BR112015002983B1 - SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING AN OIL / GAS SEPARATION PROCESS - Google Patents

SYSTEM AND METHOD FOR ANALYZING AN OIL / GAS SEPARATION PROCESS Download PDF

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Abstract

sistema e método para analisar um processo de separação de óleo/gás. são descritos sistemas e métodos para analisar um processo de separação de óleo/gás. um método inclui transportar um fluido para um separador de fluido acoplado a um trajeto de fluxo, o separador de fluido tendo uma entrada e um conduto de descarga, gerar um primeiro sinal de saída, correspondendo a uma característica do fluido adjacente à entrada, com um primeiro dispositivo de computação óptica, gerar um segundo sinal de saída, correspondendo à característica do fluido adjacente ao conduto de descarga, com um segundo dispositivo de computação óptica, receber o primeiro e o segundo sinais de saída com um processador de sinal comunicativamente, e gerar um sinal de saída resultante com o processador de sinal, indicativo de como a característica do fluido mudou entre a entrada e o conduto de descarga.system and method for analyzing an oil / gas separation process. systems and methods for analyzing an oil / gas separation process are described. one method includes transporting a fluid to a fluid separator coupled to a flow path, the fluid separator having an inlet and a discharge duct, generating a first output signal, corresponding to a fluid characteristic adjacent to the inlet, with a first optical computing device, generate a second output signal, corresponding to the characteristic of the fluid adjacent to the discharge conduit, with a second optical computing device, receive the first and second output signals with a signal processor communicatively, and generate a resulting output signal with the signal processor, indicative of how the fluid characteristic has changed between the inlet and the discharge duct.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

[001] A presente invenção refere-se a sistemas e métodos de análise óptica para analisar fluidos e, em particular, a sistemas e métodos para analisar um processo de separação de óleo/gás.[001] The present invention relates to optical analysis systems and methods for analyzing fluids and, in particular, systems and methods for analyzing an oil / gas separation process.

[002] A maioria dos reservatórios contendo hidrocarboneto produzem uma mistura de óleo e/ou gás junto com água, usualmente na forma de salmoura, e grandes quantidades de minerais ou precipitados dissolvidos, na maior parte sais comuns. De fato, em alguns poços de óleo, água e outros subprodutos podem atingir a tanto quanto oitenta a noventa por cento do rendimento da produção total. Isto é particularmente verdadeiro durante os últimos estágios de produção. Em algum lugar do processo de produção a mistura produzida sofre um processo de separação, onde óleo/gás é separado dos componentes restantes da mistura e, subsequentemente, supridos a uma refinaria para tratamento. A água e componentes restantes são usualmente removidos dos hidrocarbonetos usando-se um ou mais dispositivos de separação de uma única fase ou de multifases. Geralmente, estes dispositivos operam para aglomerar e coalescer os hidrocarbonetos produzidos, desse modo separando-os da água e outros componentes da mistura produzida.[002] Most hydrocarbon-containing reservoirs produce a mixture of oil and / or gas together with water, usually in the form of brine, and large amounts of minerals or dissolved precipitates, mostly common salts. In fact, in some oil wells, water and other by-products can reach as much as eighty to ninety percent of the total production yield. This is particularly true during the later stages of production. Somewhere in the production process the mixture produced undergoes a separation process, where oil / gas is separated from the remaining components of the mixture and subsequently supplied to a refinery for treatment. The remaining water and components are usually removed from the hydrocarbons using one or more single-phase or multi-phase separation devices. Generally, these devices operate to agglomerate and coalesce the produced hydrocarbons, thereby separating them from water and other components of the mixture produced.

[003] Em alguns casos, a água e outros componentes separados são capazes de ser bombeados de volta para a terra, talvez em algum furo de sondagem vizinho a um do qual eles foram removidos. Este processo simplesmente substitui uma parte do líquido removido do reservatório, porém também simultaneamente serve para manter as requeridas pressões de formação para taxas de produção eficientes. Em aplicações offshore, é com frequência desejável descarregar a água produzida diretamente dentro do oceano circundante, desse modo eliminando a despesa de bombear o fluido de volta para o fundo de poço.[003] In some cases, water and other separate components are able to be pumped back into land, perhaps in some borehole next to one from which they were removed. This process simply replaces some of the liquid removed from the reservoir, but it also simultaneously serves to maintain the required formation pressures for efficient production rates. In offshore applications, it is often desirable to discharge the water produced directly into the surrounding ocean, thereby eliminating the expense of pumping the fluid back to the bottom.

[004] Antes de a água poder ser descarregada dentro do oceano, entretanto, ou qualquer outro corpo de água (p. ex., rios, lagos, correntes etc. em outras aplicações), ela deve primeiro ser rigorosamente testada para certificar-se de que ela não contenha qualquer óleo ou outras impurezas que pudessem danificar a vida marinha circundante. A medida que os regulamentos ambientais tomam-se crescentemente mais rigorosos com respeito ao descarte de água produzida dentro do oceano, torna-se crescentemente crucial obter-se análise precisa e oportuna dos fluidos separados, a fim de não se ficar expostos a indesejáveis e desnecessárias multas e/ou taxas.[004] Before water can be discharged into the ocean, however, or any other body of water (eg, rivers, lakes, streams etc. in other applications), it must first be rigorously tested to make sure that it does not contain any oil or other impurities that could damage the surrounding marine life. As environmental regulations become increasingly stricter regarding the disposal of water produced within the ocean, it becomes increasingly crucial to obtain accurate and timely analysis of the separated fluids, in order not to be exposed to undesirable and unnecessary fines and / or fees.

RESUMO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

[005] A presente invenção refere-se a sistemas e métodos de análise óptica para analisar fluidos e, em particular, a sistemas e métodos para analisar um processo de separação de óleo/gás.[005] The present invention relates to optical analysis systems and methods for analyzing fluids and, in particular, systems and methods for analyzing an oil / gas separation process.

[006] Em alguns aspectos da descrição, é descrito um sistema. O sistema pode incluir um trajeto de fluxo contendo um fluido, um separador de fluido acoplado ao trajeto de fluxo e tendo uma entrada para receber o fluido e um conduto de descarga para descarregar o fluido após ter sofrido um processo de separação no separador de fluido, um primeiro dispositivo de computação óptica disposto adjacente à entrada e tendo um primeiro elemento computacional integrado, configurado para opticamente interagir com o fluido e, desse modo, produzir e transportar luz opticamente interagida para um primeiro detector que gera um primeiro sinal de saída, correspondendo a uma característica do fluido antes de o fluido entrar no separador de fluido, um segundo dispositivo de computação óptica disposto adjacente ao conduto de descarga e tendo um segundo elemento computacional integrado, configurado para opticamente interagir com o fluido e, desse modo, produzir e transportar luz opticamente interagida para um segundo detector que gera um segundo sinal de saída correspondendo à característica do fluido após o fluido deixar o separador de fluido, e um processador de sinal comunicavelmente acoplado aos primeiro e segundo detectores e configurado para receber os primeiro e segundo sinais de saída e prover um sinal de saída resultante.[006] In some aspects of the description, a system is described. The system may include a flow path containing a fluid, a fluid separator coupled to the flow path and having an inlet to receive the fluid and a discharge conduit to discharge the fluid after having undergone a separation process in the fluid separator, a first optical computing device disposed adjacent to the entrance and having a first integrated computational element, configured to optically interact with the fluid and, thus, produce and transport optically interacted light to a first detector that generates a first output signal, corresponding to a fluid characteristic before the fluid enters the fluid separator, a second optical computing device disposed adjacent to the discharge conduit and having a second integrated computational element, configured to optically interact with the fluid and thereby produce and transport light optically interacted for a second detector that generates a second corresponding output signal depending on the fluid characteristic after the fluid leaves the fluid separator, and a signal processor communicated with the first and second detectors and configured to receive the first and second output signals and provide a resulting output signal.

[007] Em outros aspectos da descrição, é descrito um método para determinar uma característica de um fluido. O método pode incluir conter um fluido dentro de um trajeto de fluxo, transportar o fluido para um separador acoplado ao trajeto de fluxo, o separador de fluido tendo uma entrada para receber o fluido e um conduto de descarga para descarregar o fluido após ter sofrido um processo de separação no separador de fluido, gerar um primeiro sinal de saída correspondendo à característica do fluido adjacente à entrada com um primeiro dispositivo de computação óptica, o primeiro dispositivo de computação óptica tendo um primeiro elemento computacional integrado para opticamente interagir com o fluido e produzir e transportar luz opticamente interagida para um primeiro detector que gera o primeiro sinal de saída, gerar um segundo sinal de saída correspondendo à característica do fluido adjacente ao conduto de descarga com um segundo dispositivo de computação óptica, o segundo dispositivo de computação óptica tendo um segundo elemento computacional integrado, configurado para opticamente interagir com o fluido e produzir e transportar luz opticamente interagida para um segundo detector, que gera o segundo sinal de saída, receber os primeiro e segundo sinais de saída com um processador de sinal comunicavelmente acoplado aos primeiro e segundo detectores e gerar um sinal de saída resultante com o processador de sinal.[007] In other aspects of the description, a method is described to determine a characteristic of a fluid. The method may include containing a fluid within a flow path, transporting the fluid to a separator coupled to the flow path, the fluid separator having an inlet to receive the fluid and a discharge duct to discharge the fluid after having undergone a separation process in the fluid separator, generate a first output signal corresponding to the fluid characteristic adjacent to the inlet with a first optical computing device, the first optical computing device having a first integrated computational element to optically interact with the fluid and produce and transporting optically interacted light to a first detector that generates the first output signal, generating a second output signal corresponding to the characteristic of the fluid adjacent to the discharge conduit with a second optical computing device, the second optical computing device having a second integrated computational element, configured to optically interact with the fluid and produce and transport optically interacted light to a second detector, which generates the second output signal, receive the first and second output signals with a signal processor communicably coupled to the first and second detectors and generate a resulting output signal with the signal processor.

[008] Os detalhes e vantagens da presente invenção serão prontamente evidentes para aqueles hábeis na arte, quando da leitura da descrição das preferidas formas de realização que seguem.[008] The details and advantages of the present invention will be readily apparent to those skilled in the art, when reading the description of the preferred embodiments which follow.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[009] As seguintes figuras são incluídas para ilustrar certos aspectos da presente invenção e não devem ser vistas como formas de realização exclusivas. O assunto descrito é capaz de consideráveis modificações, alterações, combinações e equivalentes na forma e função, como ocorrerá para aqueles hábeis na arte e tendo o benefício desta descrição.[009] The following figures are included to illustrate certain aspects of the present invention and should not be seen as exclusive embodiments. The subject described is capable of considerable modifications, alterations, combinations and equivalents in form and function, as will occur for those skilled in the art and having the benefit of this description.

[0010] A Figura 1 ilustra um elemento de computação integrado exemplar, de acordo com uma ou mais formas de realização.[0010] Figure 1 illustrates an exemplary integrated computing element, according to one or more embodiments.

[0011] A Figura 2 ilustra um diagrama de bloco não mecanisticamente ilustrando como um dispositivo de computação óptica distingue radiação eletromagnética relacionada com uma característica de interesse de outra radiação eletromagnética, de acordo com uma ou mais formas de realização.[0011] Figure 2 illustrates a non-mechanistically block diagram illustrating how an optical computing device distinguishes electromagnetic radiation related to a characteristic of interest from other electromagnetic radiation, according to one or more embodiments.

[0012] A Fig. 3 ilustra um sistema exemplar para monitorar um fluido, de acordo com uma ou mais formas de realização.[0012] Fig. 3 illustrates an exemplary system for monitoring a fluid, according to one or more embodiments.

[0013] A Fig. 4 ilustra um dispositivo de computação óptica exemplar, de acordo com uma ou mais formas de realização.[0013] Fig. 4 illustrates an exemplary optical computing device, according to one or more embodiments.

[0014] A Fig. 5 ilustra outro dispositivo de computação óptica exemplar, de acordo com uma ou mais formas de realização.[0014] Fig. 5 illustrates another exemplary optical computing device, according to one or more embodiments.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0015] A presente invenção refere-se a sistemas e métodos de análise óptica para analisar fluidos e, em particular, a sistemas e métodos para analisar um processo de separação de óleo/gás.[0015] The present invention relates to optical analysis systems and methods for analyzing fluids and, in particular, systems and methods for analyzing an oil / gas separation process.

[0016] Os sistemas e métodos exemplares descritos aqui empregam várias configurações de dispositivos de computação óptica, também comumente referidas comumente como “dispositivos ópticoanalíticos”, para o monitoramento em tempo real ou próximo do tempo real de fluidos. Em operação, os sistemas e métodos descritos aqui podem ser úteis e, por outro lado, vantajosos na determinação da qualidade de um fluido em processos de separação de fluido. Por exemplo, os dispositivos de computação óptica descritos aqui, que são descritos mais detalhadamente abaixo, podem vantajosamente prover monitoramento em tempo real ou quase tempo real de fluxo de fluído e processos de separação de fluido, que não pode presentemente ser conseguido com análise no local de um ou via análises mais detalhadas que ocorrem em um laboratório. Uma significativa e distinta vantagem destes dispositivos é que eles podem ser configurados para especificamente detectar e/ou medir um componente particular ou característica de interesse de um fluido, tal como um adulterante conhecido, desse modo permitindo que análises qualitativas e/ou quantitativas do fluido ocorram sem ter-se que realizar um procedimento de processamento de amostra demorado. Com análises em tempo real ou quase em tempo real em mãos, os sistemas e métodos exemplares descritos aqui podem ser capazes de prover alguma medida de controle proativo ou responsive sobre o fluxo de fluido e processos de separação de fluido, possibilitar a coleta e arquivo de informação de fluido em conjunto com informação operacional, para otimizar operações subsequentes e/ou aumentar a capacidade de execução de trabalho remoto.[0016] The exemplary systems and methods described here employ various configurations of optical computing devices, also commonly referred to commonly as "optical analytical devices", for real-time or near real-time monitoring of fluids. In operation, the systems and methods described here can be useful and, on the other hand, advantageous in determining the quality of a fluid in fluid separation processes. For example, the optical computing devices described here, which are described in more detail below, can advantageously provide real-time or near-real-time monitoring of fluid flow and fluid separation processes, which currently cannot be achieved with on-site analysis. one or via more detailed analyzes that take place in a laboratory. A significant and distinct advantage of these devices is that they can be configured to specifically detect and / or measure a particular component or feature of interest in a fluid, such as a known adulterant, thereby allowing qualitative and / or quantitative analysis of the fluid to occur without having to perform a lengthy sample processing procedure. With real-time or near real-time analysis at hand, the exemplary systems and methods described here may be able to provide some measure of proactive or responsive control over fluid flow and fluid separation processes, enabling the collection and archiving of data fluid information in conjunction with operational information to optimize subsequent operations and / or increase the ability to perform remote work.

[0017] Aqueles hábeis na arte prontamente apreciarão que os sistemas e métodos descritos aqui podem ser adequados para uso na indústria de óleo e gás, uma vez que os dispositivos de computação óptica descritos proveem um meio de custo relativamente baixo, robusto e preciso para monitorar a qualidade do hidrocarboneto, a fim de facilitar o eficiente controle de produção de óleo/gás. Observamos, entretanto, que os vários sistemas e métodos descritos são igualmente aplicáveis para outros campos da tecnologia, incluindo mas não limitado à indústria alimentar e de medicamentos, aplicações industriais, indústrias de mineração ou qualquer campo em que possa ser vantajoso determinar, em tempo real ou quase real, a concentração ou a característica de uma substância específica em um fluido escoando. Em pelo menos uma forma de realização, por exemplo, os presentes sistemas e métodos podem ser empregados para monitorar a qualidade de água potável, após a água ter sofrido um ou mais processos de separação para remover dela contaminantes ou adulterantes. Em outras formas de realização, os presentes sistemas e métodos podem ser empregados nos campos militares ou de segurança, tais como em submarinos ou outra embarcação. Em ainda outras formas de realização, os presentes sistemas e métodos podem provar-se úteis nas indústrias de caminhões e automóveis.[0017] Those skilled in the art will readily appreciate that the systems and methods described here may be suitable for use in the oil and gas industry, since the optical computing devices described provide a relatively low cost, robust and accurate means of monitoring the quality of the hydrocarbon, in order to facilitate the efficient control of oil / gas production. We note, however, that the various systems and methods described are equally applicable to other fields of technology, including but not limited to the food and drug industry, industrial applications, mining industries or any field in which it may be advantageous to determine, in real time or almost real, the concentration or characteristic of a specific substance in a flowing fluid. In at least one embodiment, for example, the present systems and methods can be employed to monitor the quality of drinking water, after the water has undergone one or more separation processes to remove contaminants or adulterants. In other embodiments, the present systems and methods can be used in military or security fields, such as submarines or other vessels. In yet other embodiments, the present systems and methods can prove to be useful in the truck and automobile industries.

[0018] Os dispositivos de computação óptica adequados para uso nas presentes formas de realização podem ser posicionados em dois ou mais pontos fluidicamente comunicáveis dentro de um trajeto de fluxo, tal como um dispositivo de separação de fluido, ou separador. Em algumas formas de realização, por exemplo, os dispositivos de computação óptica podem ser empregados tanto nos locais de entrada como de descarga de um separador de fluido, a fim de monitorar as condições do fluido entrando e saído e, portanto, a eficácia global do separador. Em operação, o dispositivo de computação óptica disposto no local de descarga pode ser configurado para assegurar uma composição química apropriada ou ambientalmente segura do fluido quando de sua descarga pelo separador. Dependendo do local do dispositivo de computação óptica particular, vários tipos de informação acerca do fluido podem ser obtidos. Em alguns casos, por exemplo, os dispositivos de computação óptica podem ser usados para monitorar mudanças no fluido, como resultado da adição nele de uma substância de tratamento, remover dele uma substância de tratamento em um separador, ou expor o fluido a uma condição que potencial mente mude a característica do fluido de alguma maneira. Assim, os sistemas e métodos descritos aqui podem ser configurados para monitorar um fluxo de fluidos e, mais particularmente, monitorar o fluido após sua descarga de um separador.[0018] Optical computing devices suitable for use in the present embodiments can be positioned at two or more fluidly communicable points within a flow path, such as a fluid separation device, or separator. In some embodiments, for example, optical computing devices can be used both at the inlet and outlet locations of a fluid separator, in order to monitor the conditions of the fluid entering and leaving and, therefore, the overall effectiveness of the fluid. separator. In operation, the optical computing device arranged at the discharge site can be configured to ensure an appropriate or environmentally safe chemical composition of the fluid when discharged through the separator. Depending on the location of the particular optical computing device, various types of information about the fluid can be obtained. In some cases, for example, optical computing devices can be used to monitor changes in the fluid as a result of adding a treatment substance to it, removing a treatment substance from it in a separator, or exposing the fluid to a condition that potentially change the characteristic of the fluid in some way. Thus, the systems and methods described here can be configured to monitor a fluid flow and, more particularly, to monitor the fluid after discharge from a separator.

