Sistema para muestrear líquidos en tuberías que consta de varios extractores con baja muestra elemental.

Está diseñado de forma que se reduce el nivel de contaminación acumulada y se aumenta la rapidez de toma de muestras. El sistema cuenta con varios dispositivos de extracción que constan de un cilindro, un pistón o captador con una cámara volumétrica de baja capacidad, un conjunto de placa y junta de estanqueidad, una arandela de ajuste del recorrido del pistón o captador, cierre de tipo empaquetadura, cámara de flujo unida a la base del cilindro y válvulas de salida. El pistón está accionado mediante aire comprimido.

El sistema está compuesto por un lazo de derivación de la tubería del oleoducto, un armario de muestras dividido en dos compartimentos y recipientes de muestra cada uno de los cuales tiene su propio extractor.

Sistema para muestrear líquidos en tuberías. 1 La presente invención se refiere a un Sistema para Muestrear Líquidos en Tuberías. La aplicación que aquí se describe corresponde a la toma de muestras de productos derivados del petróleo (gasolina, gasóleo, queroseno, gas licuado, petróleo, etc.) que fluyen en estado líquido por un oleoducto.

No obstante, la invención podría ser utilizada para muestrear otros líquidos, por lo que la particularización descriptiva no debe considerarse, en modo alguno, como limitación.

2 Campo de la invención En el sector petroquímico, es habitual transportar productos líquidos por tuberías llamadas oleoductos.

El transporte de los combustibles derivados del petróleo (gasolina, gasóleo, etc.) se realiza desde las industrias de refino hacia los puntos de distribución (parques de almacenamiento, gasolineras, instalaciones de carga de combustible de aviones en aeropuertos, etc.) .

Un oleoducto transporta productos refinados de diferentes tipos (gasolina, gasóleo, etc.) , aunque también existen oleoductos dedicados a un único tipo de producto, como en el caso del envío de productos desde la refinería hasta el primer centro de almacenamiento, situado a muy corta distancia, prácticamente a pié de refinería.

Tanto en un caso (oleoducto multiproducto) como en otro (oleoducto monoproducto) , los productos se hacen fluir de acuerdo con el concepto de paquetes. Un paquete está compuesto por un volumen determinado y continuo de un mismo tipo de producto. Dicho volumen puede quedar limitado por las existencias de producto en origen, por la criticidad de ese u otro producto en destino, por la estrategia de envío, etc.

Considerando que el transportista no es, o puede no ser, el propietario del producto, es primordial establecer garantías de control de la calidad del producto en cada una de las etapas del viaje: salida de refinería o barco, entrada en oleoducto del transportista y entrega del producto al propietario en tanques ubicados, normalmente, en instalaciones del transportista visitadas por el oleoducto.

El método utilizado como garantía de la calidad del producto consiste en tomar una muestra de cada paquete transportado en cada una de sus etapas; muestra que podrá ser analizada. Las etapas contempladas son las siguientes:

1. Antes de su salida de refinería o barco. La muestra se toma en los tanques de la refinería o barco.

2. Al entrar en el oleoducto del transportista.

3. Al salir del oleoducto del transportista hacia los tanques del propietario, normalmente.

La invención permite tomar muestras representativas de cada paquete en las etapas 2 y 3 anteriormente descritas.

Aunque se ha hecho referencia únicamente al transporte de productos derivados del petróleo, la invención también puede ser utilizada para muestrear el transporte del producto crudo que se realiza hasta las industrias de refino.

3 Estado de la técnica Existen sistemas y dispositivos que permiten muestrear el producto transportado por un oleoducto.

Se utilizan dos procedimientos básicos para extraer la muestra:

1. Muestra obtenida en la propia tubería del oleoducto.

2. Muestra obtenida en una derivación de la tubería del oleoducto con retorno a la propia tubería.

El segundo procedimiento presenta considerables ventajas sobre el primero:

1. Posibilidad de elegir una zona con mejor acceso a los recipientes de muestra.

2. Menor interferencia sobre el proceso de transporte.

3. Mejor mezcla del producto antes de la muestra.

4. Mejor calidad de la muestra al ser menor el volumen muerto o volumen de un paquete que es susceptible de ser asignado a la muestra del siguiente paquete.

5. Mayor facilidad e independencia de cara al mantenimiento del equipo muestreador y de sus accesorios, al poder seccionar las conexiones a proceso. Y menor riesgo.

Problema técnico planteado 1. Garantizar una muestra representativa de cada paquete transportado, entendiéndose por representativa aquella muestra formada por, al menos, una muestra elemental por cada volumen equivalente a 25 m de la tubería del oleoducto.

