UA82818C2

UA82818C2 - Method for gas sampling from pipeline

Info

Publication number: UA82818C2
Application number: UAU200605971A
Authority: UA
Inventors: Игорь Васильевич Сухоруков; Светлана Алексеевна Киселева; Лидия Алексеевна Бондаревская; Владимир Григорьевич Кондратенко; Евгений Сафиюлович Тригулов
Original assignee: Res Inst Of Oil And Gas Indust
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2008-05-12

Abstract

The invention relates to area of machine-building, in particular to method for gas sampling from pipeline. Method for gas sampling from pipeline includes installation of sampler in pipeline, gas supply to pipeline, separation of part of gas flows from it to sampler, feeding separated gas flows without change of aggregate state of those to place of averaging in cavity of sampler, averaging of separated gas flows and supply of those to analysis, at that directing of separated gas flows to sampler is performed through slot in it, its width at each level of gas flows coming is reversely proportional to rate of those, and gas flows after averaging are divided into two same in composition flows one of which is returned to pipeline at rate equal to rate of motion of gas in pipeline and in direction of gas motion in it, and the other flow is supplied for analysis. The invention provides reliability and descriptiveness of sample.

Description

Винахід відноситься до способу відбору проб газу та газорідинних сумішей з трубопроводів і може використовуватись у нафтовій, газовій, хімічній, харчовій, медичній та в інших галузях промисловості.The invention relates to the method of sampling gas and gas-liquid mixtures from pipelines and can be used in the oil, gas, chemical, food, medical and other industries.

Відомий спосіб відбору проби з трубопроводу, (а.с. СРСР Ме397803, МПК 201М1/10, публ. 17.09.1973, який включає встановлення пробовідбірника у трубопроводі, подачу рідини в трубопровід, відведення частини рідинних потоків з нього у пробовідбірник, усереднення відведених рідинних потоків та подачу їх на аналіз.A known method of sampling from a pipeline, (AS USSR Me397803, IPC 201М1/10, publ. 17.09.1973, which includes installation of a sampler in the pipeline, supply of liquid to the pipeline, removal of part of the liquid flows from it to the sampler, averaging of the removed liquid streams and submitting them for analysis.

Недоліком відомого способу є недостатня достовірність відбору проби внаслідок того, що швидкість вхідного потоку в пробовідбірнику відрізняється від швидкості потоку в трубопроводі, з якого відбирається проба (недотримання умов ізокінетичності відбору). Другим недоліком способу є недостатня презентабельність відібраної за його допомогою проби, що проявляється у невідповідності хімічного складу проби хімічному складу усередненого рідинного потоку у трубопроводі.The disadvantage of the known method is the insufficient reliability of sampling due to the fact that the speed of the incoming flow in the sampler differs from the speed of the flow in the pipeline from which the sample is taken (non-observance of the conditions of isokinetic sampling). The second disadvantage of the method is the insufficient presentability of the sample selected with its help, which is manifested in the discrepancy between the chemical composition of the sample and the chemical composition of the averaged liquid flow in the pipeline.

Відомий спосіб відбору проби газу з трубопроводу, (ас. СРСР Мо264767, МПК СО1М, публ. 03.03.1970), який включає встановлення пробовідбірника у трубопроводі, подачу газу в трубопровід, відведення частини газових потоків з нього у пробовідбірник, усереднення відведених газових потоків та подачу їх на аналіз.A known method of taking a gas sample from a pipeline (as. USSR Mo264767, IPC СО1М, publ. 03.03.1970), which includes installing a sampler in the pipeline, supplying gas to the pipeline, diverting part of the gas flows from it to the sampler, averaging the withdrawn gas flows and submitting them for analysis.

Недоліком відомого способу є недостатня достовірність відбору проби внаслідок того, що швидкість вхідного потоку в пробовідбірнику відрізняється від швидкості потоку в трубопроводі, з якого відбирається проба (недотримання умов ізокінетичності відбору). Другим недоліком способу є недостатня презентабельність відібраної за його допомогою проби, що проявляється у невідповідності хімічного складу проби хімічному складу усередненого газового потоку у трубопроводі.The disadvantage of the known method is the insufficient reliability of sampling due to the fact that the speed of the incoming flow in the sampler differs from the speed of the flow in the pipeline from which the sample is taken (non-observance of the conditions of isokinetic sampling). The second disadvantage of the method is the insufficient presentability of the sample selected with its help, which is manifested in the discrepancy between the chemical composition of the sample and the chemical composition of the averaged gas flow in the pipeline.

