Пробоотборники для нефтепродуктов: виды, принцип действия

Скважины, через которые проходят углеводородные ресурсы, требуют регулярного и тщательного контроля качества и состояния топлива. Важнейшей частью этого процесса является отбор проб нефти, который строго регламентируется стандартом ГОСТ Р 52659-2006. Для проведения данной процедуры используются специализированные устройства, называемые пробоотборниками.
Что собой представляют пробоотборники, каких видов бывают и для чего используются. В статье подробно рассмотрим ключевые вопросы и особенности их применения в нефтегазовой промышленности.

Что такое пробоотборник

Пробоотборник для нефтепродуктов — это класс устройств, предназначенных для взятия образцов нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов из наземных и подземных резервуаров, емкостей, сосудов и цистерн с целью определения их качества.
Выбор типа устройства зависит от метода отбора пробы и конкретной цели анализа. Например, при хранении жидкостей может потребоваться взять образец с верхнего или нижнего слоя, либо с нескольких слоев одновременно, чтобы определить средние показатели состава. Использование пробоотборников позволяет получить точные и репрезентативные данные о состоянии хранимой жидкости. Они играют ключевую роль в контроле качества и безопасности нефтепродуктов.

Основные виды пробоотборников и принцип действия

Принцип действия пробоотборников основан на заборе определенного объема вещества из резервуара или емкости путем погружения устройства в нужный слой жидкости. Устройство оснащено клапанами и механизмами, которые открываются и закрываются для отбора пробы, обеспечивая герметичность и точность взятия образца. Это позволяет получать репрезентативные пробы для последующего анализа.

Пробоотборники принято разделять на 3 больших класса:

1. Донный — предназначен для сбора проб нефтепродуктов с самого дна резервуара. Это достигается за счет специального механизма, который открывает устройство только при соприкосновении с дном. Такой пробоотборник незаменим для мониторинга качества жидкости в нижних слоях резервуара.
2. Зональный — позволяет брать пробы на разных уровнях резервуара, с возможностью точечного выбора места отбора. Это важно для получения представительной информации о состоянии жидкости на различных высотах.
3. Автоматический — функционирует по заранее установленным настройкам, управляемым оператором, обеспечивая автоматизированный процесс отбора проб.

В зависимости от назначения и конструкции, устройства делятся на следующие классы.

Ручной ПО

Один из самых распространённых и конструктивно простых типов устройств для взятия проб нефтепродуктов. Благодаря конструкции, которая не взаимодействует с другим стационарным оборудованием, данный аппарат мобилен, его удобно использовать на разных высотах. Масса устройства не превышает 1,2 кг, а высота составляет 21-25 см.
Обычно они оснащены клапанами, которые позволяют контролировать процесс отбора проб, минимизируя риск загрязнения. Ручные ПО легки и компактны, что позволяет использовать их в труднодоступных местах и различных условиях эксплуатации. Такие устройства являются незаменимыми инструментами для проведения регулярного контроля качества нефтепродуктов на местах.

Стационарный секционный ПСР и ПСРП

Предназначены для взятия смешанных проб нефтепродуктов и сжиженных углеводородных газов из резервуаров и емкостей. Эти устройства обеспечивают высокую точность и чистоту отбора благодаря своей секционной конструкции, которая предотвращает смешивание жидкости с примесями.
В резервуарах с плавающей крышей используются модифицированные модели с маркировкой ПСРП, которые устанавливаются через сетевой люк или трубу понтона. Важным преимуществом агрегата является способность работать при давлении до 0,7 МПа. Они также достаточно крупные, могут достигать веса до 200 килограммов.