[0019] Como aqui usado, o termo “fluido” refere-se a qualquer substância que seja capaz de fluir, incluindo sólidos particulados, líquidos, gases, pastas, emulsões, pós, lamas, vidros, suas combinações etc. Em algumas formas de realização, o fluido pode ser um fluido aquoso, incluindo água ou similar. Em algumas formas de realização, o fluido pode ser um fluido aquoso, incluindo compostos orgânicos, mais especificamente hidrocarbonetos, óleo, um componente de óleo refinado, produtos petroquímicos e similares. Em algumas formas de realização, o fluido pode ser um fluido de tratamento ou um fluido de formação. Os fluidos podem incluir várias misturas escoáveis de sólidos, líquidos e/ou gases. Gases ilustrativos que podem ser considerados fluidos, de acordo com as presentes formas de realização, incluem, por exemplo, ar, nitrogênio, dióxido de carbono, argônio, hélio, metano, etano, butano e outros gases hidrocarbonados, suas combinações e/ou similares.[0019] As used herein, the term "fluid" refers to any substance that is capable of flowing, including particulate solids, liquids, gases, pastes, emulsions, powders, sludges, glasses, their combinations, etc. In some embodiments, the fluid can be an aqueous fluid, including water or the like. In some embodiments, the fluid can be an aqueous fluid, including organic compounds, more specifically hydrocarbons, oil, a refined oil component, petrochemicals and the like. In some embodiments, the fluid can be a treatment fluid or a forming fluid. Fluids can include various flowable mixtures of solids, liquids and / or gases. Illustrative gases that can be considered fluids according to the present embodiments include, for example, air, nitrogen, carbon dioxide, argon, helium, methane, ethane, butane and other hydrocarbon gases, combinations and / or the like .

[0020] Como aqui usado, o termo “característica” refere-se a uma propriedade química, mecânica ou física de uma substância. Uma característica de uma substância pode incluir um valor quantitativo de um ou mais componentes químicos dela. Tais componentes químicos podem ser referidos aqui como “analisados”. Características ilustrativas de uma substância que pode ser monitorada com os dispositivos de computação óptica descritos aqui podem incluir, por exemplo, composição química (p. ex., identidade e concentração dos componentes totais ou individuais), teor de impureza, pH, viscosidade, densidade, intensidade iônica, sólidos dissolvidos totais, teor de sal, porosidade, opacidade, teor de bactérias, suas combinações e similares.[0020] As used herein, the term "characteristic" refers to a chemical, mechanical or physical property of a substance. A characteristic of a substance can include a quantitative value of one or more chemical components of it. Such chemical components can be referred to here as "analyzed". Illustrative characteristics of a substance that can be monitored with the optical computing devices described here may include, for example, chemical composition (eg, identity and concentration of total or individual components), impurity content, pH, viscosity, density , ionic intensity, total dissolved solids, salt content, porosity, opacity, bacteria content, their combinations and the like.

[0021] Como aqui usada, a expressão “trajeto de fluxo” refere-se a uma rota através da qual um fluido é capaz de ser transportado entre dois pontos. Em alguns casos, o trajeto de fluxo não necessita ser contínuo ou de outro modo contíguo entre dois pontos. Trajetos de fluxo exemplares incluem mas não são limitados a uma linha de fluxo, um oleoduto, uma mangueira, um separador de fluido, uma instalação de processamento, um vaso de armazenagem, suas combinações ou similares. Nos casos em que o trajeto de fluxo é um oleoduto, ou similar, o oleoduto pode ser um oleoduto pré- comissionado ou um oleoduto operacional. Em outros casos, o trajeto de fluxo pode ser criado ou gerado via movimento de um dispositivo de computação óptica através de um fluido (p. ex., um sensor de ar aberto). Em outros casos, o trajeto de fluxo não é necessariamente contido dentro de qualquer estrutura rígida, porém refere-se ao trajeto que o fluido toma entre dois pontos, tal como um onde um fluido flui de um local para outro sem ser por si contido. Deve ser observado que o termo trajeto de fluxo não necessariamente implica em que um fluido está fluindo nele, em vez de um fluido ser capaz de ser transportado ou por outro lado escoável através dele.[0021] As used here, the term "flow path" refers to a route through which a fluid is capable of being transported between two points. In some cases, the flow path does not need to be continuous or otherwise contiguous between two points. Exemplary flow paths include, but are not limited to, a flow line, a pipeline, a hose, a fluid separator, a processing facility, a storage vessel, combinations thereof, or the like. In cases where the flow path is an oil pipeline, or similar, the oil pipeline can be a pre-commissioned oil pipeline or an operational oil pipeline. In other cases, the flow path can be created or generated via movement of an optical computing device through a fluid (eg, an open air sensor). In other cases, the flow path is not necessarily contained within any rigid structure, but refers to the path that the fluid takes between two points, such as one where a fluid flows from one location to another without being contained by itself. It should be noted that the term flow path does not necessarily imply that a fluid is flowing in it, rather than a fluid being able to be transported or otherwise flowable through it.

[0022] Como aqui usado, o termo “substância”, ou suas variações, refere-se a pelo menos uma parte de um material de interesse a ser avaliado usando-se os dispositivos de computação óptica descritos aqui. Em algumas formas de realização, a substância é a característica de interesse, como definido acima, e pode incluir qualquer componente integral do fluido fluindo dentro do trajeto de fluxo. Em outras formas de realização, a substância pode ser um material de interesse fluindo conjuntamente com e por outro lado separado do fluido.[0022] As used herein, the term "substance", or its variations, refers to at least a part of a material of interest to be evaluated using the optical computing devices described here. In some embodiments, the substance is the characteristic of interest, as defined above, and can include any integral component of the fluid flowing within the flow path. In other embodiments, the substance can be a material of interest flowing together with and on the other hand separated from the fluid.

[0023] Como aqui usada, a expressão “radiação eletromagnética” refere-se a ondas de rádio, radiação de micro-ondas, radiação infravermelha e próxima do infravermelho, luz visível, luz ultravioleta, radiação raio-X e radiação de raios gama.[0023] As used herein, the term "electromagnetic radiation" refers to radio waves, microwave radiation, infrared and near infrared radiation, visible light, ultraviolet light, X-ray radiation and gamma ray radiation.

[0024] Como aqui usado, a expressão “dispositivo de computação óptica” refere-se a um dispositivo óptico que é configurado para receber uma entrada de radiação eletromagnética de uma substância e produz uma saída de radiação eletromagnética de um elemento de processamento arranjado dentro do dispositivo de computação óptica. O elemento de processamento pode ser, por exemplo, um elemento computacional integrado (ICE) usado no dispositivo de computação óptica. Como examinado em maiores detalhes abaixo, a radiação eletromagnética, que opticamente interage com o elemento de processamento, é mudada a fim de ser legível por um detector, de modo que uma saída do detector possa ser correlacionada com pelo menos uma característica de interesse sendo medida ou monitorada no fluido. A saída de radiação eletromagnética do elemento de processamento pode ser radiação eletromagnética refletida, radiação eletromagnética transmitida e/ou radiação eletromagnética dispersa. Se radiação eletromagnética refletida ou transmitida é analisada pelo detector pode ser ditado pelos parâmetros estruturais do dispositivo de computação óptica, bem como outras considerações conhecidas daqueles hábeis na arte. Além disso, a emissão e/ou espalhamento da substância, por exemplo, via fluorescência, luminescência, dispersão Raman e/ou dispersão Raleigh, podem também ser monitorados pelos dispositivos de computação óptica.[0024] As used herein, the term "optical computing device" refers to an optical device that is configured to receive an electromagnetic radiation input from a substance and produces an electromagnetic radiation output from a processing element arranged within the optical computing device. The processing element can be, for example, an integrated computational element (ICE) used in the optical computing device. As discussed in more detail below, the electromagnetic radiation, which optically interacts with the processing element, is changed in order to be readable by a detector, so that an output from the detector can be correlated with at least one feature of interest being measured or monitored in the fluid. The output of electromagnetic radiation from the processing element may be reflected electromagnetic radiation, transmitted electromagnetic radiation and / or scattered electromagnetic radiation. Whether reflected or transmitted electromagnetic radiation is analyzed by the detector can be dictated by the structural parameters of the optical computing device, as well as other considerations known to those skilled in the art. In addition, the emission and / or scattering of the substance, for example, via fluorescence, luminescence, Raman dispersion and / or Raleigh dispersion, can also be monitored by optical computing devices.

[0025] Como aqui usada, a expressão “opticamente interage”, ou suas variações, refere-se à reflexão, transmissão, espalhamento, difração ou absorção de radiação eletromagnética em, através ou de um ou mais elementos de processamento (isto é, elementos computacionais integrados). Por conseguinte, luz opticamente interagida refere-se a radiação eletromagnética que foi refletida, transmitida, dispersa, difratada ou absorvida, emitida ou reirradiada, por exemplo, usando-se os elementos computacionais integrados, porém pode também aplicar-se a interação com um fluido ou uma substância do fluido.[0025] As used herein, the term "optically interacts", or its variations, refers to the reflection, transmission, scattering, diffraction or absorption of electromagnetic radiation in, through or through one or more processing elements (ie elements integrated computing). Therefore, optically interacted light refers to electromagnetic radiation that has been reflected, transmitted, scattered, diffracted or absorbed, emitted or re-radiated, for example, using the integrated computational elements, but interaction with a fluid can also apply or a fluid substance.

[0026] Os sistemas e métodos exemplares descritos aqui incluirão pelo menos dois dispositivos de computação óptica estrategicamente dispostos ao longo de um trajeto de fluxo, tal como um separador de fluido, a fim de monitorar a concentração de uma ou mais substâncias ou características de interesse no fluido e verificar quaisquer diferenças de concentração entre os locais de medição ou monitoramento. Cada dispositivo de computação óptica pode incluir uma fonte de radiação eletromagnética, pelo menos um elemento de processamento (p. ex., elementos computacionais integrados) e pelo menos um detector arranjado para receber luz opticamente interagida do pelo menos um elemento de processamento. Como discutido abaixo, entretanto, em pelo menos uma forma de realização, a fonte de radiação eletromagnética pode ser omitida e, em vez disso, a radiação eletromagnética pode ser derivada do próprio fluido ou substância. Em algumas formas de realização, os dispositivos de computação óptica podem ser especificamente configurados para detectar, analisar e quantitativamente medir uma característica particular ou analisado de interesse do fluido no trajeto de fluxo. Em outras formas de realização, os dispositivos de computação óptica podem ser dispositivos ópticos de finalidade geral, com processamento pós-aquisição (p. ex., através de meio de computador) sendo usado para especificamente detectar a característica da amostra.[0026] The exemplary systems and methods described here will include at least two optical computing devices strategically arranged along a flow path, such as a fluid separator, in order to monitor the concentration of one or more substances or features of interest in the fluid and check for any differences in concentration between the measurement or monitoring sites. Each optical computing device may include a source of electromagnetic radiation, at least one processing element (e.g., integrated computational elements) and at least one detector arranged to receive optically interacted light from at least one processing element. As discussed below, however, in at least one embodiment, the source of electromagnetic radiation can be omitted and, instead, electromagnetic radiation can be derived from the fluid or substance itself. In some embodiments, optical computing devices can be specifically configured to detect, analyze and quantitatively measure a particular characteristic or analyte of interest to the fluid in the flow path. In other embodiments, optical computing devices can be general-purpose optical devices, with post-acquisition processing (eg, via a computer medium) being used to specifically detect the sample characteristic.

[0027] Em algumas formas de realização, componentes estruturais adequados para os dispositivos de computação óptica exemplares são descritos nas comumente possuídas Patentes U.S. Nos. 6.198.531; 6.529.276; 7.123.844; 7.834.999; 7.911.605, 7.920.258 e 8.049.81 e Pedidos de Pat. U.S. Nos. 12/094.460; 12/094.465; e 13/456.46. Como será apreciado, variações dos componentes estruturais dos dispositivos de computação óptica descritos nas patentes e pedidos de patente acima referenciados podem ser apropriadas, sem desvio do escopo da descrição e, portanto, não devem ser consideradas limitantes das várias formas de realização descritas aqui.[0027] In some embodiments, structural components suitable for exemplary optical computing devices are described in the commonly owned U.S. Patent Nos. 6,198,531; 6,529,276; 7,123,844; 7,834,999; 7,911,605, 7,920,258 and 8,049.81 and Pat. U.S. Nos. 12 / 094,460; 12 / 094,465; and 13 / 456.46. As will be appreciated, variations in the structural components of optical computing devices described in the patents and patent applications referenced above may be appropriate, without deviating from the scope of the description and, therefore, should not be considered as limiting the various embodiments described here.

[0028] Os dispositivos de computação óptica descritos na patente de pedidos de patente precedentes combinam a vantagem da força, precisão e exatidão associada com espectrômetros de laboratório, enquanto sendo extremamente robustos e adequados para uso em campo. Além disso, os dispositivos de computação óptica podem realizar cálculos (análises) em tempo real ou quase real, sem necessidade de processamento de amostra demorado. A este respeito, os dispositivos de computação óptica podem ser especificamente configurados para detectar e analisar características e/ou analisados particulares de interesse de um fluido ou uma substância do fluido. Como resultado, sinais de interferência são discriminados daqueles de interesse da substância por configuração apropriada dos dispositivos de computação óptica, de modo que os dispositivos de computação óptica proveem uma rápida resposta referente às características do fluido ou substância com base na saída detectada. Em algumas formas de realização, a saída detectada pode ser convertida em uma voltagem que é distintiva da magnitude das características sendo monitoradas no fluido. As vantagens precedentes e outras tomam os dispositivos de computação óptica particularmente bem adequados para uso em campo e fundo de poço, porém podem igualmente ser aplicadas a outras indústrias ou tecnologias em que monitoramento preciso de fluxo de fluido é desejável.[0028] The optical computing devices described in the patent of previous patent applications combine the advantage of strength, precision and accuracy associated with laboratory spectrometers, while being extremely robust and suitable for use in the field. In addition, optical computing devices can perform calculations (analyzes) in real or near real time, without the need for time-consuming sample processing. In this regard, optical computing devices can be specifically configured to detect and analyze particular characteristics and / or analytes of interest to a fluid or a substance in the fluid. As a result, interference signals are distinguished from those of interest to the substance by appropriate configuration of optical computing devices, so that optical computing devices provide a rapid response regarding the characteristics of the fluid or substance based on the detected output. In some embodiments, the detected output can be converted to a voltage that is distinctive from the magnitude of the characteristics being monitored in the fluid. The foregoing and other advantages make optical computing devices particularly well suited for use in the field and downhole, but they can also be applied to other industries or technologies where accurate monitoring of fluid flow is desirable.

[0029] Os dispositivos de computação óptica podem ser configurados para detectar não somente a composição e concentrações de uma substância em um fluido, porém podem também ser configurados para determinar as propriedades físicas e outras características da substância também, com base em suas análises da radiação eletromagnética recebida da substância. Por exemplo, os dispositivos de computação óptica podem ser configurados para determinar a concentração de um analisado e correlacionar a concentração determinada com uma característica de uma substância utilizando-se meios de processamento adequados. Como será apreciado, os dispositivos de computação óptica podem ser configurados para detectar tantas características ou analisados quantas desejadas para uma dada substância ou fluido. Tudo que é requerido para realizar o monitoramento de múltiplas características ou analisados é a incorporação de métodos de processamento e detecção adequados dentro do dispositivo de computação óptica para cada característica ou analisado. Em algumas formas de realização, as propriedades da substância podem ser uma combinação das propriedades dos analisados delas (p. ex., uma combinação linear, não linear, logarítmica e/ou exponencial). Por conseguinte, quanto mais características e analisados sejam detectados e analisados usando-se os dispositivos de computação óptica, mais precisamente as propriedades ou concentração da dada substância serão determinadas.[0029] Optical computing devices can be configured to detect not only the composition and concentrations of a substance in a fluid, but they can also be configured to determine the physical properties and other characteristics of the substance as well, based on their radiation analysis. electromagnetic radiation received from the substance. For example, optical computing devices can be configured to determine the concentration of an analyte and correlate the determined concentration with a characteristic of a substance using suitable processing means. As will be appreciated, optical computing devices can be configured to detect as many characteristics or analyzed as desired for a given substance or fluid. All that is required to perform the monitoring of multiple characteristics or analyzed is the incorporation of suitable processing and detection methods within the optical computing device for each characteristic or analyzed. In some embodiments, the properties of the substance can be a combination of the properties of the analyzed ones (eg, a linear, non-linear, logarithmic and / or exponential combination). Therefore, the more characteristics and analyzed are detected and analyzed using optical computing devices, the more precisely the properties or concentration of the given substance will be determined.

[0030] Os dispositivos de computação óptica descritos aqui utilizam radiação eletromagnética para realizar cálculos, o oposto aos circuitos conectados fisicamente dos processadores eletrônicos convencionais. Quando radiação eletromagnética interage com uma substância, informação física e química única acerca da substância pode ser codificada na radiação eletromagnética que é refletida da, transmitida através ou irradiada da substância. Esta informação é com frequência referida como a “impressão digital” espectral da substância. Os dispositivos de computação óptica descritos aqui são capazes de extrair a informação da impressão digital espectral de múltiplas características ou analisados dentro de uma substância e converter essa informação em uma saída detectável referente às propriedades da substância. Isto é, através de configurações adequadas dos dispositivos de computação óptica, radiação eletromagnética associada com as características ou analisados de interesse de uma substância pode ser separada da radiação eletromagnética associada com todos os outros componentes da substância, a fim de estimar as propriedades da substância em tempo real ou quase real.[0030] The optical computing devices described here use electromagnetic radiation to perform calculations, the opposite of the physically connected circuits of conventional electronic processors. When electromagnetic radiation interacts with a substance, unique physical and chemical information about the substance can be encoded in the electromagnetic radiation that is reflected from, transmitted through or radiated from the substance. This information is often referred to as the spectral “fingerprint” of the substance. The optical computing devices described here are able to extract information from the spectral fingerprint of multiple characteristics or analyzed within a substance and convert that information into a detectable output regarding the substance's properties. That is, through appropriate configurations of optical computing devices, electromagnetic radiation associated with the characteristics or analyzed of interest of a substance can be separated from the electromagnetic radiation associated with all other components of the substance, in order to estimate the properties of the substance in real or near real time.

