocharger | |
| CN105318030A (en) | Ball valve suitable for gas-liquid two-phase flow | |
| KR101773926B1 (en) | Automatice Valve system and Method for the gas Injection at Constant Pressure and Low Adsorption | |
| RU126623U1 (en) | LIQUID MIXER | |
| CN103671946A (en) | Circulating sampling valve | |
| RU2440560C2 (en) | Sampling method of fluid from pipeline and device for its implementation | |
| US2309625A (en) | Sampling apparatus | |
| RU2717731C1 (en) | Regulated throttle | |
| RU2681738C1 (en) | Optimization system of work of oil and gas wells group | |
| CA2958979C (en) | Adjustable passive chokes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170602 |