Ventaja técnica que aporta la invención

1. Velocidad del Dispositivo Extractor del orden de 300 extracciones por minuto que permite obtener muestra válida en paquetes de corta duración en el tiempo.

2. Contaminación de la muestra de un paquete, debida a los paquetes anterior y posterior, inferior a 0, 50 cm3 en 5.000 cm3.

3. Se evita la necesidad de limpiar el circuito de extracción entre muestra de un paquete y el siguiente.

4. Se puede extraer más de una muestra de un mismo paquete en recipientes diferentes, incluso en recipientes de distinto volumen.

4 Descripción de la invención

4.1 Descripción detallada de la invención

La invención consiste en un Sistema para Muestrear Líquidos en Tuberías, con una primera aplicación orientada al transporte de productos líquidos derivados del petróleo (gasolina, gasóleo, combustible de aviación, gas licuado, etc.) por la tubería de un oleoducto.

De los campos de aplicación de la invención no se excluyen el transporte por tubería de petróleo crudo ni el de otros fluidos líquidos, agua incluida.

La invención contiene un completo sistema para la toma de la muestra, compuesto por:

1. Lazo de derivación de la tubería del oleoducto con retorno a la misma. Incluye una bomba que garantiza la velocidad del producto y ayuda a homogeneizar el producto. El diámetro recomendado para este lazo es de 1 pulgada.

2. Armario de muestra. Por su interior pasa el lazo de derivación sobre el que se instalan los dispositivos de extracción de la muestra, la cual es depositada en los recipientes ad-hoc, también situados en el interior del armario.

3. Armario de control. Situado, típicamente, en la sala de control de la instalación del oleoducto. Contiene el equipo de control, compuesto por:

a. Procesador de control.

b. Interfase de usuario.

c. Impresora.

d. Protecciones eléctricas.

Las características particulares de la invención, que lo diferencian de lo actualmente existente, son las siguientes:

1. Dispositivos de Extracción de Muestra, cuyas ventajas son:

a. Construido de tal forma que permite alcanzar una velocidad de muestreo del orden de 300 extracciones por minuto.

b. Construido de tal forma que el volumen de muestra elemental puede ajustarse en fábrica entre 0.15 cm3 y 0, 50 cm3, lo cual se traduce en que se pueden tomar hasta 33.333 muestras elementales de un paquete sobre un recipiente de 5 litros. Dicho volumen de muestra elemental es el correspondiente a una extracción.

c. Construido de tal forma que el volumen muerto es inferior a 0, 50 cm3. Dicho volumen muerto es el volumen del paquete anterior que puede quedar como residuo en el dispositivo de extracción de muestra y que irá a parar al recipiente de, típicamente, 5.000 cm3 del paquete actual. Ello implica una contaminación insignificante de cada muestra.

d. Construido de tal forma que la repetibilidad del volumen de la muestra extraído es superior al 97%, independientemente de las condiciones del proceso (presión entre 1 y 52 bar, caudal entre 1 y 2.000 m3/h y temperatura del producto entre 1 y 45º C) . Es decir, los volúmenes de varias muestras de 5 litros nominales, tomadas bajo diferentes condiciones, estarían comprendidos entre 4, 85 y 5 litros.

e. Construido de tal forma que puede realizar del orden de 3.000.000 de extracciones elementales sin necesidad de mantenimiento ni reajuste.

f. Construido de tal forma que permite muestrear líquidos con hasta 100 centiStokes de viscosidad.

g. Construido de tal forma que permite muestrear líquidos con hasta 52 bar de presión.

2. Utilización de un Dispositivo de Extracción de Muestra por cada recipiente de la muestra. Ello permite

a. Evitar el circuito clásico de reparto de la muestra entre varios recipientes de las muestras.

b. Prescindir de elementos de corte y derivación (válvulas) .

c. Evitar tener que limpiar los circuitos susceptibles de contaminación entre muestra y muestra.

3. Utilización de, al menos, dos Dispositivos de Extracción por cada tubería de oleoducto, con máximo de cuatro. Ello conlleva las siguientes ventajas:

a. Considerable disminución de la exigencia de disponibilidad de la persona encargada de retirar la muestra.

b. Capacidad para tomar más de una muestra simultáneamente del mismo paquete. Por ejemplo, podría tomarse una muestra para el transportista...

1. Dispositivo de Extracción de Muestra Caracterizado por: -Construido con las siguientes piezas ensambladas entre sí: -Un cilindro de alrededor de 85 cm3. -Un pistón o captador con desplazamiento axial máximo de alrededor de 25 mm, con una cámara volumétrica de alrededor de 0, 80 cm3 en el extremo de su eje. -Una conjunto de placa y junta para la estanqueidad de la base del cilindro, así como para ajuste del recorrido del pistón o captador. -Una arandela para ajuste del recorrido del pistón o captador.

