BR112019008362B1 - Aparelhos e métodos para monitorar a qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina - Google Patents

Abstract

Trata-se do aparelho para monitorar a qualidade de gás em uma corrente de processo (12) em uma localização submarina que compreende: um recipiente (20) para instalação permanente na localização; um ou mais dispositivos (40) para analisar a qualidade de gás, em que os ditos dispositivos (40) são localizados no recipiente (20); e meios para suprir uma amostra de gás da corrente de processo para os ditos um ou mais dispositivos; em que a pressão (20) dentro do recipiente é mantida em ou próximo à pressão atmosférica. A invenção também se refere a um método de monitoramento da qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina.

Description

[0001] A invenção se refere a um método e aparelho para analisar a qualidade de gás em uma localização submarina.

[0002] Durante a extração de gás natural, é importante determinar os parâmetros de qualidade (ou seja, parâmetros que afetam a qualidade do gás), como composição de gás, valor calorífico, teor de H2S, teor de CO2, teor de umidade, teor de mercúrio, teor de glicol, ponto de condensação de hidrocarboneto, teor de O2, teor de metanol e assim por diante.

[0003] O monitoramento de uma corrente de processo a fim de determinar suas propriedades é normalmente executado em plataformas de processamento ou produção. Uma amostra do gás na corrente de processo é removida e analisada com tecnologia de medição, como cromatografia gasosa.

[0004] A corrente de processo está geralmente em uma pressão relativamente alta (consideravelmente acima da pressão atmosférica). No entanto, a tecnologia de medição como cromatografia gasosa exige que a amostra de gás seja despressurizada para uma pressão em ou próximo à pressão atmosférica e exige também normalmente que a amostra seja ventilada para atmosfera após análise.

[0005] Há um crescente interesse no processamento de gás submarino (ou seja, onde o gás do poço é processado próximo ao poço no leito marinho, em vez de ser trazido para a superfície para processamento na infraestrutura superior, como um plataforma de processamento ou produção). As tecnologias existentes para o monitoramento de parâmetros de qualidade de gás não são normalmente adequadas para instalações submarinas, por uma variedade de razões. Em particular, a maioria dos dispositivos de monitoramento de gás é projetada para operar em pressão atmosférica e exigir manutenção frequente. Além disso, um fluxo de gás submarino analisado não pode ser facilmente ventilado para a atmosfera.

[0006] Um dispositivo é conhecido a partir do documento WO 2008/067296 que tem capacidade para analisar uma amostra de fluido usando cromatografia gasosa em ambientes hostis (como dentro do poço). Em um ambiente dentro do poço, a pressão pode atingir 140 MPa (cerca de 20.000 psi ou cerca de 1360 atmosferas), e a temperatura pode atingir 200 °C e, assim, o dispositivo deve ter capacidade para suportar tais condições.

[0007] O gás arrastador para os cromatógrafos de gás no dispositivo do documento WO 2008/067296 é armazenado dentro do dispositivo, e gás de refugo do processo de cromatografia gasosa também é armazenado dentro do dispositivo (visto que não pode ser ventilado para o ambiente). Visto que o dispositivo deve ser consideravelmente pequeno (para permitir que o mesmo seja usado em um ambiente dentro do poço), a quantidade de gás arrastador e gás de refugo que podem ser armazenados é limitada e, assim, o dispositivo não pode ser usado períodos prolongados de tempo.

[0008] A invenção foi feita tendo em vista as circunstâncias acima, e é um objetivo pelo menos das modalidades preferenciais da invenção fornecer um método e aparelho que podem ser usados para monitoramento de qualidade de gás em instalações submarinas.

[0009] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, o aparelho é fornecido para monitorar a qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina; que compreende: um recipiente para instalação permanente na localização submarina; um ou mais dispositivos para analisar a qualidade de gás, em que os ditos dispositivos são localizados no recipiente; e meios para suprir uma amostra de gás da corrente de processo para os ditos um ou mais dispositivos; em que a pressão dentro do recipiente é mantida em ou próximo à pressão atmosférica.

[0010] O aparelho é destinado a permanecer no lugar na localização submarina por um período considerável (pelo menos vários meses e, possivelmente, vários anos) e a executar o monitoramento da corrente de processo por todo esse período.