Трехуровневые ПСРТ

Получил свое название благодаря функциональному устройству, позволяющему забирать точечные пробы нефтепродукта сразу с трех уровней. У данной модели существуют несколько модификаций, каждая из которых применяется в особых случаях, предоставляя свои особенности и преимущества отбора.
Пробоотборник ПСРТ имеет специальную конструкцию, состоящую из секции с одним или двумя коленами. Верхняя часть секции крепится к измерительному поплавку, а нижняя — к стенкам резервуара, другой емкости или к опоре понтона. Эта конструкция обеспечивает стабильность и надежность устройства вне зависимости от условий эксплуатации.
Для взятия нужной пробы на трех уровнях специалисты рекомендуют учитывать отступ в 2,5 сантиметра от дна резервуара и от верхней точки емкости для первых двух проб. Третья проба берется на середине резервуара. Такой подход обеспечивает получение репрезентативных данных о состоянии нефтепродукта на различных уровнях хранения.

Пробоотборник типа ПСПР

Используется исключительно для послойного отбора образцов. Основным преимуществом является способность работать под высоким давлением, что делает его незаменимым в условиях, требующих особой надежности и устойчивости.
Процесс отбора проб осуществляется после слива жидкости в специальный трубопровод, а сами образцы собираются через сливной патрубок. Это обеспечивает достаточно высокие корректность и чистоту получаемых данных.
Устройство намного крупнее ручных и секционных ПО, весит около 780 килограммов. Внушительные габариты требуют соответствующего учета при планировании его установки и эксплуатации. Агрегат обеспечивает эффективное и надежное послойное взятие проб, что делает его важным инструментом для контроля качества нефтепродуктов в сложных условиях.

Плавающие ПП

Отличаются от других классов устройств тем, что способны собирать как отдельные, так и смешанные образцы с трех уровней. Пробы поступают по специальной заборной трубе или заборному крану непосредственно к сливному устройству. Забор проб осуществляется только после перекачивания застоявшегося жидкого топлива, что предотвращает попадание дополнительных примесей.
Для корректных показаний процесс отбора проводится по специально установленным правилам: от нижнего и верхнего слоев отступают 2,5 см, а средний слой забирают посередине. Образцы могут сливаться автоматически или вручную, в зависимости от настроек оборудования.
При использовании в холодном климате такие пробоотборники требуют подогрева. Их вес не превышает 360 килограммов, а вот высота достигает 17-18 метров.

Переносные ППН

Представляют собой малогабаритное оборудование, с корпусом, изготовленным из нержавеющей стали. Использование нержавейки предотвращает возникновение искр при трении устройства о корпус резервуара. Это позволяет использовать переносные устройства для отбора проб из железнодорожных и автоцистерн, а также из других емкостей, глубина которых не превышает 3,5 метров.
Конструкция переносного пробоотборника проста, но в тоже время и функциональна. Устройство оснащено тросом, который опускают в емкость на требуемую глубину. Затем оно заполняется нефтепродуктом и герметично закрывается пробкой. После этого прибор извлекают из емкости и фиксируют результат. Трос может иметь длину до 10 метров, что позволяет использовать его в различных условиях и на разных объектах.
Благодаря компактности и удобству в использовании, переносные модели являются незаменимыми инструментами для оперативного взятия проб нефтепродуктов в полевых условиях.

Технические требования к пробоотборникам

• Чистота емкостей.

Емкости, используемые для проб, обязательно должны быть чистыми, чтобы избежать лишних примесей;

• Подбор подходящего типа устройства.

К каждой жидкости и способу отбора подбирают оптимальный вид пробоотборника, соответствующий условиям эксплуатации;

• Обработка емкостей при множественных заборах.

Если пробы необходимо взять из нескольких видов жидкости, то емкость для них не промывается между отборами;

• Учет характеристик нефтепродуктов.

Важно учитывать характеристики различного рабочего сырья, так как они могут значительно отличаться в зависимости от температуры и фракционного состава;

• Отбор проб из резервуаров для длительного хранения.

В резервуарах, предназначенных для длительного хранения, необходимо учитывать накопление конденсата, который может увеличить процент влаги. При попадании воды в пробу, перед проверкой материал отстаивается до полного удаления влаги.

