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DE20002071U1 - Device for taking gas and fluid samples in pipes and boreholes - Google Patents

Device for taking gas and fluid samples in pipes and boreholes

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Publication number
DE20002071U1
DE20002071U1 DE20002071U DE20002071U DE20002071U1 DE 20002071 U1 DE20002071 U1 DE 20002071U1 DE 20002071 U DE20002071 U DE 20002071U DE 20002071 U DE20002071 U DE 20002071U DE 20002071 U1 DE20002071 U1 DE 20002071U1
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DE
Germany
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cannula
septum
slide
movement
septa
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE20002071U
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German (de)
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Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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Publication date
Application filed by Forschungszentrum Karlsruhe GmbH filed Critical Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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Publication of DE20002071U1 publication Critical patent/DE20002071U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • E21B49/08Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
    • E21B49/081Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells with down-hole means for trapping a fluid sample
    • E21B49/0815Sampling valve actuated by tubing pressure changes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Forschungszentrum Karlsruhe GmbH ANR 5661498Research Center Karlsruhe GmbH ANR 5661498

Karlsruhe, den 03. Februar 2000 PLA 0005 We/heKarlsruhe, 03 February 2000 PLA 0005 We/he

Vorrichtung zur Entnahme von Gas- und Fluidproben in Rohrleitungen und BohrlöchernDevice for taking gas and fluid samples in pipelines and boreholes

Vorrichtung zur Entnahme von Gas- und Fluidproben in Rohrleitungen und BohrlöchernDevice for taking gas and fluid samples in pipelines and boreholes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entnahme von Gas- und Fluidproben in Rohrleitungen und Bohrlöchern gemäss dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.The invention relates to a device for taking gas and fluid samples in pipelines and boreholes according to the preamble of the first patent claim.

Für die Erfassung und Bewertung von Emissionen und Spurenstoffen in Rohrleitungssystemen oder Bohrlöchern im Rahmen von Inspektionsuntersuchungen werden Gas- und Fluidproben aus verschiedenen Stellen benötigt. Für die Probennahme kommen spezielle Vorrichtungen zum Einsatz, welche mit verschiedenen Robotermoduln zu einem Sondenroboter zusammengesetzt werden können. Meist besitzen die Vorrichtungen keine eigenen Antriebseinheiten, sodass sie gemeinsam mit ggf. erforderlichen Steuerungskabeln und anderen für eine Rohrleitungsinspektipn erforderlichen Komponenten von Schleppermoduln durch das Rohrleitungssystem oder das Bohrloch gezogen werden. Während der Probennahme wird das zu separierende Gas oder Fluid in einen hierfür vorgesehenen Behälter eingefüllt.Gas and fluid samples from various locations are required for the recording and evaluation of emissions and trace substances in pipeline systems or boreholes as part of inspection studies. Special devices are used for sampling, which can be combined with various robot modules to form a probe robot. The devices usually do not have their own drive units, so they are pulled through the pipeline system or borehole by tractor modules together with any control cables and other components required for a pipeline inspection. During sampling, the gas or fluid to be separated is filled into a container provided for this purpose.

Eine besondere Bedeutung kommt den genannten Vorrichtungen bei der Überwachung von Deponieversiegelungen auf ihre Dichtigkeit zu. Eine derartige Überwachung erfolgt unter Verwendung eines Netzwerkes von Kontrollkanälen, welches unter der Deponieversiegelung angelegt wird und in regelmäßigen Zeitabständen kontrolliert wird. Weist die Versiegelung Undichtigkeiten auf, kommt es in der Regel zu einem Durchsickern von Schadstoffen in diese Kontrollkanäle. Durch eine regelmäßige Probennahme in diesen Knotrollkanälen lassen sich derartige Undichtigkeiten nicht nur lokalisieren sondern die durchsickernden Schadstoffe auch quantifizieren. The devices mentioned are particularly important when monitoring landfill sealing for leaks. Such monitoring is carried out using a network of control channels that is installed under the landfill sealing and checked at regular intervals. If the sealing is leaky, pollutants usually seep into these control channels. By taking regular samples in these control channels, such leaks can not only be localized but the pollutants that seep through can also be quantified.