Найбільш близьким аналогом винаходу, що заявляється, є спосіб відбору проби газу з трубопроводу (а.с.The closest analogue of the claimed invention is the method of gas sampling from the pipeline (a.s.

СРСР Мо 84518, нац. кл. 421, 401, заявка Мо374334 від 13.02.1948), який включає встановлення пробовідбірника у трубопроводі, подачу газу в трубопровід, відведення частини газових потоків з нього у пробовідбірник, подачу відведених газових потоків без зміни агрегатного стану до місця усереднення у порожнині пробовідбірника, усереднення відведених газових потоків та подачу їх на аналіз. Відведення газових потоків у пробовідбірник без зміни їх агрегатного стану здійснюють пропорційно їх швидкості за допомогою циліндра обладнаного поршнем, що входить до складу пробовідбірника і також є місцем усереднення відведених газових потоків.USSR Mo 84518, nat. class 421, 401, application Mo374334 dated 13.02.1948), which includes installation of a sampler in the pipeline, gas supply to the pipeline, removal of part of the gas flows from it to the sampler, supply of the removed gas flows without changing the aggregate state to the averaging point in the cavity of the sampler, averaging of the removed gas flows and submitting them for analysis. Removal of gas flows into the sampler without changing their aggregate state is carried out in proportion to their speed with the help of a cylinder equipped with a piston, which is part of the sampler and is also the place of averaging of the removed gas flows.

Недоліком відомого способу є необхідність використання рухомих механічних вузлів та недостатня достовірність відбору проби внаслідок того, що швидкість вхідних потоків в порожнині пробовідбірника відрізняється від швидкості потоків на рівні відбору їх з трубопроводу (недотримання умов ізокінетичності відбору). Недоліком способу також є недостатня презентабельність відібраної за його допомогою проби, що проявляється у невідповідності хімічного складу проби хімічному складу усередненого газового потоку у трубопроводі.The disadvantage of the known method is the need to use movable mechanical units and the insufficient reliability of sampling due to the fact that the speed of incoming flows in the sampler cavity differs from the speed of flows at the level of their selection from the pipeline (non-observance of isokinetic sampling conditions). The disadvantage of the method is also the insufficient presentability of the sample selected with its help, which is manifested in the inconsistency of the chemical composition of the sample with the chemical composition of the averaged gas flow in the pipeline.

Недостатня презентабельність проби проявляється у невідповідності її хімічного складу усередненого газового потоку у трубопроводі. Крім цього, спосіб не забезпечує безперервності отримання проби газу внаслідок того, що об'єм відібраного газу обмежений об'ємом поршневої порожнини циліндра, а отже після заповнення порожнини відбір проби буде припинений.The insufficient presentability of the sample is manifested in the inconsistency of its chemical composition with the averaged gas flow in the pipeline. In addition, the method does not ensure the continuity of obtaining a gas sample due to the fact that the volume of the sampled gas is limited by the volume of the piston cavity of the cylinder, and therefore, after filling the cavity, sampling will be stopped.

Задачею винаходу є підвищення достовірності та презентабельності відібраної проби.The task of the invention is to increase the reliability and presentability of the selected sample.

Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі відбору проби газу з трубопроводу, який включає встановлення пробовідбірника у трубопроводі, подачу газу в трубопровід, відведення частини газових потоків з нього у пробовідбірник, подачу відведених газових потоків без зміни їх агрегатного стану до місця усереднення у порожнині пробовідбірника, усереднення відведених газових потоків та подачу їх на аналіз, згідно з винаходом відведення газових потоків у пробовідбірник здійснюють через щілину в ньому, ширина якої на кожному рівні надходження газових потоків зворотно пропорційна їх швидкості в трубопроводі, а потоки газу після їх усереднення поділяють на два однакові за складом потоки, один з яких повертають у трубопровід зі швидкістю рівною швидкості руху газу в трубопроводі та за напрямком руху газу в ньому, а другий потік подають на аналіз.The task is solved by the fact that in the known method of gas sampling from the pipeline, which includes installing a sampler in the pipeline, supplying gas to the pipeline, diverting part of the gas flows from it to the sampler, supplying the diverted gas flows without changing their aggregate state to the place of averaging in the cavity of the sampler, averaging the diverted gas flows and submitting them for analysis, according to the invention, the withdrawal of gas flows into the sampler is carried out through a slot in it, the width of which at each level of gas flow inflow is inversely proportional to their velocity in the pipeline, and the gas flows after their averaging are divided into two streams of the same composition, one of which is returned to the pipeline at a speed equal to the speed of gas movement in the pipeline and in the direction of gas movement in it, and the second stream is submitted for analysis.