[0031] Como brevemente mencionado acima, os elementos de processamento usados nos dispositivos de computação óptica exemplares descritos aqui podem ser caracterizados como elementos computacionais integrados (ICE). Cada ICE é capaz de distinguir radiação eletromagnética relacionada com a característica ou analisado de interesse da radiação eletromagnética relacionada com outros componentes de uma substância. Com referência à Fig. 1, é ilustrado um ICE exemplar 100, adequado para uso nos dispositivos de computação óptica usados nos sistemas e métodos descritos aqui. Como ilustrado, o ICE 100 pode incluir uma pluralidade de camadas alternativas 102 e 104, tais como silício (Si) e SiCh (quartzo), respectivamente. Em geral, estas camadas 102, 104 consistem de materiais cujo índice de refração é elevado e baixo, respectivamente. Outros exemplos poderiam incluir nióbia e nióbio, germânio e germânia, MgF, SiO e outros materiais de elevado e baixo índices conhecidos na arte. As camadas 102, 104 podem ser estrategicamente depositadas em um substrato óptico 106. Em algumas formas de realização, o substrato óptico 106 é vidro óptico BK-7. Em outras formas de realização, o substrato óptico 106 pode ser outro tipo de substrato óptico, tal como quartzo, safira, silício, germânio, seleneto de zinco, sulfeto de zinco ou vários plásticos, tais como policarbonato, polimetilmetacrilato (PMMA), polivinilcloreto (PVC), diamante, cerâmica, suas combinações e similares.[0031] As briefly mentioned above, the processing elements used in the exemplary optical computing devices described here can be characterized as integrated computational elements (ICE). Each ICE is able to distinguish electromagnetic radiation related to the characteristic or analysand of interest from electromagnetic radiation related to other components of a substance. Referring to Fig. 1, an exemplary ICE 100, suitable for use in optical computing devices used in the systems and methods described here, is illustrated. As illustrated, ICE 100 can include a plurality of alternative layers 102 and 104, such as silicon (Si) and SiCh (quartz), respectively. In general, these layers 102, 104 consist of materials whose refractive index is high and low, respectively. Other examples could include niobium and niobium, germanium and germanium, MgF, SiO and other high and low index materials known in the art. The layers 102, 104 can be strategically deposited on an optical substrate 106. In some embodiments, the optical substrate 106 is optical glass BK-7. In other embodiments, optical substrate 106 can be another type of optical substrate, such as quartz, sapphire, silicon, germanium, zinc selenide, zinc sulfide or various plastics, such as polycarbonate, polymethylmethacrylate (PMMA), polyvinyl chloride ( PVC), diamond, ceramics, combinations and the like.

[0032] Na extremidade oposta (p. ex., oposto ao substrato óptico 106 da Fig. 1), o ICE 100 pode incluir uma camada 108 que é geralmente exposta ao ambiente do trajeto de fluxo, dispositivo ou instalação. O número de camadas 102, 104 e a espessura de cada camada 102, 104 são determinados pelos atributos espectrais adquiridos de uma análise espectroscópica de uma característica da substância empregando-se um instrumento espectroscópico convencional. O espectro de interesse de uma dada característica de uma substância tipicamente inclui qualquer número de diferentes comprimentos de onda. Deve ser entendido que o ICE exemplar 100 da Fig. 1 não representa, de fato qualquer característica particular de uma dada substância, porém é provido para fins de ilustração somente. Consequentemente, o número de camadas 102, 104 e suas espessuras relativas, como mostrado na Fig. 1, não contém nenhuma correlação com qualquer característica particular de uma dada substância. Nem são as camadas 102, 104 e suas espessuras relativas necessariamente desenhadas em escala e, portanto, não devem ser consideradas limitantes da presente descrição. Além disso, as pessoas hábeis na arte reconhecerão prontamente que os materiais que compõem cada camada 102, 104 (isto é, Si e SiCh) podem variar, dependendo da aplicação, custo dos materiais e/ou aplicabilidade do material na substância.[0032] At the opposite end (e.g., opposite the optical substrate 106 of Fig. 1), the ICE 100 may include a layer 108 that is generally exposed to the environment of the flow path, device or installation. The number of layers 102, 104 and the thickness of each layer 102, 104 are determined by the spectral attributes acquired from a spectroscopic analysis of a characteristic of the substance using a conventional spectroscopic instrument. The spectrum of interest for a given substance characteristic typically includes any number of different wavelengths. It should be understood that the exemplary ICE 100 of Fig. 1 does not, in fact, represent any particular characteristic of a given substance, but is provided for the purpose of illustration only. Consequently, the number of layers 102, 104 and their relative thickness, as shown in Fig. 1, does not contain any correlation with any particular characteristic of a given substance. Nor are layers 102, 104 and their relative thicknesses necessarily drawn to scale and, therefore, should not be considered as limiting the present description. In addition, persons skilled in the art will readily recognize that the materials that make up each layer 102, 104 (i.e., Si and SiCh) may vary, depending on the application, material cost and / or applicability of the material in the substance.

[0033] Em algumas formas de realização, o material de cada camada 102, 104 pode ser dopado ou dois ou mais materiais podem ser combinados de uma maneira a obter a desejada característica óptica. Além de sólidos, o ICE exemplar 100 pode também conter líquidos e/ou gases, opcionalmente em combinação com sólidos, a fim de produzir uma desejada característica óptica. No caso de gases e líquidos, o ICE 100 pode conter um correspondente vaso (não mostrado), que aloja os gases ou líquidos. Variações exemplares do ICE 100 podem também incluir elementos ópticos holográficos, retículas, elementos piezoelétricos, de tubos de luz, tubo de luz digital (DLP) e/ou acústico-ópticos, por exemplo, que podem criar propriedades de transmissão, reflexão e/ou absortivas de interesse.[0033] In some embodiments, the material of each layer 102, 104 can be doped or two or more materials can be combined in order to obtain the desired optical characteristic. In addition to solids, the exemplary ICE 100 can also contain liquids and / or gases, optionally in combination with solids, in order to produce a desired optical characteristic. In the case of gases and liquids, the ICE 100 may contain a corresponding vessel (not shown), which houses the gases or liquids. Exemplary variations of the ICE 100 may also include holographic optical elements, lattices, piezoelectric elements, light tube, digital light tube (DLP) and / or acoustic-optical elements, for example, which can create transmission, reflection and / or properties absorptive interests.

[0034] As múltiplas camadas 102, 104 exibem diferentes índices refrativos. Apropriadamente selecionando-se os materiais das camadas 102, 104 e suas relativas espessuras e espaçamento, o ICE 100 pode ser configurado para seletivamente passar/refletir/refratar predeterminadas frações de radiação eletromagnética em diferentes comprimentos de onda. Cada comprimento de onda recebe uma predeterminada ponderação ou fator de carga. A espessura e espaçamento das camadas 102, 104 podem ser determinados usando-se uma variedade de métodos de aproximação do espectrógrafo da característica ou analisado de interesse. Estes métodos podem incluir transformação de Fourier inversa (IFT) do espectro de transmissão óptica e estruturação do ICE 100 como a representação física da IFT. As aproximações convertem a IFT em uma estrutura baseada em materiais conhecidos, com constantes índices refrativos. Mais informações referentes às estruturas e projeto dos elementos computacionais integrados (também referidos como elementos ópticos multivariados) são providas em Applied Optics, Vol. 35, pgs. 5484 - 5492 (1996) e Vol. 129, pgs. 2876 - 2893.[0034] The multiple layers 102, 104 exhibit different refractive indices. Appropriately selecting materials from layers 102, 104 and their relative thickness and spacing, ICE 100 can be configured to selectively pass / reflect / refract predetermined fractions of electromagnetic radiation at different wavelengths. Each wavelength receives a predetermined weight or load factor. The thickness and spacing of layers 102, 104 can be determined using a variety of methods of approaching the spectrograph to the characteristic or analyzed of interest. These methods may include inverse Fourier transformation (IFT) of the optical transmission spectrum and structuring the ICE 100 as the physical representation of the IFT. The approximations convert the IFT into a structure based on known materials, with constant refractive indexes. More information regarding the structures and design of integrated computational elements (also referred to as multivariate optical elements) is provided in Applied Optics, Vol. 35, pgs. 5484 - 5492 (1996) and Vol. 129, pgs. 2876 - 2893.

[0035] As ponderações que as camadas 102, 104 do ICE aplicam em cada comprimento de onda são colocadas nas ponderações de regressão descritas com respeito a uma equação ou dados ou assinatura espectral conhecidos. Resumidamente, o ICE 100 pode ser configurado para realizar o produto escalar do feixe de luz de entrada no ICE 100 e um desejado vetor de regressão carregado, representado por cada camada 102, 104 para cada comprimento de onda. Como resultado, a intensidade da luz de saída do ICE 100 é relacionada com a característica ou analisado de interesse. Outros detalhes referentes a como o ICE exemplar 100 é capaz de distinguir e processar radiação eletromagnética relacionada com a característica ou analisado de interesse são descritos nas Patentes U.S. Nos. 6.198.531; 6.529.276; e 7.920.258.[0035] The weights that layers 102, 104 of the ICE apply to each wavelength are placed in the regression weights described with respect to a known equation or spectral data or signature. Briefly, ICE 100 can be configured to realize the scalar product of the incoming light beam on ICE 100 and a desired loaded regression vector, represented by each layer 102, 104 for each wavelength. As a result, the output light intensity of the ICE 100 is related to the characteristic or analyzed of interest. Further details regarding how exemplary ICE 100 is able to distinguish and process electromagnetic radiation related to the characteristic or analyte of interest are described in U.S. Patent Nos. 6,198,531; 6,529,276; and 7,920,258.

[0036] Com referência agora à Fig. 2, é ilustrado um diagrama de blocos que não mecanisticamente ilustra como um dispositivo de computação óptica 200 é capaz de distinguir radiação eletromagnética relacionada com uma característica de uma substância de outra radiação eletromagnética. Como mostrado na Fig. 2, após ser iluminado com radiação eletromagnética incidente, um fluido 202 contendo uma característica de interesse ou uma substância produz uma saída de radiação eletromagnética (p. ex., luz interagida com amostra), parte da qual é radiação eletromagnética 204 correspondendo à característica de interesse e parte da qual é radiação eletromagnética de fundo 206, correspondendo a outros componentes ou características do fluido 202.[0036] With reference now to Fig. 2, a block diagram is illustrated which does not mechanistically illustrate how an optical computing device 200 is capable of distinguishing electromagnetic radiation related to a characteristic of a substance from other electromagnetic radiation. As shown in Fig. 2, after being illuminated with incident electromagnetic radiation, a fluid 202 containing a characteristic of interest or a substance produces an output of electromagnetic radiation (eg, light interacted with sample), part of which is electromagnetic radiation 204 corresponding to the characteristic of interest and part of which is electromagnetic background radiation 206, corresponding to other components or characteristics of the fluid 202.

[0037] Embora não especificamente mostrado, um ou mais elementos espectrais podem ser empregados no dispositivo 200, a fim de restringir os comprimentos de onda ópticos ou larguras de faixa do sistema e, desse modo eliminar a radiação eletromagnética indesejada, existente nas regiões de comprimento de onda que não têm importância. Tais elementos espectrais podem ser localizados em qualquer parte ao longo do trem óptico, porém são tipicamente empregados diretamente após a fonte de luz, que provê a radiação eletromagnética inicial. Várias configurações e aplicações dos elementos espectrais em dispositivos de computação óptica podem ser encontradas nas comumente possuídas Patentes U.S. Nos. 6.198.531; 6.529.276; 7.123.844; 7.834.999; 7.911.605, 7.920.258, 8.049.881 e Pedidos de Patente U.S. Nos. de Série 12/094.460 (Publ. Pedido de Patente No. 2009/0219538); 12/094.465 (Pub. Pedido de Patente U.S. No. 2009/0219539); e 13/456.467.[0037] Although not specifically shown, one or more spectral elements can be employed in device 200, in order to restrict the optical wavelengths or bandwidths of the system and thereby eliminate unwanted electromagnetic radiation, existing in the regions of length waveforms that don't matter. Such spectral elements can be located anywhere along the optical train, but are typically used directly after the light source, which provides the initial electromagnetic radiation. Various configurations and applications of spectral elements in optical computing devices can be found in the commonly owned U.S. Patent Nos. 6,198,531; 6,529,276; 7,123,844; 7,834,999; 7,911,605, 7,920,258, 8,049,881 and U.S. Patent Applications Nos. Serial 12 / 094,460 (Publ. Patent Application No. 2009/0219538); 12 / 094,465 (Pub. U.S. Patent Application No. 2009/0219539); and 13 / 456,467.

[0038] Os feixes de radiação eletromagnética 204, 206 colidem no dispositivo de computação óptica 200, que contém um ICE exemplar 208. Na forma de realização ilustrada, o ICE 208 pode ser configurado para produzir luz opticamente interagida, por exemplo, luz opticamente interagida transmitida 210 e luz opticamente interagida refletida 214. Em operação, o ICE 208 pode ser configurado para distinguir a radiação eletromagnética 204 da radiação eletromagnética de fundo 206.[0038] The electromagnetic radiation beams 204, 206 collide in the optical computing device 200, which contains an exemplary ICE 208. In the illustrated embodiment, the ICE 208 can be configured to produce optically interacted light, for example, optically interacted light transmitted 210 and reflected optically interacted light 214. In operation, the ICE 208 can be configured to distinguish electromagnetic radiation 204 from background electromagnetic radiation 206.

[0039] A luz opticamente interagida transmitida 210, que pode ser relacionada com a característica ou analisado de interesse do fluido 202, pode ser transportada para um detector 212 para análise e quantificação. Em algumas formas de realização, o detector 212 é configurado para produzir um sinal de saída na forma de uma voltagem, que corresponde à característica particular do fluido 202. Em pelo menos uma forma de realização, o sinal produzido pelo detector 212 e a concentração da característica do fluido 202 podem ser diretamente proporcionais. Em outras formas de realização, a relação pode ser uma função polinomial, uma função exponencial e/ou uma função logarítmica. A luz opticamente interagida refletida 214, que pode ser relacionada com a característica e outros componentes do fluido 212, pode ser dirigida para longe do detector 212. Em configurações alternativas, o ICE 208 pode ser configurado de modo que a luz opticamente interagida refletida 214 possa ser relacionada com o analisado de interesse e a luz opticamente interagida transmitida 210 possa ser relacionada com outros componentes do fluido 202.[0039] The transmitted optically interacted light 210, which can be related to the characteristic or analyzed of interest of the fluid 202, can be transported to a detector 212 for analysis and quantification. In some embodiments, detector 212 is configured to produce an output signal in the form of a voltage, which corresponds to the particular characteristic of fluid 202. In at least one embodiment, the signal produced by detector 212 and the concentration of the characteristic of fluid 202 can be directly proportional. In other embodiments, the relationship can be a polynomial function, an exponential function and / or a logarithmic function. The reflected optically interacted light 214, which can be related to the characteristic and other components of fluid 212, can be directed away from detector 212. In alternative configurations, ICE 208 can be configured so that reflected optically interacted light 214 can be related to the analyte of interest and the transmitted optically interacted light 210 can be related to other components of the fluid 202.

[0040] Em algumas formas de realização, um segundo detector 216 pode estar presente e disposto para detectar a luz opticamente interagida refletida 214. Em outras formas de realização, o segundo detector 216 pode ser disposto para detectar a radiação eletromagnética 204, 206 derivada do fluido 202 ou radiação eletromagnética dirigida para o ou antes do fluido 202. Sem limitação, o segundo detector 216 pode ser usado para detectar desvios de radiação originando-se de uma fonte de radiação eletromagnética (não mostrada), que provê a radiação eletromagnética (isto é, luz) para o dispositivo 200. Por exemplo, os desvios de radiação podem incluir tais coisas como mas não limitado a flutuações de intensidade na radiação eletromagnética, flutuações interferentes (p. ex., pó ou outros interferentes passando em frente da fonte de radiação eletromagnética), revestimentos ou janelas incluídas no dispositivo de computação óptica 200, suas combinações ou similares. Em algumas formas de realização, um divisor de feixe (não mostrado) pode ser empregado para dividir a radiação eletromagnética 204, 206 e a radiação eletromagnética transmitida ou refletida pode então ser dirigida para um ou mais ICE 208. Isto é, em tais formas de realização, o ICE 208 não funciona como um tipo de divisor de feixe, como representado na Fig. 2, e a radiação eletromagnética transmitida ou refletida simplesmente passa através do ICE 208, sendo computacionalmente processada nele antes de deslocar-se para o detector 212.[0040] In some embodiments, a second detector 216 may be present and arranged to detect reflected optically interacted light 214. In other embodiments, the second detector 216 may be arranged to detect electromagnetic radiation 204, 206 derived from fluid 202 or electromagnetic radiation directed to or before fluid 202. Without limitation, the second detector 216 can be used to detect deviations of radiation originating from a source of electromagnetic radiation (not shown), which provides electromagnetic radiation (ie ie, light) for device 200. For example, deviations in radiation may include such things as but not limited to fluctuations in intensity in electromagnetic radiation, interfering fluctuations (eg, dust or other interferences passing in front of the source of electromagnetic radiation), coatings or windows included in optical computing device 200, their combinations or the like. In some embodiments, a beam splitter (not shown) can be employed to divide electromagnetic radiation 204, 206 and transmitted or reflected electromagnetic radiation can then be directed to one or more ICE 208. That is, in such forms of In this embodiment, ICE 208 does not function as a type of beam splitter, as shown in Fig. 2, and the electromagnetic radiation transmitted or reflected simply passes through ICE 208, being computationally processed therein before moving to detector 212.

[0041] A(s) característica(s) do fluido 202 sendo analisado usando-se o dispositivo de computação óptica 200 pode ser ainda processado computacionalmente para prover a informação de caracterização adicional sobre o fluido 202. Em algumas formas de realização, a identificação e concentração de cada analisado do fluido 202 podem ser usadas para predizer certas características físicas do fluido 202. Por exemplo, as características de massa de um fluido 202 podem ser estimadas utilizando-se uma combinação das propriedades conferidas ao fluido 202 por cada analisado.[0041] The characteristic (s) of fluid 202 being analyzed using the optical computing device 200 can be further computationally processed to provide additional characterization information about fluid 202. In some embodiments, identification and concentration of each fluid 202 analyte can be used to predict certain physical characteristics of fluid 202. For example, the mass characteristics of a fluid 202 can be estimated using a combination of the properties conferred on fluid 202 by each analyte.