Особенности, возникающие при транспортировке нефтепродукта

Лаборатории могут находиться на значительном расстоянии от места забора жидкости, а это накладывает дополнительные сложности с их доставкой. Поэтому при транспортировке нефтепродуктов важно соблюдать рекомендации, которые помогут избежать проблем с качеством и составом проб ( и тем самым повлияют на итоговый результат).
Для этого весь материал делят на три равные части. Первую треть используют для непосредственных исследований и проверок, а две оставшиеся хранятся в лабораториях для дальнейшего анализа. Это позволяет избежать необходимости дополнительных отборов в экстренных случаях и при необходимость уточнить результаты, если они не соответствуют ожиданиям. Такой подход особенно важен при отборе материала из глубинных скважин, где повторные заборы могут быть трудоемкими и затратными.

Рекомендации по изъятию из специальных емкостей

Отбор материала из специальных емкостей также имеет свои специфические особенности и требует строго установленной последовательности действий. Для этого материалы должны храниться в вертикальном расположении. При тройном пробировании, отбор берется на определенной высоте: 2-2,5 см от дна резервуара, строго посередине и 2-2,5 см от поверхности. Компоненты смешиваются в определенных пропорциях, зависящих от состава углеводорода. Материал для исследований хранится в сосудах с горизонтальным расположением.
Порядок отбора также зависит от диаметра емкости. Если диаметр превышает 2,5 метра, применяется стандартный метод. Если диаметр меньше, пробоотборник следует размещать по примерной оси емкости. Нефть, находящуюся в специальных танкерах или других транспортных средствах, также необходимо набирать из разных мест хранилища. После полного отбора производят смешивания проб для дальнейшего анализа.

Способы отбора проб нефтепродуктов по ГОСТ 2517-2012

Точечная

Собирается за один раз и служит для проверки качества материала на заданном уровне тары. Для этого способа используют переносные пробоотборники, отбор материала производят из автоцистерны. Правила выполнения не отличаются в зависимости от точки забора.

 Объединенная

Включает несколько точечных специально подготовленных проб. Если забор из резервуара невозможен, его производят обычным топливораздаточным оборудованием. Для такого анализа необходимо вылить два литра жидкости, в некоторых случаях — четыре.

Донная

Берется прямо со дна хранилища специальным переносным устройством. Она используется для отслеживания количества механических примесей в топливе и не применяется в объединенных пробах.

Контрольная

Представляет собой часть объединенной или точечной пробы, которая затем используется для анализа. При этом особое внимание уделяют технологии правильного сохранения такого материала: пробу разливают по специальным бутылкам, заполняя их не более чем на 90%, затем закупоривают пробками или винтовыми крышками, надевают полиэтиленовый пакет, обматывают бечевкой и опечатывают.

Правила отбора контрольных проб: 8 основных рекомендаций

1. Пробы материалов, получаемых из разных емкостей, должны производиться строго по ГОСТу, чтобы исследования соответствовали ожиданиям и требованиям.
2. Инструменты, используемые при заборе нефтепродукта, должны быть абсолютно чистыми. Только средний образец собирается без ополаскивания емкостей для сбора.
3. Некоторые образцы бензина могут содержать легкие фракции. Чтобы их не потерять, перед анализом эти образцы необходимо охлаждать на водяной бане при температуре от 0 до +20 градусов.
4. Для отбора из небольших резервуаров и различных тар необходимо использовать пробоотборники специальных маркировок, указанных в ГОСТе.
5. Пробы порошковых или густых нефтепродуктов отбирают специальными приборами в виде щупов, имеющими трубку с продольным разрезом.
6. Если производится забор твердых нефтепродуктов, используют нож (для плавких веществ) или лопату (для неплавких материалов).
7. При отгрузке материала железнодорожным или трубопроводным способом используется средний образец. Его делят на две части: первая используется для анализов, а вторая опечатывается и хранится на складе месяц.
8. При заборе образцов любым способом и с использованием любого пробоотборника необходимо строго соблюдать все правила, маркировки и последовательность действий, указанные в ГОСТе. Несоблюдение норм может привести к повреждению оборудования и опасности для здоровья специалистов, а также к неточным результатам анализов.