Im Leichtweiss-Institut für Wasserbau der Technischen Universität Braunschweig wird eine Vorrichtung für die Entnahme von Gas- und Fluidproben in Rohrleitungssystemen eingesetzt. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein zunächst von einem Sep-The Leichtweiss Institute for Hydraulic Engineering at the Technical University of Braunschweig uses a device for taking gas and fluid samples in pipeline systems. The device is characterized by the fact that a sample, initially taken by a separator,

turn verschlossenes, unter Vakuum stehendes Probengläschen in einem Gehäuse in einer zylindrischen Bohrung geführt ist. Bei der eigentlichen Probennahme wird dieses Probengläschen in der Bohrung mittels Druckluft auf eine Kanüle geschoben und punktuell eingestoßen. Aufgrund des noch im Probengläschen herrschenden Unterdrucks wird durch die entstehende Öffnung die Gas- oder Fluidprobe eingesogen, nach der Probennahme jedoch das Probengläschen nicht wieder verschlossen. Deswegen ist beim Herausziehen des Systems aus dem Rohrleitungssystem ein minimaler Zu- oder Abfluss von Gasen oder Fluiden in das Probengläschen unvermeidbar .A closed sample tube under vacuum is guided in a housing in a cylindrical bore. During the actual sampling, this sample tube is pushed onto a cannula in the bore using compressed air and pushed in at specific points. Due to the negative pressure still prevailing in the sample tube, the gas or fluid sample is sucked in through the opening created, but the sample tube is not closed again after the sampling. Therefore, when the system is pulled out of the piping system, a minimal inflow or outflow of gases or fluids into the sample tube is unavoidable.

Ferner wird in www.u-i-t.com ein automatisches Gasprobennahmesystem beschrieben, bei dem eine Doppelnadel in das Septum des für die Probennahme zu füllenden 20 ml Headspace Gläschen eingestochen wird. Die Gasprobe wird nach diesem Einstich mittels einer Membranpumpe angesaugt und über die Doppelnadel in das Headspace Gläschen geleitet. Das beschriebene Gasprobennahmesystem enthält ein Trommelmagazin für die Aufnahme von bis zu 4 0 Headspace Gläschen, welches auch die Größe und damit den Einsatzbereich des Systems bestimmt. Für eine Beprobung mit Flüssigkeiten ist das beschriebene System erst nach einigen Modifikationen geeignet.Furthermore, an automatic gas sampling system is described at www.u-i-t.com, in which a double needle is inserted into the septum of the 20 ml headspace vial to be filled for sampling. After this insertion, the gas sample is sucked in by a diaphragm pump and fed into the headspace vial via the double needle. The gas sampling system described contains a drum magazine for holding up to 40 headspace vials, which also determines the size and thus the area of application of the system. The system described is only suitable for sampling liquids after a few modifications.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gegenüber dem genannten Stand der Technik eine Entnahme sowohl von Gas- als auch von Fluidproben in einem Arbeitsgang durchführen zu können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung stellt die konstruktive Gestaltung der Vorrichtung dar, welche einen Einsatz auch in Rohrleitungen und Bohrlöchern mit geringen Durchmessern erlaubt. Außerdem wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Zu- und Abfluß von Gasen und Fluiden nach dem Beprobungsvorgang vermieden.The invention is based on the object of being able to take both gas and fluid samples in one operation compared to the prior art mentioned. A further advantage of the invention is the structural design of the device, which also allows it to be used in pipelines and boreholes with small diameters. In addition, the inflow and outflow of gases and fluids after the sampling process is avoided with the device according to the invention.

Die Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Vorrichtung gelöst. Die weiteren Ansprüche geben bevorzugte Ausgestaltungen der Vorrichtung an.The object is achieved by the device described in claim 1. The further claims specify preferred embodiments of the device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im folgenden anhand von Zeichnungen zweier Ausführungsformen erläutert:The device according to the invention is explained below with reference to drawings of two embodiments:

Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform der Vorrichtung zur Entnahme von Gas- und Fluidproben im Überblick als Prinzipskizze.Fig. 1 shows the first embodiment of the device for taking gas and fluid samples in an overview as a schematic diagram.

Fig. 2 a zeigt die Vorrichtung aus Fig. 1 als Schnittdarstellung in Höhe der Headspace Gläschen und des Schlittens mit nicht in das Septum eingestochener Kanüle.Fig. 2 a shows the device from Fig. 1 as a sectional view at the level of the headspace vials and the slide with the cannula not inserted into the septum.