[0042] Em algumas formas de realização, a concentração de cada analisado ou a magnitude de cada característica determinada usando-se o dispositivo de computação óptica 200 pode ser alimentada em um algoritmo operando sob controle de computador. O algoritmo pode ser configurado para fazer predições sobre como as características do fluido 202 muda se as concentrações dos analisados forem mudadas em relação entre si. Em algumas formas de realização, o algoritmo pode produzir uma saída que é legível por um operador que possa manualmente tomar medida apropriada, se necessário, com base na saída. Em algumas formas de realização, o algoritmo pode realizar controle de processo proativo ajustando automaticamente os parâmetros de fluxo, tais como reduzindo a vazão ou pressão do fluxo de fluido dentro do trajeto de fluxo, a fim de manipular as características do fluido.[0042] In some embodiments, the concentration of each analyzed or the magnitude of each characteristic determined using the optical computing device 200 can be fed into an algorithm operating under computer control. The algorithm can be configured to make predictions about how the characteristics of fluid 202 changes if the concentrations of the analyzed are changed in relation to each other. In some embodiments, the algorithm can produce an output that is readable by an operator who can manually take appropriate action, if necessary, based on the output. In some embodiments, the algorithm can perform proactive process control by automatically adjusting the flow parameters, such as reducing the flow or pressure of the fluid flow within the flow path, in order to manipulate the fluid characteristics.

[0043] O algoritmo pode ser parte de uma rede neural artificial, configurada para usar a concentração de cada analisado detectado, a fim de avaliar a(s) características totais do fluido 202 e predizer como modificar o fluido 202 ou um fluxo de fluido, a fim de alterar as propriedades do fluido ou um sistema relacionado de uma maneira desejada. Redes neurais artificiais não limitantes são descritas no comumente possuído Pedido de Patente U.S. No. 11/986.763 (Publicação de Pedido de Patente U.S. 2009/0182693). Deve ser reconhecido que uma rede neural artificial pode ser treinada usando-se amostras de substâncias tendo conhecidas concentrações, composições e/ou propriedades e, desse modo, gerando uma biblioteca virtual. Quando a biblioteca virtual disponível para a rede neural artificial toma-se maior, a rede neural pode tomar-se mais capaz de precisamente predizer as características de uma substância tendo qualquer número de analisados presentes nela. Além disso, com suficiente treinamento, a rede neural artificial pode mais precisamente predizer as características da substância, mesmo na presença de analisados desconhecidos.[0043] The algorithm can be part of an artificial neural network, configured to use the concentration of each detected analyte, in order to assess the total characteristics (s) of fluid 202 and predict how to modify fluid 202 or a fluid flow, in order to change the properties of the fluid or a related system in a desired manner. Non-limiting artificial neural networks are described in the commonly owned U.S. Patent Application No. 11 / 986,763 (U.S. Patent Application Publication 2009/0182693). It must be recognized that an artificial neural network can be trained using samples of substances having known concentrations, compositions and / or properties and, thus, generating a virtual library. When the virtual library available for the artificial neural network becomes larger, the neural network can become more capable of accurately predicting the characteristics of a substance having any number of analytes present in it. In addition, with sufficient training, the artificial neural network can more accurately predict the characteristics of the substance, even in the presence of unknown analysts.

[0044] E reconhecido que as várias formas de realização aqui dirigidas para controle de computador e redes neurais artificiais, incluindo vários blocos, módulos, elementos, componentes, métodos e algoritmos, podem ser implementadas usando-se hardware, software de computador e suas combinações etc. Para ilustrar esta intercambialidade de hardware e software, vários blocos, módulos, elementos, componentes, métodos e algoritmos ilustrativos, foram descritos genericamente em termos de sua funcionalidade. Se tal funcionalidade é implementada como hardware ou software dependerá da aplicação particular e de quaisquer restrições de projeto impostas. Por pelo menos esta razão, deve ser reconhecido que uma pessoa de habilidade comum na arte pode implementar a funcionalidade descrita em uma variedade de maneiras para uma aplicação particular. Além disso, vários componentes e blocos podem ser dispostos em uma diferente ordem ou divididos diferentemente, por exemplo, sem desvio do escopo das formas de realização expressamente descritas.[0044] It is recognized that the various embodiments addressed here for computer control and artificial neural networks, including various blocks, modules, elements, components, methods and algorithms, can be implemented using hardware, computer software and their combinations etc. To illustrate this interchangeability of hardware and software, several blocks, modules, elements, components, methods and illustrative algorithms have been described generically in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software will depend on the particular application and any design restrictions imposed. For at least this reason, it must be recognized that a person of ordinary skill in the art can implement the functionality described in a variety of ways for a particular application. In addition, various components and blocks can be arranged in a different order or divided differently, for example, without deviating from the scope of the embodiments expressly described.

[0045] O hardware de computador usado para implementar os vários blocos, módulos, elementos, componentes, métodos e algoritmos ilustrativos descritos aqui podem incluir um processador configurado para executar uma ou mais sequências de instruções, posições de programação ou código armazenado em um meio legível por computador, não transitório. O processador pode ser, por exemplo, um microprocessador para fins gerais, um microcontrolador, um processador de sinal digital, um circuito integrado específico de aplicação, um arranjo de circuitos programável de campo, um dispositivo lógico programável, um controlador, uma máquina de estado, uma lógica fechada, componentes de hardware distintos, uma rede neural artificial ou qualquer entidade adequada semelhante, que possa realizar cálculos ou outras manipulações de dados. Em algumas formas de realização, o hardware de computador pode ainda incluir elementos tais como, por exemplo, uma memória (p. ex., memória de acesso aleatório (RAM), memória flash, memória de somente leitura (ROM), memória de somente leitura programável (PROM), memória de somente leitura apagável (EPROM)), registros, discos rígidos, discos removíveis, CD-ROMS, DVDs ou qualquer outro dispositivo ou meio de armazenagem adequado semelhante.[0045] The computer hardware used to implement the various blocks, modules, elements, components, methods and illustrative algorithms described here may include a processor configured to execute one or more sequences of instructions, programming positions or code stored in a readable medium by computer, not transitory. The processor can be, for example, a general purpose microprocessor, a microcontroller, a digital signal processor, an application specific integrated circuit, a field programmable circuit arrangement, a programmable logic device, a controller, a state machine , closed logic, distinct hardware components, an artificial neural network or any similar suitable entity that can perform calculations or other data manipulation. In some embodiments, computer hardware may further include elements such as, for example, a memory (eg, random access memory (RAM), flash memory, read-only memory (ROM), memory only programmable read (PROM), erasable read-only memory (EPROM)), registers, hard drives, removable disks, CD-ROMs, DVDs or any other similar suitable device or storage medium.

[0046] Sequências executáveis descritas aqui podem ser implementadas com uma ou mais sequências de código contidas em uma memória. Em algumas formas de realização, tal código pode ser lido na memória de outro meio legível por máquina. A execução das sequências de instruções contidas na memória pode fazer com que um processador realize as etapas do processo descritas aqui. Um ou mais processadores de um arranjo de multiprocessamento pode também ser empregado para executar sequências de instruções na memória. Além disso, circuitos conectados fisicamente podem ser usados em lugar de ou em combinação com instruções de software para implementar várias formas de realização descritas aqui. Assim, as presentes formas de realização não são limitadas a qualquer combinação específica de hardware e/ou software.[0046] Executable sequences described here can be implemented with one or more code sequences contained in a memory. In some embodiments, such code can be read into the memory of another machine-readable medium. Executing the instruction sequences contained in memory can cause a processor to perform the process steps described here. One or more processors from a multiprocessing array can also be employed to execute sequences of instructions in memory. In addition, physically connected circuits can be used in place of or in combination with software instructions to implement the various embodiments described here. Thus, the present embodiments are not limited to any specific combination of hardware and / or software.

[0047] Como aqui usado, um meio legível por máquina referir-se-á a qualquer meio que direta ou indiretamente proveja instruções para um processador para execução. Um meio legível por máquina pode assumir muitas formas, incluindo, por exemplo, meios não voláteis, meios voláteis e meios de transmissão. Meios não voláteis podem incluir, por exemplo, discos ópticos e magnéticos. Os meios voláteis podem incluir, por exemplo, memória dinâmica. Os meios de transmissão podem incluir, por exemplo, cabos coaxiais, fio, fibra óptica e fios que formam um barramento. Formas comuns de meios legíveis por máquina podem incluir, por exemplo, disquetes, discos flexíveis, discos rígidos, fitas magnéticas, outros meios magnéticos semelhantes, CD-ROMs, DVDs, outros meios ópticos semelhantes, cartões de perfuração, fitas de papel e meios físicos similares com furos padronizados, RAM, ROM, PROM, EPROM e EPROM flash.[0047] As used herein, a machine-readable medium will refer to any medium that directly or indirectly provides instructions for a processor to execute. A machine-readable medium can take many forms, including, for example, non-volatile media, volatile media and transmission media. Non-volatile media can include, for example, optical and magnetic disks. Volatile media can include, for example, dynamic memory. The transmission means may include, for example, coaxial cables, wire, optical fiber and wires that form a bus. Common forms of machine-readable media may include, for example, floppy disks, floppy disks, hard drives, magnetic tapes, other similar magnetic media, CD-ROMs, DVDs, other similar optical media, punch cards, paper tapes and physical media similar with standardized holes, RAM, ROM, PROM, EPROM and flash EPROM.

[0048] Em algumas formas de realização, os dados coletados usando- se os dispositivos de computação óptica podem ser arquivados juntamente com os dados associados com parâmetros operacionais sendo registrados em um local de trabalho. A avaliação do desempenho do trabalho pode então ser feita e aperfeiçoada para futuras operações ou tal informação pode ser usada para projetar subsequentes operações. Além disso, os dados e informações podem ser transmitidos (por fio ou sem fio) para um local remoto por um sistema de comunicações (p. ex., comunicação por satélite ou comunicação de rede de grande área) para mais análise. O sistema de comunicações pode também permitir que monitoramento e operação remotos ocorram. Controle automatizado com um sistema de comunicações de longo alcance pode ainda facilitar mais o desempenho das operações de trabalho remotas. Em particular, uma rede neural artificial pode ser usada em algumas formas de realização, para facilitar o desempenho de operações de trabalho remotas. Isto é, as operações de trabalho remotas podem ser conduzidas automaticamente em algumas formas de realização. Em outras formas de realização, entretanto, as operações de trabalho remotas podem ocorrer sob controle direto do operador, onde o operador não está no local do trabalho.[0048] In some embodiments, data collected using optical computing devices can be archived together with data associated with operational parameters being recorded at a workplace. The assessment of job performance can then be made and refined for future operations or such information can be used to design subsequent operations. In addition, data and information can be transmitted (wired or wirelessly) to a remote location via a communications system (eg, satellite communication or wide area network communication) for further analysis. The communications system can also allow remote monitoring and operation to take place. Automated control with a long-range communications system can further facilitate the performance of remote work operations. In particular, an artificial neural network can be used in some embodiments, to facilitate the performance of remote work operations. That is, remote work operations can be conducted automatically in some embodiments. In other embodiments, however, remote work operations can take place under the direct control of the operator, where the operator is not at the job site.

[0049] Com referência agora à Fig. 3, é ilustrado um sistema exemplar 300 para monitorar um fluido 302, de acordo com uma ou mais formas de realização. Na forma de realização ilustrada, o fluido 302 pode ser contido ou por outro lado fluindo dentro de um trajeto de fluxo 304. O trajeto de fluxo 304 pode ser uma linha de fluxo ou um oleoduto e o fluido 302 presente nele pode estar fluindo em uma direção geral indicada pelas setas A (isto é, de um local a montante para um local a jusante). Como será apreciado, entretanto, o trajeto de fluxo 304 pode ser qualquer outro tipo de trajeto de fluxo, como genericamente descrito ou por outro lado definido aqui.[0049] With reference now to Fig. 3, an exemplary system 300 for monitoring a fluid 302, according to one or more embodiments, is illustrated. In the illustrated embodiment, fluid 302 may be contained or otherwise flowing within a flow path 304. Flow path 304 may be a flow line or an oil pipeline and the fluid 302 present therein may be flowing in one general direction indicated by arrows A (ie from an upstream location to a downstream location). As will be appreciated, however, flow path 304 can be any other type of flow path, as generically described or otherwise defined here.

[0050] Em pelo menos uma forma de realização, o trajeto de fluxo 304 pode fazer parte de uma tubulação de óleo/gás e pode ser disposto próximo de uma boca de poço ou fazer parte de uma pluralidade de linhas de fluxo ou tubulações interconectantes submarinas ou acima da terra, que interconectam vários reservatórios de hidrocarboneto subterrâneos com uma ou mais plataformas de recebimento/coleta ou instalações de processamento. Em algumas formas de realização, toda ou uma parte do trajeto de fluxo representado 304 pode ser empregado no fiindo de poço. Em outras formas de realização, to ou uma parte do trajeto de fluxo representado 304 pode ser empregado acima da terra em ou próximo de uma instalação de superfície, por exemplo. Como tal, partes do fluxo/trajeto 304 podem ser dispostas substancialmente verticais, substancialmente horizontais ou em qualquer configuração direcional entre elas, sem desvio do escopo da descrição.[0050] In at least one embodiment, flow path 304 may form part of an oil / gas pipeline and may be arranged close to a wellhead or form part of a plurality of flow lines or subsea interconnecting pipelines or above ground, which interconnect several underground hydrocarbon reservoirs with one or more receiving / collecting platforms or processing facilities. In some embodiments, all or part of the represented flow path 304 may be employed at the bottom of the well. In other embodiments, all or part of the flow path represented 304 may be employed above ground in or near a surface installation, for example. As such, parts of the flow / path 304 can be arranged substantially vertical, substantially horizontal or in any directional configuration between them, without deviating from the scope of the description.

[0051] Como ilustrado, o trajeto de fluxo 304 pode incluir ou de outro modo ser fluidicamente acoplado a um separador de fluido 306. Em algumas formas de realização, o separador de fluido 306 pode formar uma parte integral do trajeto de fluxo 304, onde os condutos de entrada e de descarga 308a,b fornecem localizações ou pontos de transição entre as linhas de fluxo do trajeto de fluxo 304 e o separador de fluido 306. O separador de fluido 306 pode ser configurado para receber o fluido 302 via um conduto de entrada 308a e descarregar o fluido 302 via pelo menos um conduto de descarga 308b, após um ou mais componentes constituintes serem separados dele. Por conseguinte, em algumas formas de realização, o fluido 302 contido no ou por outro lado fluindo através do conduto de descarga 308b pode ser caracterizado ou de outro modo referido como um “fluido separado”. Embora somente um conduto de entrada 308a e somente um conduto de descarga 308b sejam representados na Fig. 3, observamos que mais do que um conduto de entrada 308a e um conduto de descarga 308b podem ser empregados, sem desvio do escopo da descrição.[0051] As illustrated, flow path 304 may include or otherwise be fluidly coupled to a fluid separator 306. In some embodiments, fluid separator 306 may form an integral part of flow path 304, where the inlet and discharge ducts 308a, b provide locations or transition points between the flow lines of flow path 304 and fluid separator 306. Fluid separator 306 can be configured to receive fluid 302 via a duct inlet 308a and discharge fluid 302 via at least one discharge conduit 308b, after one or more constituent components are separated from it. Therefore, in some embodiments, the fluid 302 contained in or otherwise flowing through the discharge conduit 308b can be characterized or otherwise referred to as a "separate fluid". Although only one inlet duct 308a and only one discharge duct 308b are represented in Fig. 3, we have observed that more than one inlet duct 308a and one discharge duct 308b can be employed, without deviating from the scope of the description.

[0052] O separador de fluido 306 pode ser qualquer tipo de separador conhecido daqueles hábeis na arte e usado para separar um ou mais componentes do fluido 302 de um ou mais de outros componentes do fluido 302. Em aplicações de óleo e gás, por exemplo, o separador de fluido 306 pode ser qualquer tipo de separador usado para separar os fluidos de produção de poço em seus componentes constituintes de, por exemplo, óleo, gás, água, precipitados, impurezas, condensados (p. ex., compostos BTEX), fluidos de multifases, suas combinações e similares. Separadores adequados incluem separadores que operam no princípio de separação de densidade ou separadores que operam no princípio de separação centrífuga. Em operação, o material ou substância de densidade mais elevada (p. ex., água) é separado do material ou substância de mais baixa densidade (p. ex., gás, óleo, impurezas etc.) via assentamento ou centrifugação diferencial, como sabido na arte. Em algumas formas de realização, vários materiais, produtos químicos ou substâncias, como sabido na arte, podem ser adicionados ao fluido 302 para ajudar a facilitar um processo de separação mais eficiente. Outros separadores adequados 306 podem incluir mas não são limitados a separadores de óleo e gás, separadores de estágio, separadores de armadilha, vasos de retirada, (tambor de retirada, armadilha de retirada, extrator de água ou extrator de líquido), separadores de câmara flash (vaso flash ou armadilha flash), separador de expansão ou vaso de expansão, purificadores (purificador de gases, receptores de placa corrugada, filtros (filtro de gás), tecnologia de ciclone (separação de gás/sólido, hidrociclones para separação de fase líquida) e ar dissolvido assistido floculento e flotação de ar induzida (DAF, IAF para separação de sólido e óleo para tratamento de resíduos oleosos). Separadores adequados 306 podem ter três configurações gerais, vertical, horizontal e esférica.[0052] Fluid separator 306 can be any type of separator known to those skilled in the art and used to separate one or more components of fluid 302 from one or more other components of fluid 302. In oil and gas applications, for example , the fluid separator 306 can be any type of separator used to separate well-producing fluids into their constituent components, for example, oil, gas, water, precipitates, impurities, condensates (eg, BTEX compounds) , multiphase fluids, their combinations and the like. Suitable separators include separators that operate on the density separation principle or separators that operate on the centrifugal separation principle. In operation, the higher density material or substance (eg water) is separated from the lower density material or substance (eg gas, oil, impurities etc.) via differential settlement or centrifugation, such as known in art. In some embodiments, various materials, chemicals or substances, as known in the art, can be added to fluid 302 to help facilitate a more efficient separation process. Other suitable separators 306 may include but are not limited to oil and gas separators, stage separators, trap separators, withdrawal vessels, (withdrawal drum, withdrawal trap, water extractor or liquid extractor), chamber separators flash (flash vessel or flash trap), expansion separator or expansion vessel, purifiers (gas purifier, corrugated plate receptors, filters (gas filter), cyclone technology (gas / solid separation, hydrocyclones for phase separation liquid) and flocculent assisted dissolved air and induced air flotation (DAF, IAF for separation of solid and oil for treatment of oily waste) Suitable separators 306 can have three general configurations, vertical, horizontal and spherical.