Технічним результатом винаходу є підвищення достовірності та презентабельності відібраної проби газу за рахунок усереднення швидкості відведеного газорідинного потоку внаслідок створення умов ізокінетичності відведення розподілених газових потоків на аналіз та у трубопровід. Крім цього, заявлений спосіб забезпечує отримання безперервно проби газу, яка є презентабельною і достовірною. Склад отриманої проби буде відповідати у будь який момент часу усередненому складу потоку газу у трубопроводі. Використання способу зменшує похибку вимірювань параметрів газу, при цьому не відбувається зміни агрегатного стану відібраної проби.The technical result of the invention is to increase the reliability and presentability of the selected gas sample due to the averaging of the speed of the diverted gas-liquid flow due to the creation of isokinetic conditions for the removal of distributed gas flows for analysis and into the pipeline. In addition, the claimed method provides continuous obtaining of a gas sample that is presentable and reliable. The composition of the obtained sample will correspond to the average composition of the gas flow in the pipeline at any time. Using the method reduces the measurement error of gas parameters, while the aggregate state of the sample does not change.

Для реалізації заявленого способу використовують ізокінетичний інтегральний пробовідбірник газу. Його конструкція наведена на фігурах.An isokinetic integral gas sampler is used to implement the claimed method. Its construction is shown in the figures.

На Фіг.1 схематично зображений ізокінетичний інтегральний пробовідбірник газу, на Фіг.2 зображений переріз А-А Фіг.1, на Фіг.3 зображений вигляд Б Ффіг.1.Fig. 1 schematically shows an isokinetic integral gas sampler, Fig. 2 shows a cross-section A-A of Fig. 1, Fig. 3 shows view B of Fig. 1.

Ізокінетичний інтегральний пробовідбірник газу складається із корпусу 1 встановленого перпендикулярно газовому потоку та виконаного у формі полого зрізаного конусу, і вихідного патрубка 2 зорієнтованого за напрямком руху газовому потоку. Корпус 1 обладнаний щілиною З (Фіг.2), яка розташована на його бічній поверхні та виконана трапецієподібною. Ширина кожної ділянки щілини З зворотно пропорційна швидкості газового потоку на цій ділянці. Всередині корпусу пробовідбірника 1 навпроти щілини З розміщено екран 4.The isokinetic integral gas sampler consists of a body 1 installed perpendicular to the gas flow and made in the form of a hollow truncated cone, and an outlet nozzle 2 oriented in the direction of the gas flow. Body 1 is equipped with a slot Z (Fig. 2), which is located on its side surface and is trapezoidal. The width of each section of the gap C is inversely proportional to the gas flow rate in this section. Screen 4 is placed inside the case of the sampler 1 opposite the slot C.

Корпус пробовідбірника 1 з'єднаний з втулкою 5, в якій виконаний відбірний канал 6, отвір якого відкривається у внутрішню порожнину корпусу пробовідбірника 1. За допомогою каналу б внутрішня порожнина корпуса пробовідбірника 1 сполучена з малогабаритною гідрогеологічною сепараційною установкою або з контейнером (на кресленнях не показані). Втулка 5 розміщена в патрубку 7, що встановлений на трубопроводі 8, з якого відбирається проба газу.The body of the sampler 1 is connected to the sleeve 5, in which the sampling channel 6 is made, the opening of which opens into the inner cavity of the body of the sampler 1. With the help of channel b, the inner cavity of the body of the sampler 1 is connected to a small-sized hydrogeological separation unit or to a container (not shown in the drawings ). The sleeve 5 is placed in the nozzle 7, which is installed on the pipeline 8, from which the gas sample is taken.

Для реалізації заявленого способу виконуються дії в такій послідовності: 1. Встановлюють пробовідбірник у трубопроводі 8. 2. Подають газ у трубопровід 8. 3. Відводять частину газових потоків з трубопроводу 8 у порожнину пробовідбірника через щілину З у однакових об'ємах за рівнем надходження газових потоків. 4. Подають відведені газові потоки без зміни їх агрегатного стану до місця усереднення у порожнині пробовідбірника.To implement the claimed method, actions are performed in the following sequence: 1. A sampler is installed in the pipeline 8. 2. Gas is supplied to the pipeline 8. 3. A part of the gas flows from the pipeline 8 is diverted into the cavity of the sampler through the gap З in equal volumes according to the level of gas supply flows 4. Feed the diverted gas flows without changing their aggregate state to the place of averaging in the sampler cavity.