Fig. 2 b zeigt die Vorrichtung aus Fig. 1 als Schnittdarstellung in Höhe der Headspace Gläschen und des Schlittens mit in das Septum eingestochener Kanüle.Fig. 2 b shows the device from Fig. 1 as a sectional view at the level of the headspace vials and the slide with the cannula inserted into the septum.

Fig. 3 a zeigt die zweite Ausführungsform der Vorrichtung gemäß des Unteranspruches 6 als Schnittdarstellung in Höhe der Headspace Gläschen und des Schlittens mit nicht in das Septum eingestochener Kanüle.Fig. 3 a shows the second embodiment of the device according to the dependent claim 6 as a sectional view at the level of the headspace vials and the slide with the cannula not inserted into the septum.

Fig. 3 b zeigt die zweite Ausführungsform der Vorrichtung gemäß des Unteranspruches 6 als Schnittdarstellung in Höhe der Headspace Gläschen und des Schlittens mit in das Septum eingestochener Kanüle.Fig. 3 b shows the second embodiment of the device according to the dependent claim 6 as a sectional view at the level of the headspace vials and the slide with the cannula inserted into the septum.

Erste Ausführungsform:First embodiment:

Die Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entnahme von Gas- und Fluidproben sind stellvertretend in Fig. 1 anhand der ersten Ausführungsform dargestellt. In der beschriebene Ausführungsform sind diese das Antriebsgehäuse 1, zwei Streben 2 und ein Endstück 3, sie bilden gemeinsam den Grundkörper, sowie das Wechselmagazin 4 für die Aufnahme der Headspace Gläschen 5, eine drehbare Schlittenführung 6, der Schlitten 7 mit einer Kanüle 8 sowie die Antriebseinheiten für die axiale Schlittenpositionierung 9 und für die Drehbewegung der Schlittenführung 10. Die Vorrichtung weist einen zylindrischen Querschnitt auf. Die beiden Streben 2 dienen neben der festen Ver-The main components of the device according to the invention for taking gas and fluid samples are shown in Fig. 1 using the first embodiment. In the embodiment described, these are the drive housing 1, two struts 2 and an end piece 3, which together form the base body, as well as the change magazine 4 for holding the headspace vials 5, a rotating slide guide 6, the slide 7 with a cannula 8 and the drive units for the axial slide positioning 9 and for the rotary movement of the slide guide 10. The device has a cylindrical cross-section. The two struts 2 serve not only for the fixed connection, but also for the

bindung zwischen Antriebsgehäuse 1 und Endstück 3 auch dem mechanischen Schutz des Wechselmagazins, der Headspace Gläschen und der beweglichen Komponenten während einer Messkampagne. Der Schlitten 7 wird in der beschriebenen Ausführungsform über einen über ein Getriebe 17 und zwei Rollen 18 angetriebenen Seilzug 19 auf der Schlittenführung 6 positioniert. Alternativ eignen sich auch andere Linearantriebe für die Positionierung des Schlittens 7, beispielsweise Zahnriemen- oder Spindelantriebe.connection between the drive housing 1 and the end piece 3 also provides mechanical protection for the change magazine, the headspace vials and the moving components during a measurement campaign. In the embodiment described, the carriage 7 is positioned on the carriage guide 6 by means of a cable pull 19 driven by a gear 17 and two rollers 18. Alternatively, other linear drives are also suitable for positioning the carriage 7, for example toothed belt or spindle drives.