[0053] Como representado e no contexto da indústria de óleo e gás, o separador de fluido 306 pode operar para separar óleo/gás 312 do fluido 302 e um rompedor ou divisor de espuma 314 pode ser disposto dentro do separador de fluido 306 a fim de isolar o óleo/gás separado 312 de quaisquer componentes restantes do fluido 302 e para por outro lado facilitar a remoção do óleo/gás 312 do separador de fluido 306. O separador de fluido 306 pode também operar para separar quaisquer precipitados 316 do fluido 302, que pode, por exemplo, sedimentar-se ou por outro lado coalescer próximo da base do separador de fluido 306. Uma vez substancial mente separado do óleo/gás 312 e/ou dos precipitados 316, o fluido 302 deixa o separador de fluido 306 via o conduto de descarga 308b. Como será apreciado por aqueles hábeis na arte, o separador de fluido ilustrado 306 é descrito meramente por exemplo, a fim de suplementar o entendimento dos sistemas e métodos exemplares aqui descritos. Por conseguinte, de forma alguma devevem ser descritos os componentes ou processos de separação examinados aqui, como relacionado com o separador de fluido 306 ser considerado como limitando o escopo da presente descrição. Na realidade, aqueles hábeis na arte prontamente reconhecerão diversas variações ou configurações do separador de fluido 306, que pode ser empregado sem desvio do escopo da descrição.[0053] As depicted and in the context of the oil and gas industry, fluid separator 306 can operate to separate oil / gas 312 from fluid 302 and a breaker or foam divider 314 can be disposed within fluid separator 306 in order to to isolate the separated oil / gas 312 from any remaining components of the fluid 302 and on the other hand to facilitate the removal of the oil / gas 312 from the fluid separator 306. The fluid separator 306 can also operate to separate any precipitates 316 from the fluid 302 , which may, for example, settle or otherwise coalesce near the base of fluid separator 306. Once substantially separated from oil / gas 312 and / or precipitates 316, fluid 302 leaves fluid separator 306 via the discharge line 308b. As will be appreciated by those skilled in the art, the illustrated fluid separator 306 is described merely for example, in order to supplement the understanding of the exemplary systems and methods described herein. Therefore, in no way should the separation components or processes examined here be described, as related to the fluid separator 306 being considered to limit the scope of the present description. In reality, those skilled in the art will readily recognize various variations or configurations of the fluid separator 306, which can be employed without deviating from the scope of the description.

[0054] O sistema 300 pode ainda incluir pelo menos um primeiro dispositivo de computação óptica 318a e um segundo dispositivo de computação óptica 318b. Os dispositivos de computação óptica 318a,b podem ser um tanto similares ao dispositivo de computação óptica 200 da Fig. 2 e, portanto, podem ser melhor entendidos com referência a ele. Como ilustrado, cada um os primeiro e segundo dispositivos de computação óptica 318a,b pode ser associado com o trajeto de fluxo 304 em locais de monitoramento independentes e distintos ao longo do trajeto de fluxo 304. Especificamente, o primeiro dispositivo de computação óptica 318a pode ser localizado no, próximo do ou antes do conduto de entrada 308a e o segundo dispositivo de computação óptica 318b pode ser localizado no, próximo do (p. ex., adjacente ao ou em proximidade do), ou após o conduto de descarga 308b. Os dispositivos de computação óptica 318a,b podem ser úteis na determinação de uma característica particular do fluido 302, dentro do trajeto de fluxo 304, tal como determinar como a concentração de uma substância presente dentro do fluido 302 muda após passar através do separador de fluido 306. Deve ser observado que, embora somente dois dispositivos de computação óptica 318a,b sejam mostrados na Fig. 3, o sistema 300 pode empregar mais do que dois dispositivos de computação óptica dentro do trajeto de fluxo 304, sem desvio do escopo da descrição.[0054] System 300 may further include at least a first optical computing device 318a and a second optical computing device 318b. Optical computing devices 318a, b can be somewhat similar to the optical computing device 200 of Fig. 2 and, therefore, can be better understood with reference to it. As illustrated, each of the first and second optical computing devices 318a, b can be associated with flow path 304 at separate and separate monitoring locations along flow path 304. Specifically, the first optical computing device 318a can be located at, near or before inlet conduit 308a and the second optical computing device 318b can be located at, near (adjacent to or in proximity to), or after discharge conduit 308b. Optical computing devices 318a, b can be useful in determining a particular characteristic of fluid 302, within flow path 304, such as determining how the concentration of a substance present in fluid 302 changes after passing through the fluid separator 306. It should be noted that, although only two optical computing devices 318a, b are shown in Fig. 3, system 300 can employ more than two optical computing devices within flow path 304, without deviating from the scope of the description .

[0055] Cada dispositivo 318a,b pode ser alojado dentro de um revestimento ou alojamento individual acoplado ou de outro modo fixado ao trajeto de fluxo 304 em seu respectivo local. Como ilustrado, por exemplo, o primeiro dispositivo 318a pode ser alojado dentro de um primeiro alojamento 320a e o segundo dispositivo 318b pode ser alojado dentro de um segundo alojamento 320b. Em algumas formas de realização, os primeiro e segundo alojamentos 320a,b podem mecanicamente ser acoplados ao trajeto de fluxo 304 usando-se, por exemplo, fixadores mecânicos, técnicas de soldadura forte ou soldagem, adesivos, ímãs, suas combinações ou similares. Cada alojamento 320a,b pode ser configurado para substancialmente proteger os componentes internos dos respectivos dispositivos 318a,b de avaria ou contaminação do ambiente externo. Além disso, cada alojamento 320a,b pode ser projetado a fim de suportar as pressões que podem ser experimentadas dentro do trajeto de fluxo 304 e, desse modo, prover uma vedação hermética a fluido entre o trajeto de fluxo 304 e o respectivo alojamento 320a,b.[0055] Each device 318a, b can be housed within a jacket or individual housing coupled or otherwise fixed to the flow path 304 in its respective location. As illustrated, for example, the first device 318a can be housed within a first housing 320a and the second device 318b can be housed within a second housing 320b. In some embodiments, the first and second housings 320a, b can be mechanically coupled to flow path 304 using, for example, mechanical fasteners, brazing or welding techniques, adhesives, magnets, combinations thereof or the like. Each housing 320a, b can be configured to substantially protect the internal components of the respective devices 318a, b from damage or contamination from the external environment. In addition, each housing 320a, b can be designed to withstand the pressures that can be experienced within the flow path 304 and thereby provide a fluid tight seal between the flow path 304 and the respective housing 320a, B.

[0056] Como será descrito mais detalhadamente abaixo, cada dispositivo 328a,b pode ser configurado para produzir um sinal de saída em tempo real ou quase real, na forma de uma voltagem (ou corrente) que corresponda à característica particular de interesse do fluido 302. Por exemplo, o primeiro dispositivo 318b pode gerar um segundo sinal de saída 322b. Em algumas formas de realização, o sinal de saída 322a,b de cada dispositivo 318a,b pode ser transportado para ou de outro modo recebido por um processador de sinal 324, comunicavelmente acoplado a cada dispositivo 318a,b. O processador de sinal 324 pode ser um computador incluindo um meio legível por máquina não transitório e pode empregar um algoritmo configurado para calcular ou por outro lado determinar as diferenças entre os dois sinais de saída 322a,b. Por exemplo, o primeiro sinal de saída 322a pode ser indicativo da concentração de uma substância e/ou da magnitude da característica de interesse do fluido 302 no local do primeiro dispositivo 318a, ao longo do trajeto de fluxo 304, e o segundo sinal de saída 322b pode ser indicativo da concentração da substância e/ou magnitude da característica de interesse do fluido 302 no local do segundo dispositivo 318b, ao longo do trajeto de fluxo 304. Por conseguinte, em pelo menos uma forma realização, o processador de sinal 324 pode ser configurado para determinar como a concentração da substância e/ou a magnitude da característica de interesse do fluido 302 mudou passando através do separador de fluido 306.[0056] As will be described in more detail below, each device 328a, b can be configured to produce an output signal in real or near real time, in the form of a voltage (or current) that corresponds to the particular characteristic of interest of the fluid 302 For example, the first device 318b can generate a second output signal 322b. In some embodiments, the output signal 322a, b from each device 318a, b can be transported to or otherwise received by a signal processor 324, communicably coupled to each device 318a, b. Signal processor 324 may be a computer including a non-transitory machine-readable medium and may employ an algorithm configured to calculate or otherwise determine the differences between the two output signals 322a, b. For example, the first output signal 322a can be indicative of the concentration of a substance and / or the magnitude of the characteristic of fluid 302 at the location of the first device 318a, along the flow path 304, and the second output signal 322b can be indicative of the concentration of the substance and / or magnitude of the characteristic of interest of the fluid 302 at the location of the second device 318b, along the flow path 304. Therefore, in at least one embodiment, the signal processor 324 can be configured to determine how the concentration of the substance and / or the magnitude of the characteristic of interest of the fluid 302 has changed by passing through the fluid separator 306.

[0057] Em tempo real ou quase real, o processador de sinal 324 pode ser configurado para prover um resultante sinal de saída 326 que pode ser transportado, com fio ou sem fio, para um usuário para consideração. Em pelo menos uma forma realização, como resumidamente mencionado acima, o resultante sinal de saída 326 pode corresponder a uma diferença medida na substância e/ou na magnitude da característica de interesse do fluido 302, entre os primeiro e segundo dispositivos de computação óptica 318a,b. Por exemplo, em uma ou mais formas de realização, os primeiro e segundo sinais de saída 322a,b podem ser indicativos de uma concentração de uma substância, tal como um hidrocarboneto ou outro componente de fluido de produção comum, fluindo com o fluido 302. O primeiro dispositivo de computação óptica 318a pode ser configurado para determinar e reportar a concentração da substância no, próximo ou antes do conduto de entrada 308a, o segundo dispositivo de computação óptica 318b pode ser configurado para determinar e reportar a concentração da substância no, próximo do ou após o conduto de descarga 308b. Calculando-se a diferença entre os primeiro e segundo sinais de saída 322a,b, o processador de sinal 324 pode ser capaz de determinar quão eficientemente o separador de fluido 306 opera.[0057] In real or near real time, signal processor 324 can be configured to provide a resulting output signal 326 that can be carried, wired or wireless, for a user for consideration. In at least one embodiment, as briefly mentioned above, the resulting output signal 326 may correspond to a measured difference in the substance and / or magnitude of the fluid characteristic of interest 302, between the first and second optical computing devices 318a, B. For example, in one or more embodiments, the first and second output signals 322a, b can be indicative of a concentration of a substance, such as a hydrocarbon or other common production fluid component, flowing with fluid 302. The first optical computing device 318a can be configured to determine and report the concentration of the substance in, near or before the inlet conduit 308a, the second optical computing device 318b can be configured to determine and report the concentration of the substance in, near or after the discharge line 308b. By calculating the difference between the first and second output signals 322a, b, the signal processor 324 may be able to determine how efficiently the fluid separator 306 operates.

[0058] Em outras formas de realização, os primeiro e segundo sinais de saída 322a,b podem ser indicativos de uma característica de interesse do próprio fluido 302, tal como qualquer propriedade química, mecânica ou física do fluido 302. Em pelo menos uma forma realização, a característica de interesse pode referir-se a um teor de impureza do fluido 302, tal como a presença de sais, precipitados, água (isto é, no caso de separação de hidrocarboneto) e hidrocarbonetos (isto é, no caso de separação de água), partículas, etiquetas (p. ex., química ou física), metais, compostos orgânicos e compostos orgânicos voláteis, aditivos e tratamentos, polímeros, organismos biológicos (p. ex., bactérias, vírus, microorganismos etc.), medicamentos e remédios, venenos ou outros componentes de interesse, o primeiro dispositivo de computação óptica 318a pode ser configurado para determinar e reportar a concentração do teor de impureza no, próximo ou antes do conduto de entrada 308a, e o segundo dispositivo de computação óptica 318b pode ser configurado para determinar e reportar a concentração do teor de impurezas no, próximo ou antes do conduto de descarga 308b. Precisamente calcular e informar o teor de impurezas do fluido 302 em tempo real ou quase real pode provar-se vantajoso em aplicações de controle de qualidade, onde o fluido 302 deixando o separador de fluido 306 deve, por exemplo, aderir a rigorosos regras e regulamentos ambientais. Por exemplo, os regulamentos estaduais e nacionais com frequência determinam que óleo, em concentrações de água residual, seja menos do que 5 ppm para descarga em caminhos de água em terra e 20 - 30 ppm no oceano aberto. O sistema 300, e suas variações, podem ser usados para assegurar que a concentração de óleo em água residual não exceda estes limites predeterminados.[0058] In other embodiments, the first and second output signals 322a, b can be indicative of a characteristic of interest in the fluid 302 itself, such as any chemical, mechanical or physical properties of the fluid 302. In at least one form In this embodiment, the characteristic of interest can refer to an impurity content of the fluid 302, such as the presence of salts, precipitates, water (that is, in the case of hydrocarbon separation) and hydrocarbons (that is, in the case of separation water), particles, labels (eg, chemical or physical), metals, organic compounds and volatile organic compounds, additives and treatments, polymers, biological organisms (eg, bacteria, viruses, microorganisms, etc.), medications and medicines, poisons or other components of interest, the first optical computing device 318a can be configured to determine and report the concentration of the impurity content in, near or before the inlet conduit 308a, and the second device optical computation void 318b can be configured to determine and report the concentration of the impurity content in, near or before the discharge conduit 308b. Precisely calculating and reporting the impurity content of fluid 302 in real or near real time can prove to be advantageous in quality control applications, where fluid 302 leaving fluid separator 306 must, for example, adhere to strict rules and regulations environmental issues. For example, state and national regulations often state that oil, in concentrations of wastewater, is less than 5 ppm for discharge into water ways on land and 20 - 30 ppm into the open ocean. System 300, and its variations, can be used to ensure that the oil concentration in wastewater does not exceed these predetermined limits.

[0059] Em outras formas de realização, os primeiro e segundo sinais de saída 322a,b pode ser indicativo de composições de fluido e fases de fluido. Por exemplo, os primeiro e segundo sinais de saída 322a,b podem ser indicativos de características tais como densidade, peso específico, pH, sólidos dissolvidos totais, areia ou particulados, suas combinações etc. Em ainda outras formas de realização, os primeiro e segundo sinais de saída 322b,b podem ser indicativos da concentração ou teor de um ou mais químicos de tratamento adicionados ao fluido 302. Em muitas circunstâncias, por exemplo, operações de separação podem ser assistidas pelo uso de um ou mais químicos de tratamento, tais como rompedores de emulsão, agentes desespumantes, organismos digestores, agentes de coalescência e floculantes. As concentrações relativas de tais químicos de tratamento podem ser monitoradas e medidas usando-se o sistema 300 e suas variações.[0059] In other embodiments, the first and second output signals 322a, b can be indicative of fluid compositions and fluid phases. For example, the first and second output signals 322a, b can be indicative of characteristics such as density, specific weight, pH, total dissolved solids, sand or particulates, their combinations, etc. In still other embodiments, the first and second output signals 322b, b can be indicative of the concentration or content of one or more treatment chemicals added to fluid 302. In many circumstances, for example, separation operations can be assisted by use of one or more treatment chemicals, such as emulsion breakers, defoaming agents, digesting organisms, coalescing agents and flocculants. The relative concentrations of such treatment chemicals can be monitored and measured using the 300 system and its variations.

[0060] Em ainda outras formas de realização, o sinal de saída resultante 326 pode ser reconhecido pelo processador de sinal 324 como estando dentro ou fora de uma predeterminada ou pré-programada faixa de operação adequada para o trajeto de fluxo 304. Por exemplo, os primeiro e segundo sinais de saída 322,a,b podem informar condições gerais de fluido no trajeto de fluxo 304 nos respectivos lados do separador de fluido 306 e podem ser configurados para advertir o usuário se o nível do óleo (ou outra substância a ser separada usando-se o separador de fluido 306) tiver ultrapassado um nível predeterminado. Em alguns aspectos, o primeiro sinal de saída 322a, derivado do primeiro dispositivo de computação óptica 318a, pode ser configurado para prover um aviso antecipado de uma sobrecarga potencial do separador de fluido 306. Igualmente, o segundo sinal de saída 322b, derivado do segundo dispositivo de computação óptica 318b, pode ser configurado para prover um alerta de que uma impureza, tal como óleo ou outro hidrocarboneto, está deixando o separador de fluido 306 via o conduto de descarga 308b.[0060] In still other embodiments, the resulting output signal 326 can be recognized by signal processor 324 as being within or outside a predetermined or pre-programmed operating range suitable for flow path 304. For example, the first and second output signals 322, a, b can report general fluid conditions in flow path 304 on the respective sides of the fluid separator 306 and can be configured to warn the user if the oil level (or other substance to be separated using fluid separator 306) has exceeded a predetermined level. In some respects, the first output signal 322a, derived from the first optical computing device 318a, can be configured to provide early warning of a potential overload of the fluid separator 306. Likewise, the second output signal 322b, derived from the second optical computing device 318b, can be configured to provide an alert that an impurity, such as oil or other hydrocarbon, is leaving the fluid separator 306 via the discharge conduit 308b.

[0061] Em pelo menos uma forma realização, o sistema 300 pode ser ou de outro modo inclui um sistema de controle automatizado 328, configurado para autonomamente reagir aos resultantes sinais de saída 326, que estão dentro ou fora de predeterminadas ou pré-programadas faixas de operação adequada para o trajeto de fluxo 304. Por exemplo, se o sinal de saída resultante 326 exceder a predeterminada ou reprogramada faixa de operação, o sistema de controle automatizado 328 pode ser configurado para alertar o usuário, de modo que apropriadas medidas corretivas possam ser tomadas ou por outro lado autonomamente realizar a apropriada ação corretiva, de modo que o sinal de saída resultante 326 retome para um valor que se situe dentro da faixa de operação predeterminada ou pré-programada. Tais ações corretivas podem requerer ajuste dos parâmetros ou condições do fluido 302, tal como manipulando o fluxo, pressão, temperatura do fluido, direção do trajeto de fluxo (p. ex., mudando-se a rota do fluxo de fluido), adicionando-se tratamentos e/ou outros aditivos (todos os tipos), aumentando- se ou diminuindo-se a velocidade de rotação das centrífugas de estágio de disco, ajustando-se campos elétricos ou magnéticos, ajustando-se exposição à luz e/ou o fluxo de ar, suas combinações e similares.[0061] In at least one embodiment, system 300 may be or otherwise includes an automated control system 328, configured to autonomously react to the resulting output signals 326, which are within or outside predetermined or pre-programmed ranges of operation suitable for flow path 304. For example, if the resulting output signal 326 exceeds the predetermined or reprogrammed operating range, the automated control system 328 can be configured to alert the user so that appropriate corrective measures can be taken. be taken or on the other hand autonomously take the appropriate corrective action, so that the resulting output signal 326 resumes to a value that falls within the predetermined or pre-programmed operating range. Such corrective actions may require adjustment of fluid parameters or conditions 302, such as manipulating flow, pressure, fluid temperature, direction of the flow path (eg, changing the fluid flow path), adding whether treatments and / or other additives (all types), increasing or decreasing the speed of rotation of disk stage centrifuges, adjusting electric or magnetic fields, adjusting exposure to light and / or flow of air, their combinations and the like.