5. Усереднюють відведені газові потоки у пробовідбірнику в зоні турбулентності за екраном 4 (зона турбулентності, що створюється при обтіканні газовими потоками екрана 4 є місцем їх усереднення). 6. Поділяють усереднені газові потоки на два однакові за складом потоки, один з яких повертають через вихідний патрубок 2 у трубопровід 8 зі швидкістю рівною швидкості руху газу в трубопроводі 8, та за напрямком руху газу в ньому, а другий потік через відбірний канал 6 подають на аналіз.5. Average the diverted gas flows in the sampler in the turbulence zone behind the screen 4 (the turbulence zone created when the gas flows flow around the screen 4 is the place of their averaging). 6. The averaged gas flows are divided into two flows of the same composition, one of which is returned through the outlet pipe 2 into the pipeline 8 at a speed equal to the speed of gas movement in the pipeline 8 and in the direction of gas movement in it, and the second flow is fed through the sampling channel 6 for analysis.

МM

ПОН - і; КИ ит і : ЕMON - and; KI and: E

На ! і і ЕOn! and and E

Вхід | пня т Не Ще їїLogin | Stump t Not yet her

Й Е і дише Ї газового | кеш дн і отв пиши и пот т тити тити й У ТД ння у о аа яр ЗY E and breather Y gas | kesh dn i otv write i pot t titi titi y U TD nnya u o aa yar Z

НОоКУу | ці щі 0 чан т й ШиниNOoKUu | these 0 chan t y Tires

Не В ше : а ет :Not V she : but et :

І рий ! : в шт ЯAnd roar! : in unit Ya

Бі | Її Ще шк Е п етовон В В вв важBi | Her Still shk E p etovon V V vv vaz

Ли и и її В ОО цеLi and and her In OO this

Відібрана пробаSelected sample

Фіг. 1Fig. 1

А-А и ! иA-A and ! and

Ка ра -а 7 я 7 на ре ! жк І; ян і, 7 ; р ЕЖЧІ - і ши с Ї» жи Ша й І. : ЩЕ Й. й М, і у ча Ден Н Й р Ка о щ В Й ЩЕ І й Е - Ф і: й Н ЩЕ Й Ж ра титттттттях р з шт ' я р ра т є ле ре ! ї НЕ: З і й | ей и 3 ра ше и а І В Ге вKa ra -a 7 i 7 na re ! zhk I; Jan and, 7; r EZHCHI - and shi s Y» zhi Sha and I. : ШЭ Y. y M, and у cha Den N Y r Ka o sh V Y ШЭ I y E - Ф i: y N ШЭ Y Ж ra titttttttakh r z sht ' i r ra t is le re ! and NOT: With and and | ey i 3 rashe i a I V Ge v

Ма КИ я шт я Еш, и: с - зе ще офриииифть, 6Ma KY i sht i Esh, y: s - ze still ofriiiiift, 6

Е --т я ок нн лили ши че ЦИ пий ря рон нн на т лм нс пш ин зи 7E --t i ok nn lyly shi che CY py rya ron nn na t lm ns psh in zy 7

Фіг. 2Fig. 2

Б-Б в) - з 3 Е м Ка ; й !B-B c) - with 3 E m Ka; and !

Е-і йиИт АТ пи вину Я щ 41. -- Я й пащуE-i yiIt AT pi vinu I sh 41. -- I and pashtu

Фіг. ЗFig. WITH

Claims

The method of taking a gas sample from a pipeline, which includes installing a sampler in the pipeline, supplying gas to the pipeline, removing part of the gas flows from it to the sampler, supplying the removed gas flows without changing their aggregate state to the place of averaging in the cavity of the sampler, averaging the removed gas flows and supplying them for analysis, which differs in that the removal of gas flows into the sampler is carried out through a slot in it, the width of which at each level of gas flow inflow is inversely proportional to their speed in the pipeline, and the gas flows, after their averaging, are divided into two flows of the same composition, one of which are returned to the pipeline at a speed equal to the speed of gas movement in the pipeline. and according to the direction of gas movement in it, and the second flow is submitted for analysis.