Beim Einsatz in Rohrleitungen und Bohrlöchern wird die Vorrichtung in der beschriebenen Ausführungsform mit dem Kupplungsflansch 11 an ein Schleppermodul angedockt, über dieses versorgt und von diesem durch das Rohrleitungssystem gezogen. Diese Verbindung zwischen Vorrichtung und Schleppermodul ist mit Hilfe eines in der Vorrichtung integrierten Gelenks 12 in jede Richtung schwenkbar gestaltet. Für eine Führung des dem Kupplungsflansch abgewandten Endes der Vorrichtung in der Rohrleitung oder Innenwandung sind über dem Umfang des Endstückes 3 verteilt Führungsräder 13 angeordnet. Durch ein Abrollen dieser Führungsräder an der Innenwandung der Rohrleitungen oder Bohrlöcher stellen diese einen Mindestabstand zwischen Vorrichtung und Innenwandung sicher. Eine Versorgungsleitungskupplung 14 für die Versorgung der Antriebseinheiten 9 und 10 mit den erforderlichen Steuersignalen und Energien ist zentral auf dem Kupplungsflansch 11 plaziert und wird im angedockten Zustand auch durch diesen mechanisch geschützt. Alternativ zu dem in Fig. 1 dargestellten Kugelgelenk kann das Gelenk 12 auch als kardanisches Element oder als Biegegelenk gestaltet sein.When used in pipelines and boreholes, the device in the described embodiment is docked with the coupling flange 11 to a tractor module, supplied via this and pulled by this through the pipeline system. This connection between the device and the tractor module is designed to be pivotable in any direction with the help of a joint 12 integrated in the device. To guide the end of the device facing away from the coupling flange in the pipeline or inner wall, guide wheels 13 are arranged distributed over the circumference of the end piece 3. By rolling these guide wheels on the inner wall of the pipelines or boreholes, they ensure a minimum distance between the device and the inner wall. A supply line coupling 14 for supplying the drive units 9 and 10 with the required control signals and energy is placed centrally on the coupling flange 11 and is also mechanically protected by it when docked. As an alternative to the ball joint shown in Fig. 1, the joint 12 can also be designed as a cardanic element or as a flexible joint.

Die eigentliche Vorgang der Probennahme lässt sich anhand der in Fig. 2a und b dargestellten Schnittdarstellungen der Vorrichtung beschreiben. Sie zeigen die Vorrichtung in Höhe des Schlittens 7 und der Headspace Gläschen 5. Fig. 2a zeigt die Vorrichtung im Ruhezustand; die Kanüle ist nicht in das Septum 15 des Headspace Gläschen eingestochen. Zur Probennahme wird zunächst der Schlitten 7 auf der Schlittenführung 6 mittels der Antriebseinheit für die Schlittenpositionierung 9 in Höhe des für die Beprobung ge-The actual sampling process can be described using the sectional views of the device shown in Fig. 2a and b. They show the device at the level of the slide 7 and the headspace vials 5. Fig. 2a shows the device in the resting state; the cannula is not inserted into the septum 15 of the headspace vial. To take the sample, the slide 7 is first moved on the slide guide 6 by means of the drive unit for the slide positioning 9 at the level of the sample taken.

•s•s

wählten Headspace Gläschen 5 bewegt. Für die Flutung des Headspace Gläschen 5 wird dann die drehbare Schlittenführung 6 und damit der Schlitten 7 mit der Kanüle 8 mittels der Antriebseinheit für die Schlittenpositionierung 9 um die Drehachse 16 so gedreht, dass die Kanüle 8 in das Septum 15 des Headspace Gläschen 5 einsticht (Fig. 2b). Der Unterdruck im Headspace Gläschen 5 vor der Beprobung bewirkt dann ein Einsaugen der Gas- oder Fluidprobe durch die Kanüle 8 in das Headspace Gläschen 5.selected headspace vial 5 is moved. To flood the headspace vial 5, the rotating slide guide 6 and thus the slide 7 with the cannula 8 are rotated around the axis of rotation 16 by means of the drive unit for the slide positioning 9 so that the cannula 8 penetrates the septum 15 of the headspace vial 5 (Fig. 2b). The negative pressure in the headspace vial 5 before sampling then causes the gas or fluid sample to be sucked through the cannula 8 into the headspace vial 5.

Ein besonderer Vorteil des verwendeten Prinzips der Unterdruck-Selbstansaugung ist die Eignung der Vorrichtung für die Beprobung sowohl von Gasen als auch von Flüssigkeiten mit ein und derselben Ausrüstung, welche ohne auf bestimmte Medien anzupassende Pumpen und Filterelemente auskommt.A particular advantage of the vacuum self-priming principle used is the suitability of the device for sampling both gases and liquids with one and the same equipment, which does not require pumps and filter elements that have to be adapted to specific media.