[0062] Ainda com referência à Figura 3, em outras formas de realização, o primeiro dispositivo de computação óptica 318a pode ser omitido do sistema 300 e, em vez disso, um tubo de luz óptica 330 pode ser incluído para facilitar o monitoramento e/ou a detecção do fluido 302 no ou próximo do conduto de entrada 308a. O tubo de luz óptica 330 pode ser um condutor de fibra óptica, sonda, ou conduto usado para a transmissão de radiação eletromagnética para/do segundo dispositivo de computação óptica 318b. Especificamente, o tubo de luz óptica pode comunicavelmente acoplar o segundo dispositivo de computação óptica 318b ao fluido no ou próximo do conduto de entrada 308a. Por exemplo, o tubo de luz óptica 330 pode ser configurado para enviar radiação eletromagnética do segundo dispositivo de computação óptica 318 para o fluido 302 para fins de determinar a característica particular de interesse. O tubo de luz óptica 330 pode também ser configurado para transportar radiação opticamente interagida do fluido 302 para o segundo dispositivo de computação óptica 318b.[0062] Still referring to Figure 3, in other embodiments, the first optical computing device 318a can be omitted from system 300 and, instead, an optical light tube 330 can be included to facilitate monitoring and / or detecting fluid 302 in or near inlet conduit 308a. The optical light tube 330 can be an optical fiber conductor, probe, or conduit used for transmitting electromagnetic radiation to / from the second optical computing device 318b. Specifically, the optical light tube can communicatively couple the second optical computing device 318b to the fluid in or near the inlet conduit 308a. For example, optical light tube 330 can be configured to send electromagnetic radiation from the second optical computing device 318 to fluid 302 for the purpose of determining the particular characteristic of interest. The optical light tube 330 can also be configured to carry optically interacted radiation from the fluid 302 to the second optical computing device 318b.

[0063] Em operação exemplar, o segundo dispositivo de computação óptica 318b pode receber radiação opticamente interagida do fluido 302 no ou próximo do conduto de entrada 308a, via o tubo de luz óptica 330 e também no ou próximo do conduto de descarga 308b, via o processo descrito acima. Em algumas formas de realização, um detector (não mostrado, porém descrito abaixo na Fig. 4 como detector 414) disposto dentro do segundo dispositivo de computação óptica 316, pode ser configurado para multiplexar em tempo os feixes duplos de luz opticamente interagida do fluido 302. Por exemplo, a radiação opticamente interagida, recebida via o tubo de luz óptica 330, pode ser dirigida para ou normalmente recebida pelo segundo dispositivo de computação óptica 318a em um primeiro tempo Tl, e a radiação opticamente interagida, derivada no ou próximo do conduto de descarga 308b, pode ser dirigida para ou então recebida pelo segundo dispositivo de computação óptica 318b em um segundo tempo T2, onde as primeira e segunda vezes Tl, T2 são períodos de tempo distintos, que não se sobrepõem espacialmente.[0063] In exemplary operation, the second optical computing device 318b can receive optically interacted radiation from fluid 302 in or near inlet conduit 308a, via optical light tube 330 and also in or near discharge conduit 308b, via the process described above. In some embodiments, a detector (not shown, but described below in Fig. 4 as detector 414) disposed within the second optical computing device 316, can be configured to multiplex in time the double optically interacting beams of fluid 302 For example, optically interacted radiation, received via optical light tube 330, can be directed to or normally received by the second optical computing device 318a in a first time T1, and optically interacted radiation, derived in or near the conduit of discharge 308b, can be directed to or received by the second optical computing device 318b in a second time T2, where the first and second times T1, T2 are distinct periods of time, which do not overlap spatially.

[0064] Consequentemente, o detector recebe pelo menos dois distintos feixes de luz opticamente interagida e é capaz de transportar correspondentes segundos sinais de saída 322b par aos respectivos feixes para o processador de sinal para processamento. O primeiro feixe de luz opticamente interagida pode indicar a concentração de uma substância e/ou a magnitude da característica de interesse do fluido 302 no ou próximo do conduto de entrada 318a, enquanto o segundo feixe de luz opticamente interagida pode indicar a concentração de uma substância e/ou a magnitude no ou próximo do conduto de descarga 318b. Calculando-se a diferença entre os correspondentes segundos sinais de saída 322b, o processador de sinal 324 pode ser capaz de determinar quão eficientemente o separador de fluido 306 opera ou determinar como a concentração da substância e/ou a magnitude da característica de interesse do fluido 302 mudou passando através do separador de fluido 306.[0064] Consequently, the detector receives at least two distinct beams of optically interacted light and is capable of carrying corresponding second output signals 322b to the respective beams for the signal processor for processing. The first optically interacted beam of light can indicate the concentration of a substance and / or the magnitude of the characteristic of fluid 302 in or near the inlet conduit 318a, while the second optically interacted beam of light can indicate the concentration of a substance and / or the magnitude at or near the discharge conduit 318b. By calculating the difference between the corresponding second output signals 322b, signal processor 324 may be able to determine how efficiently the fluid separator 306 operates or determine how the concentration of the substance and / or the magnitude of the characteristic of interest of the fluid 302 changed by passing through the fluid separator 306.

[0065] Com referência agora à Fig. 4, com continuada referência à Fig. 3, é ilustrada uma vista esquemática de um dispositivo de computação óptica exemplar 400, que pode representar uma vista mais detalhada dos primeiro e/ou segundo dispositivos de computação óptica 318a,b, de acordo com uma ou mais formas de realização. Como ilustrado, o dispositivo de computação óptica 400 pode ser acoplado ou de outro modo fixado ao trajeto de fluxo 304 a fim de monitorar o fluido 302 antes e/ou após o separador de fluido 306 (Fig. 3). O dispositivo de computação óptica 400 pode incluir uma fonte de radiação eletromagnética 402, configurada para emitir ou de outro modo gerar radiação eletromagnética 404. A fonte de radiação eletromagnética 402 pode ser qualquer dispositivo capaz de emitir ou gerar radiação eletromagnética, como definido aqui. Por exemplo, a fonte de radiação eletromagnética 402 pode ser uma lâmpada elétrica, um dispositivo emissor de luz (LED), um leiser, um corpo negro, um cristal fotônico, uma fonte de raio-X, suas combinações ou similares.[0065] Referring now to Fig. 4, with continued reference to Fig. 3, a schematic view of an exemplary optical computing device 400 is illustrated, which can represent a more detailed view of the first and / or second optical computing devices 318a, b, according to one or more embodiments. As illustrated, the optical computing device 400 can be coupled or otherwise attached to flow path 304 in order to monitor fluid 302 before and / or after fluid separator 306 (Fig. 3). Optical computing device 400 may include an electromagnetic radiation source 402, configured to emit or otherwise generate electromagnetic radiation 404. Electromagnetic radiation source 402 can be any device capable of emitting or generating electromagnetic radiation, as defined herein. For example, the source of electromagnetic radiation 402 may be an electric lamp, a light-emitting device (LED), a leiser, a black body, a photonic crystal, an X-ray source, combinations thereof or the like.

[0066] Em algumas formas de realização, uma lente 406 pode ser configurada para coletar ou de outro modo receber a radiação eletromagnética 404 e dirigir um feixe 408 de radiação eletromagnética 404 para o fluido 302. A lente 406 pode ser qualquer tipo de dispositivo óptico configurado para transmitir ou se não enviar a radiação eletromagnética 404 como desejado. Por exemplo, a lente 406 pode ser uma lente normal, uma lente Fresnel, um elemento óptico difrativo, um elemento gráfico holográfico, um espelho (p. ex., um espelho focalizante), um tipo de colimador ou qualquer outro dispositivo de transmissão de radiação eletromagnética conhecido daqueles hábeis na arte. Em outras formas de realização, a lente 406 pode ser omitida do dispositivo de computação óptica 400 e a radiação eletromagnética 404 pode, em vez disso, ser dirigida para o fluido 302 diretamente da fonte de radiação eletromagnética 402.[0066] In some embodiments, a lens 406 can be configured to collect or otherwise receive electromagnetic radiation 404 and direct a beam 408 of electromagnetic radiation 404 to fluid 302. Lens 406 can be any type of optical device configured to transmit or not send the 404 electromagnetic radiation as desired. For example, the 406 lens can be a normal lens, a Fresnel lens, a diffractive optical element, a holographic graphic element, a mirror (eg, a focusing mirror), a type of collimator or any other transmission device. electromagnetic radiation known to those skilled in the art. In other embodiments, lens 406 can be omitted from optical computing device 400 and electromagnetic radiation 404 can instead be directed to fluid 302 directly from the source of electromagnetic radiation 402.

[0067] Em uma ou mais formas de realização, o dispositivo de computação óptica 400 pode também incluir uma janela de amostragem 410 disposta adjacente a ou se não em contato com o fluido 302 para fins de detecção. A janela de amostragem 410 pode ser feita de uma variedade de materiais transparentes, rígidos ou semirrígidos, que são configurados para permitir transmissão da radiação eletromagnética 404 através deles. Por exemplo, a janela de amostragem 410 pode ser feita de mas não é limitada a vidros, plásticos, semicondutores, materiais cristalinos, materiais policristalinos, pós prensados frios, suas combinações ou similares. A fim de remover fantasmas ou outros problemas de formação de imagem comuns que possam resultar da reflectância na janela de amostragem 410, o dispositivo de computação óptica 400 pode empregar um ou mais elementos de reflectância internos (IRE), tais como aqueles descritos na copossuída Patente U.S. No. 7.697.141 e/ou um ou mais sistemas de formação de imagem, tais como aqueles descritos no copossuído Pedido de Patente U.S. No. de Série 13/456.467.[0067] In one or more embodiments, the optical computing device 400 may also include a sampling window 410 disposed adjacent to or if not in contact with fluid 302 for detection purposes. The sampling window 410 can be made of a variety of transparent, rigid or semi-rigid materials, which are configured to allow transmission of electromagnetic radiation 404 through them. For example, the sampling window 410 can be made of but is not limited to glass, plastics, semiconductors, crystalline materials, polycrystalline materials, cold pressed powders, combinations thereof or the like. In order to remove ghosts or other common imaging problems that may result from reflectance in the sampling window 410, the optical computing device 400 may employ one or more internal reflectance elements (IRE), such as those described in the co-patented Patent US No. 7,697,141 and / or one or more imaging systems, such as those described in the co-filed US Patent Application Serial No. 13 / 456,467.

[0068] Após passar através da janela de amostragem 410, a radiação eletromagnética 404 colide no e interage opticamente com o fluido 302. Como resultado, a radiação opticamente interagida 412 é gerada por e refletida do fluido 302. Aqueles hábeis na arte, entretanto, prontamente reconhecerão que variações alternativas do dispositivo de computação óptica 00 podem permitir que a radiação opticamente interagida 412 seja gerada ao ser transmitida, espalhada, difratada, absorvida, emitida ou reirradiada por e/ou do fluido 302, sem desvio do escopo da descrição.[0068] After passing through the sampling window 410, electromagnetic radiation 404 collides in and interacts optically with fluid 302. As a result, optically interacted radiation 412 is generated by and reflected from fluid 302. Those skilled in the art, however, they will readily recognize that alternative variations of optical computing device 00 may allow optically interacted radiation 412 to be generated when transmitted, spread, diffracted, absorbed, emitted or re-radiated by and / or fluid 302, without deviating from the scope of the description.

[0069] A radiação opticamente interagida 412, gerada pela interação óptica com o fluido 302, pode ser dirigida para ou se não recebida por um ICED 414 disposto dentro do dispositivo de computação óptica 400. O ICE 414 pode ser um componente espectral substancialmente similar ao ICE 100 descrito acima com referência à Fig. 1. Por conseguinte, em operação o ICE pode ser configurado para receber a radiação opticamente interagida 412 e produzir radiação eletromagnética modificada 416 correspondendo a uma característica particular de interesse do fluído 302. Em particular, a radiação eletromagnética modificada 416 é radiação eletromagnética que interagiu opticamente com o ICE 414, por meio do que uma imitação aproximada do vetor de regressão, correspondendo à característica de interesse do fluido 302, é obtida.[0069] The optically interacted radiation 412, generated by the optical interaction with the fluid 302, can be directed to or if not received by an ICED 414 disposed within the optical computing device 400. The ICE 414 can be a spectral component substantially similar to ICE 100 described above with reference to Fig. 1. Therefore, in operation the ICE can be configured to receive optically interacted radiation 412 and produce modified electromagnetic radiation 416 corresponding to a particular characteristic of interest in fluid 302. In particular, radiation modified electromagnetic 416 is electromagnetic radiation that interacted optically with ICE 414, whereby an approximate imitation of the regression vector, corresponding to the characteristic of interest of the fluid 302, is obtained.

[0070] Deve ser observado que, embora a Fig. 4 represente o ICE 414 como recebendo radiação eletromagnética como refletida do fluido 302, o ICE 414 pode ser disposto em qualquer ponto ao longo do trem óptico do dispositivo de computação óptica 400, sem desvio do escopo da descrição. Por exemplo, em uma ou mais formas de realização, o ICE (como mostrado em tracejado) pode ser disposto dentro do trem óptico antes da janela de amostragem 410 e, igualmente, obter substancialmente os mesmos resultados. Em outras formas de realização, a janela de amostragem 410 pode servir a um duplo propósito, como tanto uma janela de transmissão como o ICE 414 (isto é, um componente espectral). Em ainda outras formas de realização, o ICE 414 pode gerar a radiação eletromagnética modificada 416 através de reflexão, em vez de transmissão através dele.[0070] It should be noted that, although Fig. 4 represents ICE 414 as receiving electromagnetic radiation as reflected from fluid 302, ICE 414 can be arranged at any point along the optical train of the optical computing device 400, without deviation the scope of the description. For example, in one or more embodiments, the ICE (as shown in dashed lines) can be arranged inside the optical train before the sampling window 410 and, equally, obtain substantially the same results. In other embodiments, the sampling window 410 may serve a dual purpose, such as a transmission window such as ICE 414 (i.e., a spectral component). In still other embodiments, ICE 414 can generate modified electromagnetic radiation 416 through reflection, rather than transmission through it.

[0071] Além disso, embora somente um ICE 414 seja mostrado no dispositivo de computação óptica 400, formas de realização são contempladas aqui que incluem o uso de pelo menos dois componentes ICE no dispositivo de computação óptica 400, configurado para cooperativamente determinar a característica de interesse do fluido 302. Por exemplo, dois ou mais ICE podem ser dispostos em série ou paralelo dentro do dispositivo de computação óptica 400 e configurados para receber a radiação opticamente interagida 412 e, desse modo, aumentar as sensibilidades e limites de detector do dispositivo de computação óptica 400. Em outras formas de realização, dois ou mais ICE podem ser arranjados em uma unidade móvel, tal como um disco rotativo ou um sistema linear oscilante, que se move de modo que os componentes ICE individuais são capazes de ser expostos a ou de outro modo opticamente interagir com radiação eletromagnética para um distinto breve período de tempo. Os dois ou mais componentes ICE de qualquer uma destas formas de realização podem ser configurados para ser associados ou disassociados com a característica de interesse do fluido 302. Em outras formas de realização, os dois ou mais ICE podem ser configurados para ser positiva ou negativamente correlacionados com a característica de interesse do fluido 302. Exame adicional destas formas de realização opcionais empregando dois ou mais componentes ICE podem ser encontrados nos copendentes Pedidos de Patente U.S. Nos 13/456.264, 13/456.405, 13/456.302 e 13/456.327.[0071] In addition, although only one ICE 414 is shown on the optical computing device 400, embodiments are contemplated here that include the use of at least two ICE components on the optical computing device 400, configured to cooperatively determine the characteristic of interest of fluid 302. For example, two or more ICEs can be arranged in series or parallel within optical computing device 400 and configured to receive optically interacted radiation 412 and thereby increase the sensitivities and detector limits of the scanning device. optical computing 400. In other embodiments, two or more ICEs can be arranged on a mobile unit, such as a rotating disk or a linear oscillating system, which moves so that the individual ICE components are capable of being exposed to or otherwise optically interact with electromagnetic radiation for a distinct brief period of time. The two or more ICE components of either of these embodiments can be configured to be associated or disassociated with the fluid feature of interest 302. In other embodiments, the two or more ICE can be configured to be positively or negatively correlated with the characteristic of interest of fluid 302. Further examination of these optional embodiments employing two or more ICE components can be found in the accompanying US Patent Applications Nos. 13 / 456,264, 13 / 456,405, 13 / 456,302 and 13 / 456,327.

[0072] Em algumas formas de realização, pode ser desejável monitorar mais do que uma característica de interesse por vez, usando-se o dispositivo de computação óptica 400. Em tais formas de realização, várias configurações para múltiplos componentes ICE podem ser usadas, onde cada componente ICE é configurado para detectar um particular e/ou distinta característica de interesse. Em algumas formas de realização, a característica pode ser analisada sequencialmente usando-se múltiplos componentes ICE que são providos com um único feixe de radiação eletromagnética como refletida de ou transmitida através do fluido 302. Em algumas formas de realização, como brevemente mencionado acima, múltiplos componentes ICE podem ser dispostos em um disco rotativo, em que os componentes ICE individuais são somente expostos ao feixe de radiação eletromagnética por um curto tempo. Vantagens desta abordagem podem incluir a capacidade de analisar múltiplas característica ou analisados dentro do fluido 302, usando-se um único dispositivo de computação óptica e a oportunidade de ensaiar analisados adicionais simplesmente adicionando-se outros componentes ICE ao disco rotativo. Em várias formas de realização, o disco rotativo pode ser girado em uma frequência de cerca de 10 RPM a cerca de 30.000 RPM, de modo que cada analisado do fluido 302 é medido rapidamente. Em algumas formas de realização, estes valores podem ter sua média calculada através de um domínio de tempo apropriado (p. ex., cerca de 1 milissegundo a cerca de 1 hora) para mais precisamente determinar a característica do fluido 302.[0072] In some embodiments, it may be desirable to monitor more than one characteristic of interest at a time, using the optical computing device 400. In such embodiments, various configurations for multiple ICE components can be used, where each ICE component is configured to detect a particular and / or distinct characteristic of interest. In some embodiments, the feature can be analyzed sequentially using multiple ICE components that are provided with a single beam of electromagnetic radiation as reflected from or transmitted through fluid 302. In some embodiments, as briefly mentioned above, multiple ICE components can be arranged on a rotating disk, where the individual ICE components are only exposed to the beam of electromagnetic radiation for a short time. Advantages of this approach may include the ability to analyze multiple traits or analyzed within fluid 302, using a single optical computing device, and the opportunity to test additional assays simply by adding other ICE components to the rotating disk. In various embodiments, the rotating disk can be rotated at a frequency of about 10 RPM to about 30,000 RPM, so that each analyte of fluid 302 is measured quickly. In some embodiments, these values can be averaged over an appropriate time domain (e.g., about 1 millisecond to about 1 hour) to more precisely determine the characteristic of fluid 302.