- Un conjunto rascador de junta y anillo en el extremo de la base del cilindro. -Un cierre de tipo empaquetadura, en la base del cilindro, para la estanqueidad del eje del pistón o captador. -Una tapa superior de cilindro y pistón o captador. -Una cámara de flujo de alrededor de 70 cm3 unida a la base del cilindro. -Una válvula de salida de la muestra, unida a la base de la cámara de flujo, compuesta por:

- Válvula en sí, que por su parte superior cierra la cámara volumétrica del captador y que por su interior tiene un conducto pasante para llevar el líquido de muestra a su recipiente. -Válvula de contrapresión con obturador, muelle y tuerca/contratuerca de ajuste de presión de salida de la muestra. -Con tomas de aire comprimido para accionamiento del pistón.

2. Sistema para Muestrear Líquidos en Tuberías considerado como un Todo Caracterizado por: -Compuesto por: -Lazo de derivación de la tubería del oleoducto con retorno a la misma. Incluye una bomba. El diámetro exterior para este lazo es de 1 pulgada. -Armario de muestra dividido en dos compartimentos independientes. -Con todos sus elementos adaptados a las exigencias normativas CE de Clase I Zona 2 según la norma armonizada de Clasificación de Emplazamientos Peligrosos (CEI EN 60079-10, Abril 2004) . -Por el interior del compartimento inferior pasa el lazo de derivación sobre el que se instalan los dispositivos de extracción de la muestra de la reivindicación 1, la cual es depositada en los recipientes ad-hoc, también situados en el interior del armario. Cada recipiente de muestra tiene su propio extractor, situado cerca del mismo y en su vertical. -Armario de control. Situado, típicamente, en la sala de control de la instalación del oleoducto. Contiene el equipo de control, compuesto por:

- Procesador de control. -Interfase de usuario.

3. Sistema para Muestrear Líquidos en Tuberías según la reivindicación 2

Caracterizado por: -

Sistema con 2 tuberías de muestreo en un mismo armario de muestreo. -

Con 4 extractores de muestra en cada línea de muestreo.

4. Sistema para Muestrear Líquidos en Tuberías según la reivindicación 2

Caracterizado por: -

Sistema con 4 tuberías de muestreo en un mismo armario de muestreo. -

Con 2 extractores de muestra en cada línea de muestreo.

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

Nº solicitud:200701513

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 01.06.2007

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : G01N1/20 (01.01.2006)

DOCUMENTOS RELEVANTES

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud:200701513

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G01N Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud:200701513

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 14.12.2010

Declaración

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986) .

Base de la Opinión.

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

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OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud:200701513

1. Documentos considerados.

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La invención reivindicada en las reivindicaciones 1ª a 4ª cumple los requisitos de novedad y actividad inventiva (Art. 4 y 6 de la Ley de Patentes 11/1986) . El documento D01 divulga un dispositivo de extracción de muestras de líquido de un tubo del tipo de los de pistón. Este dispositivo cuenta con un pistón móvil entre dos posiciones, una de llenado y otra de vertido de la muestra en un recipiente, como se ve en la figura 2. El pistón está unido por medio de un vástago a otro pistón, éste último de control, que se mueve a su vez dentro de una cámara bajo la acción de gas a presión (figura 1) . Este dispositivo permite la extracción periódica de cantidades iguales reguladas de líquido para su análisis. El dispositivo de la reivindicación 1ª se diferencia del dispositivo de D01 en las siguientes características esenciales: -el pistón o captador tiene la cámara volumétrica en el extremo de su eje -la válvula de salida está compuesta por una válvula propiamente dicha que por la parte superior cierra la cámara volumétrica y una válvula de contrapresión con obturador de ajuste. Y se diferencia de la reivindicación independiente 2ª en que, además de carecer dispositivo propiamente dicho con las características de la reivindicación 1ª, el sistema, considerado como un todo, no cuenta con un alojamiento con varios recipientes con dispositivos extractores sobre cada uno de ellos. El documento D02 describe un dispositivo extractor (una bomba de extracción) para tomar muestras del fluido que circula por un tubo. Se basa en la acción de un pistón que está conectado a una bomba que cuenta con una fuente de aire comprimido. Se aplica en la derivación constituida por la salida al puerto 82 (figura 1) y entrada al puerto 84 (figura 1) . Al igual que el anterior documento citado, este documento D02 no tiene las características fundamentales de las reivindicaciones independientes. Así, la invención reivindicada implica un efecto mejorado comparado con el estado de la técnica. Además, no se considera obvio que un experto en la materia obtenga la invención a partir de los documentos mencionados anteriormente.

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