Sollen während einer Probennahmekampagne mehrere Proben genommen werden, welche sich in ihrer Zusammensetzung voneinander erheblich unterscheiden, ist bei der beschriebenen ersten Ausführungsform eine Reinigung der Kanüle 8 zwischen zwei Beprobungsvorgängen unbedingt anzuraten. Füllt man mindestens ein Headspace Gläschen mit einem Spülmedium, welches mittels einer geeigneten Weise, beispielsweise mit einem Luftpolster, mit einem Innendruck größer dem Umgebungsdruck beaufschlagt wird, wird durch ein Anstechen des Septums 15 dieses Headspace Gläschen mit der Kanüle 8 diese mit dem Spülmedium ausgespült und für die nächst folgende Probennahme neutralisiert.If several samples are to be taken during a sampling campaign which differ considerably from one another in their composition, cleaning the cannula 8 between two sampling processes is highly recommended in the first embodiment described. If at least one headspace vial is filled with a rinsing medium, which is subjected to an internal pressure greater than the ambient pressure by means of a suitable method, for example with an air cushion, the septum 15 of this headspace vial is pierced with the cannula 8, which is rinsed out with the rinsing medium and neutralized for the next sampling.

Zweite Ausführungsform:Second embodiment:

Die zweite Ausführungsform der Vorrichtung, wie auch im Unteranspruch 5 umrissen, zeigt Fig. 3 a und b in einer Schnittdarstellung. Diese ist gegenüber der ersten Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass über jedem Septum 15 jeweils ein Kanüle 8 auf einem Kanülenträger 20 axial nicht verschiebbar angeordnet ist und nur von einem Nocken 22, welcher mit dem Schlitten 7 auf der hier nicht drehbaren Schlittenführung 6 unter den Kanülenträger 20 geschoben wird, gegen eine Rückholfeder 21 in Richtung SeptumThe second embodiment of the device, as also outlined in the dependent claim 5, is shown in Fig. 3 a and b in a sectional view. This is characterized compared to the first embodiment in that a cannula 8 is arranged above each septum 15 on a cannula carrier 20 in an axially non-displaceable manner and is only pushed against a return spring 21 in the direction of the septum by a cam 22, which is pushed with the slide 7 on the here non-rotatable slide guide 6 under the cannula carrier 20.

15 bewegt werden kann. Fig. 3 a zeigt die beschriebene Ausführungsform im Ruhezustand; die Kanüle ist nicht in das Septum eingestochen. Mit dem Anheben des Kanülenträger 20 durch die Nocke 22 wird die Kanüle in das Septum 15 eingestochen; die Gas- und Fluidprobe wird dann mit Hilfe des Unterdruckes im Headspace Gläschen 5 durch die Kanüle 8 eingesogen (Fig. 3 b). Nach Beendigung der Probennahme überfährt der Schlitten 7 den Kanülenträger 20, wobei dieser über die Rückholfeder wieder zurückgedrückt und die Kanüle damit aus dem Septum 15 des Headspace Gläschen gezogen wird. Gegenüber der ersten Ausführungsform ist bei der beschriebenen Ausführungsform keine Drehbewegung der Schlittenführung 6 erforderlich.15 can be moved. Fig. 3 a shows the described embodiment in the resting state; the cannula is not inserted into the septum. When the cannula carrier 20 is raised by the cam 22, the cannula is inserted into the septum 15; the gas and fluid sample is then sucked in through the cannula 8 with the help of the negative pressure in the headspace vial 5 (Fig. 3 b). After sampling has been completed, the carriage 7 moves over the cannula carrier 20, which is pushed back again by the return spring and the cannula is thus pulled out of the septum 15 of the headspace vial. In contrast to the first embodiment, no rotary movement of the carriage guide 6 is required in the described embodiment.

Anstelle eines gegen die Rückholfelder wirkenden Nockens kann die für die Probennahme erforderliche Bewegung zum Einstechen und herausziehen der Kanüle in das Septum auch über einen am Schlitten angebrachten Mitnehmer, welcher in eine Zwangsführung im Kanülenträger ohne eines Erfordernisses einer Rückholfeder eingreift, realisiert werden. Ferner ist eine Anhebung des Kanülenträgers 20 mit einer Kippbewegung eines am Schlitten 7 befestigten Armes über eine Drehung der Schlittenführung 6 anstelle des Einsatzes einer Nocke 22 vorstellbar.Instead of a cam acting against the return fields, the movement required for taking a sample to insert and withdraw the cannula into the septum can also be realized via a driver attached to the slide, which engages in a positive guide in the cannula carrier without the need for a return spring. Furthermore, it is conceivable that the cannula carrier 20 can be raised with a tilting movement of an arm attached to the slide 7 via a rotation of the slide guide 6 instead of using a cam 22.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1 Antriebsgehäuse1 drive housing