[0073] Em outras formas de realização, múltiplos dispositivos de computação óptica podem ser colocados em um único local ao longo do trajeto de fluxo 304, no conduto de entrada 308a ou no conduto de descarga 308b do separador de fluido 306, e cada dispositivo de computação óptica pode conter um único ICE, que é configurado para detectar uma característica de interesse particular no fluido 302. Em tais formas de realização, um divisor de feixe pode desviar uma parte da radiação eletromagnética sendo refletida pelo, emitida do ou transmitida através do fluido 302 e para dentro de cada dispositivo de computação óptica. Cada dispositivo de computação óptica, por sua vez, pode ser acoplado a um correspondente detector ou sistema de detector, que é configurado para detectar e analisar uma saída de radiação eletromagnética do respectivo dispositivo de computação óptica. Configurações paralelas de dispositivos de computação óptica podem ser particularmente benéficas para aplicações que requerem baixas entradas de força e/ou nenhuma parte móvel.[0073] In other embodiments, multiple optical computing devices can be placed in a single location along the flow path 304, inlet conduit 308a or discharge conduit 308b of fluid separator 306, and each device Optical computing can contain a single ICE, which is configured to detect a feature of particular interest in fluid 302. In such embodiments, a beam splitter can deflect some of the electromagnetic radiation being reflected by, emitted from or transmitted through the fluid 302 and into each optical computing device. Each optical computing device, in turn, can be coupled to a corresponding detector or detector system, which is configured to detect and analyze an electromagnetic radiation output from the respective optical computing device. Parallel configurations of optical computing devices can be particularly beneficial for applications that require low power inputs and / or no moving parts.

[0074] Aqueles hábeis na arte apreciarão que quaisquer das configurações precedentes podem ainda ser usadas em combinação com uma configuração em série em qualquer uma das presentes formas de realização. Por exemplo, dois dispositivos de computação óptica, tendo um disco rotativo com uma pluralidade de componentes ICE dispostos sobre ele, podem ser colocados em série para realizar uma análise em um único local ao longo do comprimento do trajeto de fluxo 304. Igualmente, múltiplas estações de detecção, cada uma contendo dispositivos de computação óptica em paralelo, podem ser colocadas em série para realizar uma análise similar.[0074] Those skilled in the art will appreciate that any of the preceding configurations can still be used in combination with a serial configuration in any of the present embodiments. For example, two optical computing devices, having a rotating disk with a plurality of ICE components arranged on it, can be placed in series to perform an analysis at a single location along the length of the 304 flow path. Likewise, multiple stations detection devices, each containing optical computing devices in parallel, can be placed in series to perform a similar analysis.

[0075] A radiação eletromagnética modificada 416, gerada pelo ICE 414, pode subsequentemente ser transportada para um detector 418 para quantificação do sinal. O detector 418 pode ser qualquer dispositivo capaz de detectar radiação eletromagnética e pode ser geralmente caracterizado como um transdutor óptico. Em algumas formas de realização, o detector 418 pode ser mas não é limitado a um detector térmico, tal como uma termopilha ou detector fotoacústico, um detector semicondutor, um detector piezoelétrico, um detector de dispositivo acoplado por carga (CCD), um detector de vídeo ou sistema, um detector dividido, um detector de fótons (tal como um tubo fotomultiplicador), fotodiodos, suas combinações ou similares, ou outros detectores conhecidos daqueles hábeis na arte.[0075] The modified electromagnetic radiation 416, generated by ICE 414, can subsequently be transported to a detector 418 for signal quantification. Detector 418 can be any device capable of detecting electromagnetic radiation and can generally be characterized as an optical transducer. In some embodiments, detector 418 may be but is not limited to a thermal detector, such as a thermopile or photoacoustic detector, a semiconductor detector, a piezoelectric detector, a charge-coupled device (CCD) detector, a video or system, a split detector, a photon detector (such as a photomultiplier tube), photodiodes, combinations thereof or the like, or other detectors known to those skilled in the art.

[0076] O detector 418 pode ser configurado para produzir um sinal de saída, tal como um ou os primeiro e segundo sinais de saída 322a e 322b, como genericamente examinado acima com referência à Fig. 3. O sinal de saída 322 a,b pode ser gerado em tempo real ou quase real e pode ser enviado na forma de uma voltagem (ou corrente) que corresponda à característica particular de interesse do fluido 302. A voltagem retomada pelo detector 418 é essencialmente o produto escalar da interação óptica da radiação opticamente interagida 412 com o respectivo ICE 414, em função da concentração da característica de interesse do fluido 302. Como tal, o sinal de saída 322 a,b, produzido pelo detector 418, e a concentração da característica de interesse do fluido 302 podem ser relacionados, por exemplo, diretamente proporcionais. Em outras formas de realização, entretanto, a relação pode corresponder a uma função polinomial, uma função exponencial, uma função logarítmica e/ou uma combinação delas.[0076] Detector 418 can be configured to produce an output signal, such as one or the first and second output signals 322a and 322b, as generically examined above with reference to Fig. 3. Output signal 322 a, b it can be generated in real or near real time and can be sent in the form of a voltage (or current) that corresponds to the particular characteristic of fluid 302. The voltage taken up by detector 418 is essentially the scalar product of the optical interaction of radiation interacted 412 with the respective ICE 414, depending on the concentration of the characteristic of interest of fluid 302. As such, the output signal 322 a, b, produced by detector 418, and the concentration of the characteristic of interest of fluid 302 can be related , for example, directly proportional. In other embodiments, however, the relationship may correspond to a polynomial function, an exponential function, a logarithmic function and / or a combination of them.

[0077] Em algumas formas de realização, o dispositivo de computação óptica 400 pode incluir um segundo detector 422, que pode ser similar ao primeiro detector 418 pelo fato de que ele pode ser qualquer dispositivo capaz de detectar radiação eletromagnética. Similar ao segundo detector 216 da Fig. 2, o segundo detector 422 da Fig. 4 pode ser usado para detectar desvios de radiação originando-se da fonte de radiação eletromagnética 402. Desvios de radiação indesejáveis podem ocorrer na intensidade da radiação eletromagnética 404, devido a uma larga variedade de razões e potencialmente provocando vários efeitos negativos sore o dispositivo de computação óptica 400. Estes efeitos negativos podem ser particularmente prejudiciais para medições feitas através de um período de tempo. Em algumas formas de realização, os desvios de radiação podem ocorrer como resultado de um aumento de película ou material na janela de amostragem 410, que tem o efeito de reduzir a quantidade e qualidade da luz finalmente alcançando o primeiro detector 418. Sem compensação apropriada, tais desvios de radiação poderiam resultar em falsas leituras e o sinal de saída 322a,b não seria mais principalmente ou precisamente relacionado com a característica de interesse.[0077] In some embodiments, the optical computing device 400 may include a second detector 422, which may be similar to the first detector 418 in that it may be any device capable of detecting electromagnetic radiation. Similar to the second detector 216 of Fig. 2, the second detector 422 of Fig. 4 can be used to detect radiation deviations originating from the source of electromagnetic radiation 402. Undesirable radiation deviations can occur in the intensity of electromagnetic radiation 404, due for a wide variety of reasons and potentially causing several negative effects on the optical computing device 400. These negative effects can be particularly detrimental to measurements made over a period of time. In some embodiments, radiation deviations can occur as a result of an increase in film or material in the sampling window 410, which has the effect of reducing the quantity and quality of light finally reaching the first detector 418. Without proper compensation, such radiation shifts could result in false readings and output signal 322a, b would no longer be mainly or precisely related to the characteristic of interest.

[0078] Para compensar estes tipos de efeitos indesejáveis, o segundo detector 422 pode ser configurado para gerar um sinal compensador 424, geralmente indicativo dos desvios de radiação da fonte de radiação eletromagnética 402 e, desse modo, normalizar o sinal de saída 322a,b gerado pelo primeiro detector 418. Como ilustrado, o segundo detector 422 pode ser configurado para receber uma parte da radiação opticamente interagida 412 via um divisor de feixe 426, a fim de detectar os desvios de radiação. Em outras formas de realização, entretanto, o segundo detector 422 pode ser arranjado para receber radiação eletromagnética de qualquer parte do trem óptico do dispositivo de computação óptica 400, a fim de detectar os desvios de radiação, sem desvio do escopo da descrição.[0078] To compensate for these types of undesirable effects, the second detector 422 can be configured to generate a compensating signal 424, generally indicative of radiation deviations from the electromagnetic radiation source 402 and thereby normalize the output signal 322a, b generated by the first detector 418. As illustrated, the second detector 422 can be configured to receive a portion of the optically interacted radiation 412 via a beam splitter 426 in order to detect radiation deviations. In other embodiments, however, the second detector 422 can be arranged to receive electromagnetic radiation from any part of the optical train of the optical computing device 400, in order to detect radiation deviations, without deviating from the scope of the description.

[0079] Em algumas aplicações, o sinal de saída 322a,b e o sinal compensador 424 podem ser enviados para (conjunta ou separadamente) ou se não recebidos por um processador de sinal 324. O processador de sinal 324 pode ser configurado para computacionalmente combinar o sinal de compensação 424 com o sinal de saída 322a,b, a fim de normalizar o sinal de saída 322a,b em vista de quaisquer desvios de radiação detectados pelo segundo detector 422. Em algumas formas de realização, computacionalmente combinando os sinais de saída e compensadores 320, 328 pode requerer computar a relação dos dois sinais 322a,b, 424. Por exemplo, a concentração ou magnitude de cada característica determinada usando-se o dispositivo de computação óptica 400 pode ser alimentada em um algoritmo operado pelo processador de sinal 324. O algoritmo pode ser configurado para fazer predições sobre como as características do fluido 302 mudam, se as concentrações dos analisados forem mudadas em relação entre si.[0079] In some applications, the output signal 322a, b and the compensating signal 424 can be sent to (together or separately) or if not received by a signal processor 324. The signal processor 324 can be configured to computationally combine the signal compensation 424 with output signal 322a, b in order to normalize output signal 322a, b in view of any radiation deviations detected by the second detector 422. In some embodiments, computationally combining the output and compensating signals 320, 328 may require computing the ratio of the two signals 322a, b, 424. For example, the concentration or magnitude of each characteristic determined using the optical computing device 400 can be fed into an algorithm operated by signal processor 324. The algorithm can be configured to make predictions about how the characteristics of fluid 302 change, if the concentrations of the analyzed are changed in relation to each other.

[0080] Com referência agora à Fig. 5, com continuada referência às Figs. 3 e 4, é ilustrada uma vista esquemática de outro dispositivo de computação óptica exemplar 500, de acordo com uma ou mais formas de realização. Como com o dispositivo de computação óptica 400 da Fig. 4, o dispositivo de computação óptica 500 da Fig. 5 pode também representar uma vista mais detalhada dos primeiro e/ou segundo dispositivos de computação óptica 328a,b, não obstante uma alternativa para o dispositivo de computação óptica 400. Por conseguinte, o dispositivo de computação óptica 500 pode ser similar em alguns aspectos ao dispositivo de computação óptica 400 da Fig. 4 e, portanto, pode ser melhor entendido com referência a ele, onde numerais iguais indicarão elementos iguais, que não serão descritos novamente. O dispositivo de computação óptica 500 pode novamente ser configurado para determinar a concentração de uma característica de interesse do fluido 302, como contida dentro do trajeto de fluxo 304. Diferente do dispositivo de computação óptica 400 da Fig. 4, entretanto, o dispositivo de computação óptica 500 da Fig. 5 pode ser configurado para transmitir a radiação eletromagnética através do fluido 302 via uma primeira janela de amostragem 502 e uma segunda janela de amostragem 502b disposta radialmente oposta à primeira janela de amostragem 502a. As primeira e segunda janelas de amostragem 502a,b podem ser similares à janela de amostragem 410 descrita acima na Fig. 4.[0080] With reference now to Fig. 5, with continued reference to Figs. 3 and 4, a schematic view of another exemplary optical computing device 500 is shown, according to one or more embodiments. As with the optical computing device 400 of Fig. 4, the optical computing device 500 of Fig. 5 can also represent a more detailed view of the first and / or second optical computing devices 328a, b, despite an alternative to optical computing device 400. Consequently, the optical computing device 500 may be similar in some respects to the optical computing device 400 of Fig. 4 and therefore can be better understood with reference to it, where equal numerals will indicate equal elements , which will not be described again. The optical computing device 500 can again be configured to determine the concentration of a characteristic of interest in fluid 302, as contained within flow path 304. Unlike the optical computing device 400 of Fig. 4, however, the computing device Optics 500 of Fig. 5 can be configured to transmit electromagnetic radiation through fluid 302 via a first sampling window 502 and a second sampling window 502b arranged radially opposite the first sampling window 502a. The first and second sampling windows 502a, b can be similar to the sampling window 410 described above in Fig. 4.

[0081] Quando a radiação eletromagnética 404 passa através do fluido 302 via as primeira e segunda janelas de amostragem 502a,b, ela opticamente interage com o fluido 302. A radiação opticamente interagida 412 é subsequentemente direcionada para o se não recebida pelo ICE 414 como arranjado dentro do dispositivo de computação óptica 500. E novamente observado que, embora a Fig. 5 represente o ICE 414 como recebendo a radiação opticamente interagida 412, como transmitida através das janelas de amostragem 502a,b, o ICE 44 pode igualmente ser disposto em qualquer ponto ao longo do trem óptico do dispositivo de computação óptica 500, sem desvio do escopo da descrição. Por exemplo, em uma ou mais formas de realização, o ICE 414 pode ser disposto dentro do trem óptico antes da primeira janela de amostragem 502a e igualmente obter substancialmente os mesmos resultados. Em outras formas de realização, uma ou cada uma das primeira e segunda janelas de amostragem 502a,b pode servir a um duplo propósito, tanto como uma janela de transmissão como o ICE 414 (isto é, um componente espectral). Em ainda outras formas de realização, o ICE 414 pode gerar a radiação eletromagnética modificada 416 através de reflexão, em vez de transmissão através dele. Além disso, como com o sistema 300 da Fig. 3, são contempladas formas de realização aqui que incluem o uso de pelo menos dois componentes ICE no dispositivo de computação óptica 500, configurado para cooperativamente determinar a característica de interesse do fluido 302.[0081] When electromagnetic radiation 404 passes through fluid 302 via the first and second sampling windows 502a, b, it optically interacts with fluid 302. Optically interacted radiation 412 is subsequently directed to the if not received by ICE 414 as arranged within the optical computing device 500. It is again observed that, although Fig. 5 represents ICE 414 as receiving optically interacted radiation 412, as transmitted through the sampling windows 502a, b, ICE 44 can also be arranged in any point along the optical train of the optical computing device 500, without deviating from the scope of the description. For example, in one or more embodiments, ICE 414 can be arranged inside the optical train before the first sampling window 502a and also obtain substantially the same results. In other embodiments, one or each of the first and second sampling windows 502a, b can serve a dual purpose, both as a transmission window as the ICE 414 (i.e., a spectral component). In still other embodiments, ICE 414 can generate modified electromagnetic radiation 416 through reflection, rather than transmission through it. In addition, as with the system 300 of Fig. 3, embodiments are contemplated here that include the use of at least two ICE components in the optical computing device 500, configured to cooperatively determine the characteristic of interest of the fluid 302.

[0082] A radiação eletromagnética modificada 416, gerada pelo ICE 414, é subsequentemente transportada para o detector 418 para quantificação do sinal e geração de um sinal de saída (isto é, sinais de saída 322a ou 322), que corresponde à característica de interesse particular do fluido 302. O dispositivo de computação óptica 500 pode também incluir o segundo detector 422 para detectar desvios de irradiação originando-se da fonte de radiação eletromagnética 402. Como ilustrado, o segundo detector 422 pode ser configurado para receber uma parte da radiação opticamente interagida 412 via o divisor de feixe 426, a fim de detectar os desvios de radiação. Em outras formas de realização, entretanto, o segundo detector 422 pode ser disposto para receber radiação eletromagnética de qualquer parte do trem óptico do dispositivo de computação óptica 500, a fim de detectar os desvios de radiação, sem desvio do escopo da descrição. O sinal de saída 322a,b e o sinal compensador 424 podem então ser transportados para (conjunta ou separadamente) ou se não recebido pelo processador de sinal 324, que pode computacionalmente combinar os dois sinais 322a,b e 424 e prover em tempo real ou quase real o sinal de saída resultante 326, correspondendo à concentração da característica de interesse do fluido 302.[0082] The modified electromagnetic radiation 416, generated by ICE 414, is subsequently transported to detector 418 for signal quantification and generation of an output signal (that is, output signals 322a or 322), which corresponds to the characteristic of interest particular fluid 302. The optical computing device 500 may also include the second detector 422 for detecting irradiation deviations originating from the source of electromagnetic radiation 402. As illustrated, the second detector 422 can be configured to receive a portion of the radiation optically interacted 412 via beam splitter 426, in order to detect radiation deviations. In other embodiments, however, the second detector 422 can be arranged to receive electromagnetic radiation from any part of the optical train of the optical computing device 500, in order to detect radiation deviations, without deviating from the scope of the description. Output signal 322a, b and compensating signal 424 can then be transported to (jointly or separately) or if not received by signal processor 324, which can computationally combine the two signals 322a, b and 424 and provide real or near real time signal resulting output signal 326, corresponding to the concentration of the characteristic of interest of the fluid 302.