2 Strebe2 strut

3 Endstück3 End piece

4 Wechselmagazin4 Exchange magazine

5 Headspace Gläschen5 Headspace jars

6 Schlittenführung6 Slide guide

7 Schlitten7 sledges

8 Kanüle8 Cannula

9 Antriebseinheit für die Schlittenpositionierung9 Drive unit for carriage positioning

10 Antriebseinheit für die Drehbewegung10 Drive unit for rotary movement

11 Kupplungsflansch11 Coupling flange

12 Gelenk12 Joint

13 Führungsräder13 guide wheels

14 Versorgungsleitungskupplung14 Supply line coupling

15 Septum15 Septum

16 Drehachse16 Rotation axis

17 Getriebe17 Gearbox

18 Rollen18 rolls

19 Seilzug19 Cable pull

20 Kanülenträger20 cannula carriers

21 Rückholfeder21 Return spring

22 Nocken22 cams

Claims (8)

1. Vorrichtung mit einem zylindrischen, einer Rohrleitung angepassten Querschnitt zur Entnahme von Gas- und Fluidproben in Rohrleitungen und Bohrlöchern, bestehend aus
einem Grundkörper,
einer in jede Richtung schwenkbar ausgeführten Kupplung, welche an der einen Stirnseite des Grundkörpers angeordnet ist, zum Ankoppeln der Vorrichtung an ein Schleppermodul, den Führungsrädern (13), welche nicht angetrieben und über den gesamten Umfang des der Kupplung abgewandten Ende des Grundkörpers an diesen angebracht sind, den jeweils mit einem Septum (15) verschlossenen Headspace Gläschen (5), welche zur Vorrichtung axial hintereinander in einem Wechselmagazin (4) eingesetzt, radial zur Vorrichtung ausgerichtet und im Einsatz bis zur Probennahme unter Unterdruck stehend evakuiert sind, und dessen Septen (15) mit einer Kanüle (8) durchstechbar sind, wobei das Fluid oder Gas aufgrund des Unterdrucks im Headspace Gläschen (5) durch die Kanüle (8) angesogen wird,
einer Halte- und Bewegungsvorrichtung für das gezielte Anstechen der Septen (15) mit einer Kanüle (8),
mindestens einer Antriebseinheit für die Halte- und Bewegungsvorrichtung, sowie
einer Versorgungsleitungskupplung (14), welche zentral auf dem Kupplungsflansch (11) angeordnet ist, für den Anschluss der Antriebseinheiten zum Schleppermodul.
1. Device with a cylindrical cross-section adapted to a pipeline for taking gas and fluid samples in pipelines and boreholes, consisting of
a base body,
a coupling which can be pivoted in any direction and which is arranged on one end face of the base body for coupling the device to a tractor module, the guide wheels ( 13 ) which are not driven and are attached to the base body over the entire circumference of the end of the base body facing away from the coupling, the headspace vials ( 5 ) each closed with a septum (15) which are inserted axially one behind the other in a change magazine ( 4 ) for the device, aligned radially to the device and evacuated under negative pressure during use until sampling, and whose septa (15) can be pierced with a cannula ( 8 ), the fluid or gas being sucked through the cannula ( 8 ) due to the negative pressure in the headspace vial ( 5 ),
a holding and movement device for the targeted piercing of the septa (15) with a cannula ( 8 ),
at least one drive unit for the holding and movement device, and
a supply line coupling ( 14 ) which is arranged centrally on the coupling flange ( 11 ) for connecting the drive units to the tractor module.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Kanüle (8) für das zeitversetzte Anstechen aller Septen (15) ausgestattet ist, die Halte- und Bewegungsvorrichtung für diese Kanüle (8) einerseits axial zum Grundkörper zu den Septen (15) aller Headspace Gläschen (5) im Wechselmagazin (4) bewegbar und andererseits zur Probennahme durch Einstechen der Septen (5) in diese einschwenkbar ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the device is equipped with a cannula ( 8 ) for the staggered piercing of all septa (15), the holding and movement device for this cannula ( 8 ) can be moved on the one hand axially to the base body to the septa (15) of all headspace vials ( 5 ) in the exchange magazine ( 4 ) and on the other hand can be pivoted into the septa (5) for sampling by piercing them. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Bewegungsvorrichtung für die Kanüle (8) aus einer drehbaren Schlittenführung (6) und einem auf dieser bewegbaren Schlitten (7) als Kanülenbefestigung bestehen und so gestaltet sind, dass über die Drehbewegung der Schlittenführung (6) der auf dieser befindlichen Schlitten (7) kippbar und hiermit die Kanüle (8) in die Septen (15) der Headspace Gläschen (5) einschwenkbar ist. 3. Device according to claim 2, characterized in that the holding and movement device for the cannula ( 8 ) consists of a rotatable slide guide ( 6 ) and a slide ( 7 ) movable on this as a cannula fastening and is designed in such a way that the slide ( 7 ) located on this can be tilted via the rotary movement of the slide guide ( 6 ) and hereby the cannula ( 8 ) can be pivoted into the septa (15) of the headspace vials ( 5 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Headspace Gläschen (5) mit einem gegenüber der Umgebung unter Druck stehenden Spülmedium gefüllt ist. 4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that at least one headspace vial ( 5 ) is filled with a flushing medium which is under pressure with respect to the environment. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Septum (15) eine eigenen Kanüle (8) vorgesehen ist, welche jeweils auf einem eigenen, mit einer Rückholfeder (21) ausgestatteten Kanülenträger (20) direkt über den jeweiligem Septum angeordnet, axial zur Vorrichtung nicht bewegbar und mit einer Schwenk- oder Hubbewegung in das jeweilig vorgesehene Septum (15) einstechbar sind und die Halte- und Bewegungsvorrichtung aus einer Schlittenführung (6) und einem auf dieser bewegbaren Schlitten (7) mit einem Nocken (22) zum Anheben des Kanülenträgers (20) bestehen. 5. Device according to claim 1, characterized in that a separate cannula ( 8 ) is provided for each septum (15), each of which is arranged on its own cannula carrier ( 20 ) equipped with a return spring ( 21 ) directly above the respective septum, cannot be moved axially to the device and can be inserted into the respectively provided septum (15) with a pivoting or lifting movement, and the holding and movement device consists of a slide guide ( 6 ) and a slide ( 7 ) movable on this with a cam ( 22 ) for lifting the cannula carrier ( 20 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Septum (15) eine eigenen Kanüle (8) vorgesehen ist, welche jeweils auf einem eigenen Kanülenträger (20) direkt über den jeweiligem Septum angeordnet, axial zur Vorrichtung nicht bewegbar und mit einer Schwenk- oder Hubbewegung in das jeweilig vorgesehene Septum (15) einstechbar sind und die Halte- und Bewegungsvorrichtung aus einer Schlittenführung (6) und einem auf dieser bewegbaren Schlitten (7) mit einem Mitnehmer zum Anheben des Kanülenträgers (20) in einer Zwangsführung bestehen. 6. Device according to claim 1, characterized in that a separate cannula ( 8 ) is provided for each septum (15), which can each be arranged on its own cannula carrier ( 20 ) directly above the respective septum, cannot be moved axially to the device and can be inserted into the respectively provided septum (15) with a pivoting or lifting movement and the holding and movement device consists of a slide guide ( 6 ) and a slide ( 7 ) movable on this with a driver for lifting the cannula carrier ( 20 ) in a positive guide. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (7) über einen Seilzug, einen Zahnriemen oder Spindelantrieb auf der Schlittenführung (6) positioniert wird. 7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the carriage ( 7 ) is positioned on the carriage guide ( 6 ) via a cable pull, a toothed belt or spindle drive. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (12) als Kugelgelenk, als kardanisches Element oder als Biegegelenk gestaltet ist. 8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the joint ( 12 ) is designed as a ball joint, as a cardanic element or as a flexible joint.
DE20002071U 2000-02-05 2000-02-05 Device for taking gas and fluid samples in pipes and boreholes Expired - Lifetime DE20002071U1 (en)

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