[0083] Ainda com referência à Fig. 5, com referência adicional à Fig. 4, aqueles hábeis na arte prontamente reconhecerão que, em uma ou mais formas de realização, a radiação eletromagnética pode ser derivada do próprio fluido 302 e se não derivada independente da fonte de radiação eletromagnética 402. Por exemplo, várias substâncias naturalmente irradiam radiação eletromagnética que é capaz de opticamente interagir com o ICE 414. Em algumas formas de realização, por exemplo, o fluido 302 pode ser ou incluir uma substância de irradiação de corpo negro, configurada para irradiar calor que pode opticamente interagir com o ICE 414. Em outras formas de realização, o fluido 302 pode ser radioativo ou quimioluminescente e, portanto, irradiar radiação eletromagnética que é capaz de opticamente interagir com o ICE 414. Em ainda outra forma de realização, a radiação eletromagnética pode ser induzida pelo fluido 302 ao ser acionado mecânica, magnética, eletricamente, suas combinações etc. Por exemplo, em pelo menos uma forma realização, uma voltagem pode ser colocada através do fluido 302, a fim de induzir a radiação eletromagnética. Como resultado, formas de realização são contempladas aqui em que a fonte de radiação eletromagnética 402 é omitida do dispositivo de computação óptica 500.[0083] Still with reference to Fig. 5, with additional reference to Fig. 4, those skilled in the art will readily recognize that, in one or more embodiments, electromagnetic radiation can be derived from the fluid itself 302 and if not derived independently from the source of electromagnetic radiation 402. For example, several substances naturally radiate electromagnetic radiation which is capable of optically interacting with ICE 414. In some embodiments, for example, fluid 302 may be or include a blackbody radiation substance , configured to radiate heat that can optically interact with ICE 414. In other embodiments, fluid 302 can be radioactive or chemiluminescent and therefore radiate electromagnetic radiation that is capable of optically interacting with ICE 414. In yet another way realization, electromagnetic radiation can be induced by fluid 302 when mechanically, magnetic, electrically driven, their combinations etc. For example, in at least one embodiment, a voltage can be placed through fluid 302 in order to induce electromagnetic radiation. As a result, embodiments are contemplated here in which the source of electromagnetic radiation 402 is omitted from the optical computing device 500.

[0084] Portanto, a presente invenção é bem adaptada para obter as finalidades e vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes a ela. As formas de realização particulares descritas acima são somente ilustrativas, visto que a presente invenção pode ser modificada e praticada em diferentes porém equivalentes maneiras, evidentes para aqueles hábeis na arte, tendo o benefício dos ensinamentos aqui. Além disso, não são pretendidas limitações aos detalhes de construção ou projeto aqui mostrados, exceto como descrito nas reivindicações abaixo. É portanto evidente que as formas de realização ilustrativas particulares descritas acima podem ser alteradas, combinadas ou modificadas e todas tais variações são consideradas dentro do escopo e espírito da presente invenção. A invenção ilustrativamente descrita aqui adequadamente pode ser praticada na ausência de qualquer elemento que não seja especificamente descrito aqui e/ou qualquer elemento opcional descrito aqui. Embora composições e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos podem também “consistir essencialmente dos” ou “consistir dos” vários componentes e etapas. Todos os números e faixas descritos acima podem variar em algum grau. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for descrita, qualquer número e qualquer faixa incluída situando-se dentro da faixa é especificamente descrito. Em particular, cada faixa de valores (da forma, “de cerca de a a cerca de b” ou, equivalentemente, “de aproximadamente a a b” ou equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) descrita aqui é para ser entendida expor cada número e faixa abrangidos dentro da mais ampla faixa de valores. Também os termos das reivindicações têm seu significado simples, comum, a menos que de outro modo explícita e claramente definido pelo patenteado. Além disso, os artigos indefinidos “um” ou “uma”, como usados nas reivindicações, são definidos aqui significarem um ou mais do que um do elemento que ele introduz. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório e uma ou mais patentes ou outros documentos que possam ser incorporados aqui por referência, as definições que forem consistentes com este relatório devem ser adotadas.[0084] Therefore, the present invention is well adapted to obtain the purposes and advantages mentioned, as well as those that are inherent to it. The particular embodiments described above are illustrative only, since the present invention can be modified and practiced in different but equivalent ways, evident to those skilled in the art, having the benefit of the teachings here. In addition, no limitations on the details of construction or design shown here are intended, except as described in the claims below. It is therefore evident that the particular illustrative embodiments described above can be altered, combined or modified and all such variations are considered within the scope and spirit of the present invention. The invention illustratively described here suitably can be practiced in the absence of any element that is not specifically described here and / or any optional element described here. Although compositions and methods are described in terms of "comprising", "containing" or "including" various components or steps, the compositions and methods can also "consist essentially of" or "consist of" various components and steps. All numbers and ranges described above may vary to some degree. Whenever a numerical range with a lower limit and an upper limit is described, any number and any included range within the range is specifically described. In particular, each range of values (of the form, “from about aa to b” or, equivalently, “from approximately a to b” or equivalently, “from approximately ab”) described here is to be understood to expose each number and range covered within the widest range of values. The terms of the claims also have their simple, common meaning, unless otherwise explicitly and clearly defined by the patented. In addition, the indefinite articles "one" or "one", as used in the claims, are defined here to mean one or more than one of the element it introduces. If there is any conflict in the uses of a word or term in this report and one or more patents or other documents that may be incorporated herein by reference, definitions that are consistent with this report must be adopted.

Claims (19)

1. Sistema para analisar um processo de separação de óleo/gás, caracterizado pelo fato de que compreende: um trajeto de fluxo (304) contendo um fluido (302); um separador de fluido (306) acoplado ao trajeto de fluxo (304) e tendo uma entrada (308a) para receber o fluido (302) e um conduto de descarga (308b) para descarregar o fluido após ter sofrido um processo de separação no separador de fluido (306); um primeiro dispositivo de computação óptica (318a) disposto adjacente à entrada (308a) e tendo um primeiro elemento computacional integrado (100), configurado para opticamente interagir com o fluido e, desse modo, produzir e enviar luz opticamente interagida para um primeiro detector (212) que gera um primeiro sinal de saída (322a), correspondendo à uma característica do fluido antes de entrar no separador de fluido (306); um segundo dispositivo de computação óptica (318b) disposto adjacente ao conduto de descarga (308b) e tendo um segundo elemento computacional integrado (100), configurado para opticamente interagir com o fluido e, desse modo, produzir e enviar luz opticamente interagida para um segundo detector (216), que gera um segundo sinal de saída (322b) correspondendo à característica do fluido após o fluido deixar o separador de fluido (306); e, um processador de sinal (324) comunicativamente acoplado aos primeiro e segundo detectores e configurados para receber os primeiro e segundo sinas de saída (322a, 322b) e prover um resultate sinal de saída (326); em que os primeiro e segundo elementos de computação óptica integrados (100) compreendem camadas alternadas (102, 104) de material configuradas para separar uma radiação eletromagnética (204) correspondendo à característica do fluido (302) a partir de uma radiação eletromagnética de fundo (206) de acordo com uma propriedade óptica da luz opticamente interagida (210, 214).1. System to analyze an oil / gas separation process, characterized by the fact that it comprises: a flow path (304) containing a fluid (302); a fluid separator (306) coupled to the flow path (304) and having an inlet (308a) to receive the fluid (302) and a discharge duct (308b) to discharge the fluid after having undergone a separation process in the separator fluid (306); a first optical computing device (318a) disposed adjacent to the inlet (308a) and having a first integrated computational element (100), configured to optically interact with the fluid and thereby produce and send optically interacted light to a first detector ( 212) which generates a first output signal (322a), corresponding to a fluid characteristic before entering the fluid separator (306); a second optical computing device (318b) disposed adjacent to the discharge conduit (308b) and having a second integrated computational element (100), configured to optically interact with the fluid and thereby produce and send optically interacted light for a second detector (216), which generates a second output signal (322b) corresponding to the fluid characteristic after the fluid leaves the fluid separator (306); and, a signal processor (324) communicatively coupled to the first and second detectors and configured to receive the first and second output signals (322a, 322b) and provide an output signal result (326); wherein the first and second integrated optical computing elements (100) comprise alternating layers (102, 104) of material configured to separate an electromagnetic radiation (204) corresponding to the fluid characteristic (302) from a background electromagnetic radiation ( 206) according to an optical property of the optically interacted light (210, 214). 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sinal de saída resultante é indicativo de como a característica do flido muda entre a entrada (308a) e o conduto de descarga (308b).2. System according to claim 1, characterized by the fact that the resulting output signal is indicative of how the fluid characteristic changes between the inlet (308a) and the discharge duct (308b). 3. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a característica do fluido é uma concentração de uma substância no fluido.System according to either of claims 1 or 2, characterized in that the characteristic of the fluid is a concentration of a substance in the fluid. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a substância compreende uma substância selecionada do grupo consistindo de um hidrocarbono, gases contendo enxofre, dióxido de carbono, areia e particulados.4. System according to claim 3, characterized by the fact that the substance comprises a substance selected from the group consisting of a hydrocarbon, gases containing sulfur, carbon dioxide, sand and particulates. 5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a característica do fluido é um ou mais químicos ou composições químicas presentes no fluido.System according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the characteristic of the fluid is one or more chemicals or chemical compositions present in the fluid. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a característica compreende um químico ou composição química selecionada do grupo consistindo de sais, precipitados, água, etiquetas químicas, etiquetas físicas, metais, compostos orgânicos, compostos orgânicos voláteis, aditivos, tratamentos, polímeros, drogas, remédios, venenos, rompedores de emulsão, organismos digestores, agentes de desespumação, agentes coalescentes, floculantes e quaisquer derivativos ou suas combinações.6. System according to claim 5, characterized by the fact that the characteristic comprises a chemical or chemical composition selected from the group consisting of salts, precipitates, water, chemical tags, physical tags, metals, organic compounds, volatile organic compounds, additives , treatments, polymers, drugs, medicines, poisons, emulsion breakers, digesting organisms, defoaming agents, coalescing agents, flocculants and any derivatives or combinations thereof. 7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a característica do fluido é uma concentração de um organismo biológico.System according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the characteristic of the fluid is a concentration of a biological organism. 8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o sinal de saída resultante (326) é uma concentração da característica de interesse, conforme medida pelo segundo dispositivo de computação óptica (318b).System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the resulting output signal (326) is a concentration of the characteristic of interest, as measured by the second optical computing device (318b). 9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o sinal de saída resultante (326) é usado como uma medida de controle da qualidade para o fluido (302).9. System according to claim 8, characterized in that the resulting output signal (326) is used as a quality control measure for the fluid (302). 10. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de controle automatizado (328), comunicavelmente acoplado ao processador de sinal (324) e configurado pra ajustar um ou mais parâmetros do fluido, em resposta ao sinal de saída resultante (326).System according to any one of claims 1 to 9, characterized by the fact that it also comprises an automated control system (328), communicably coupled to the signal processor (324) and configured to adjust one or more parameters of the fluid, in response to the resulting output signal (326). 11. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma primeira fonte de radiação eletromagnética (402) disposta no primeiro dispositivo de computação óptica (318a) e sendo configurada para emitir radiação eletromagnética que opticamente interage com o fluido antes de entrar no separador de fluido (306); e, uma segunda fonte de radiação eletromagnética (402) disposta no segundo dispositivo de computação óptica (318b) e sendo configurada para emitir radiação eletromagnética que opticamente interage com o fluido, após ser descarregada do separador de fluido (306).System according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it further comprises: a first source of electromagnetic radiation (402) disposed in the first optical computing device (318a) and being configured to emit electromagnetic radiation that optically interacts with the fluid before entering the fluid separator (306); and, a second source of electromagnetic radiation (402) disposed in the second optical computing device (318b) and being configured to emit electromagnetic radiation that optically interacts with the fluid, after being discharged from the fluid separator (306). 12. Método para analisar um processo de separação de óleo/gás, para determinar uma característica de um fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: conter um fluido (302) dentro de um trajeto de fluxo (304); enviar o fluido (302) para um separador de fluido (306) acoplado ao trajeto de fluxo (304), o separador de fluido (306) tendo uma entrada (308a) para receber o fluido (302) e um conduto de descarga (308b) para descarregar o fluido após ter sofrido um processo de separação no separador de fluido (306); gerar um primeiro sinal de saída (322a) correspondendo à característica do fluido adjacente à entrada (308a) com um primeiro dispositivo de computação óptica (318a), o primeiro dispositivo de computação óptica (318a) tendo um primeiro elemento computacional integrado (100) compreendendo camadas alternadas (102, 104) de material e cofigurado para opticamente interagir com o fluido (302) e produzir e transportar luz opticamente interagida para um primeiro detector (212) que gera o primeiro sinal de saída (322a); gerar um segundo sinal de saída (322b), correspondendo à característica do fluido adjacente ao conduto de descarga (308b), com um segundo dispositivo de computação óptica (318b), o segundo dispositivo de computação óptica (318b) tendo um segundo elemento computacional integrado (100) compreendendo camadas alternadas (102, 104) de material e configurado para opticamente interagir com o fluido (302) e produzir e enviar luz opticamente interagida para um segundo detector (216) que gera o segundo sinal de saída (322b); receber os primeiro e segundo sinais de saída (322a, 322b) com um processador de sinal (324) comunicativamente acoplado aos primeiro e segundo detectores (212, 216); e, gerar um sinal de saída resultante (326) com o processador de sinal (324); em que cada um de gerar o primeiro sinal de saída (322a) e gerar o segundo sinal de saída (322b) compreende separar uma radiação eletromagnética (204) correspondendo à característica do fluido de uma radiação eletromagnética de fundo (206) de acordo com uma propriedade óptica da luz eletromagnética opticamente interagida (210, 214).12. Method for analyzing an oil / gas separation process, to determine a characteristic of a fluid, characterized by the fact that it comprises: containing a fluid (302) within a flow path (304); sending the fluid (302) to a fluid separator (306) coupled to the flow path (304), the fluid separator (306) having an inlet (308a) to receive the fluid (302) and a discharge duct (308b ) to discharge the fluid after undergoing a separation process in the fluid separator (306); generating a first output signal (322a) corresponding to the fluid characteristic adjacent to the inlet (308a) with a first optical computing device (318a), the first optical computing device (318a) having a first integrated computing element (100) comprising alternating layers (102, 104) of material and co-configured to optically interact with the fluid (302) and produce and transport optically interacted light to a first detector (212) that generates the first output signal (322a); generate a second output signal (322b), corresponding to the characteristic of the fluid adjacent to the discharge duct (308b), with a second optical computing device (318b), the second optical computing device (318b) having a second integrated computing element (100) comprising alternating layers (102, 104) of material and configured to optically interact with the fluid (302) and produce and send optically interacted light to a second detector (216) that generates the second output signal (322b); receiving the first and second output signals (322a, 322b) with a signal processor (324) communicatively coupled to the first and second detectors (212, 216); and, generating a resulting output signal (326) with the signal processor (324); wherein each of generating the first output signal (322a) and generating the second output signal (322b) comprises separating an electromagnetic radiation (204) corresponding to the fluid characteristic of a background electromagnetic radiation (206) according to a optical property of optically interacted electromagnetic light (210, 214). 13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que gerar o sinal de saída resultante (326) compreende ainda determinar como a característica do fluido muda entre a entrada (308a) e o conduto de descarga (308b).Method according to claim 12, characterized in that generating the resulting output signal (326) further comprises determining how the fluid characteristic changes between the inlet (308a) and the discharge duct (308b). 14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a característica é uma concentração de óleo no fluido.14. Method according to claim 13, characterized in that the characteristic is a concentration of oil in the fluid. 15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda enviar o sinal de saída resultante (326) para um usuário para consideração.Method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that it further comprises sending the resulting output signal (326) to a user for consideration. 16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda realizar pelo menos uma etapa corretiva com um sistema de controle automatizado (328), quando a concentração da característica do fluido ultrapassar uma predeterminada faixa de operação adequada, o sistema de controle automatizado sendo comunicavelmente acoplado ao processador de sinal (324).16. Method according to any one of claims 12 to 15, characterized by the fact that it also comprises performing at least one corrective step with an automated control system (328), when the concentration of the fluid characteristic exceeds a predetermined operating range appropriate, the automated control system being communicably coupled to the signal processor (324). 17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda enviar um sinal de advertência para um usuário, quando uma concentração da característica do fluido ultrapassar uma predeterminada faixa de operação adequada.17. Method according to any one of claims 12 to 16, characterized in that it further comprises sending a warning signal to a user, when a concentration of the fluid characteristic exceeds a predetermined suitable operating range. 18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 17, caracterizado pelo fato de que o sinal de saída resultante (326) é uma concentração da característica de interesse, conforme medida pelo segundo dispositivo de computação óptica (318b), o método compreendendo ainda utilizar o sinal de saída resultante (326) como uma medida de controle de qualidade para o fluido (302).Method according to any one of claims 12 to 17, characterized in that the resulting output signal (326) is a concentration of the characteristic of interest, as measured by the second optical computing device (318b), the method comprising still using the resulting output signal (326) as a quality control measure for the fluid (302). 19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: opticamente interagir radiação eletromagnética, emitida por uma primeira fonte de radiação eletromagnética (402) disposta no primeiro dispositivo de computação óptica (318a), com o fluido antes de entrar no separador de fluido (306); e, opticamente interagir radiação eletromagnética, emitida por uma segunda fonte de radiação eletromagnética (402) disposta no segundo dispositivo de computação óptica (318b), com o fluido, após ser descarregado do separador de fluido (306).19. Method according to any one of claims 12 to 18, characterized in that it further comprises: optically interacting electromagnetic radiation, emitted by a first source of electromagnetic radiation (402) disposed in the first optical computing device (318a), with the fluid before entering the fluid separator (306); and, optically interacting electromagnetic radiation, emitted by a second source of electromagnetic radiation (402) disposed in the second optical computing device (318b), with the fluid, after being discharged from the fluid separator (306).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9182355B2 (en) 2011-08-05 2015-11-10 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for monitoring a flow path
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US9395306B2 (en) 2011-08-05 2016-07-19 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for monitoring fluids within or produced from a subterranean formation during acidizing operations using opticoanalytical devices
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US9297254B2 (en) 2011-08-05 2016-03-29 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for monitoring fluids within or produced from a subterranean formation using opticoanalytical devices
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US8997860B2 (en) 2011-08-05 2015-04-07 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for monitoring the formation and transport of a fracturing fluid using opticoanalytical devices
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US8960294B2 (en) 2011-08-05 2015-02-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for monitoring fluids within or produced from a subterranean formation during fracturing operations using opticoanalytical devices

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5110744A (en) * 1989-11-16 1992-05-05 Amoco Corporation Method for process control
US5996690A (en) * 1995-06-06 1999-12-07 Baker Hughes Incorporated Apparatus for controlling and monitoring a downhole oil/water separator
EP0859236A1 (en) 1997-02-14 1998-08-19 Bp Chemicals S.N.C. Determination of properties of oil
GB0109616D0 (en) * 2001-04-19 2001-06-06 Schlumberger Holdings Down-hole apparatus and method for separating a fluid from a mixture of fluids
IL146404A0 (en) * 2001-11-08 2002-07-25 E Afikin Computerized Dairy Ma Spectroscopic fluid analyzer
US7697141B2 (en) * 2004-12-09 2010-04-13 Halliburton Energy Services, Inc. In situ optical computation fluid analysis system and method
EP1974201A1 (en) * 2005-11-28 2008-10-01 University of South Carolina Optical analysis system for dynamic, real-time detection and measurement
US20100269579A1 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 Schlumberger Technology Corporation Detecting gas compounds for downhole fluid analysis using microfluidics and reagent with optical signature

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