[0011] Visto que a pressão dentro do recipiente está em ou próximo à pressão atmosférica, os dispositivos de monitoramento de gás padrão podem ser usados sem adaptação (ou adaptação mínima).

[0012] A amostra tirada da corrente de processo estará em uma alta pressão. Pode ser possível usar dispositivos de monitoramento de gás que têm capacidade para aceitar um fluxo de alta pressão; alternativamente, o aparelho pode compreender adicionalmente meios para reduzir a pressão da amostra de gás da pressão da corrente de processo para a pressão dentro do recipiente. Isso reduz a necessidade de modificar os dispositivos de monitoramento.

[0013] Qualquer forma adequada de dispositivo de monitoramento de gás pode ser usada. No entanto, é preferencial para pelo menos um dos dispositivos que a análise da qualidade de gás seja uma cromatografia gasosa.

[0014] Uma cromatografia gasosa exige que o gás arrastador opere e também pode exigir o gás de calibração a fim de produzir resultados confiáveis. Desse modo, em uma forma preferencial, o aparelho compreende adicionalmente meios para suprir gás arrastador e/ou gás de calibração para a cromatografia gasosa.

[0015] Em uma forma preferencial, os meios para suprir gás arrastador e/ou gás de calibração compreendem um reservatório que retém o dito gás arrastador e/ou gás de calibração, em que o dito reservatório está na forma de uma ou mais garrafas de gás. Em uma forma preferencial alternativa, os meios para suprir o gás arrastador e/ou o gás de calibração compreendem um meio umbilical.

[0016] Após o gás ter sido analisado, é necessário remover o mesmo do recipiente; se isso não for feito, então, a pressão se acumulará dentro do recipiente, possivelmente, para o ponto em que a operação dos dispositivos de monitoramento de gás será afetada. Desse modo, em uma forma preferencial, o aparelho compreende adicionalmente meios para descarregar o gás do recipiente após análise. Por exemplo, o gás pode ser comprimido (para aumentar sua pressão) e descarregado no ambiente marítimo, ou retornado para a linha de fluxo de gás principal.

[0017] Em uma forma particularmente preferencial, os meios para descarregar o gás incluem um reservatório para o gás analisado. O reservatório também pode acomodar qualquer outro gás produzido durante a análise (como gás arrastador de dejeto).

[0018] Os meios podem ser fornecidos para remover o gás do reservatório. Esses meios podem assumir a forma umbilical. Uma única forma pode ser usada para a remoção de gás do aparelho, o suprimento de gás arrastador e/ou gás de calibração, e para comunicação com uma instalação marítima ou superior.

[0019] Os meios também podem ser fornecidos para controlar a temperatura dentro do recipiente e isso pode envolver o aquecimento ou resfriamento do recipiente, ou rastreio de calor do equipamento que contém o gás, como tubulação e válvulas. Isso pode ser necessário para evitar a condensação de constituintes da corrente de processo e/ou do gás de calibração, ou assegurar que as medições de qualidade de gás pelos dispositivos de análise sejam confiáveis.

[0020] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido um método de monitoramento da qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina, que inclui as etapas de: fornecer um recipiente na dita localização submarina, em que o dito recipiente inclui um volume em ou próximo da pressão atmosférica acomodando um ou mais dispositivos para analisar a qualidade de gás; tirar uma amostra de gás da corrente de processo; reduzir a pressão da amostra de gás para ou para próximo da pressão atmosférica; e suprir a dita amostra de gás para os ditos um ou mais dispositivos para análise.

[0021] O método pode compreende adicionalmente a etapa de descarregar o gás após a análise.

[0022] De preferência, a amostra tirada da corrente de processo está em uma fase única, visto que isso simplifica o procedimento de análise.

[0023] Em uma forma alternativa, a amostra tirada da corrente de processo inclui uma fase gasosa e uma fase líquida, que são analisadas separadamente.

[0024] De preferência, o método compreende adicionalmente a etapa de controlar a temperatura dentro do recipiente, partes específicas ou gerais do recipiente.

[0025] As modalidades preferenciais da invenção serão agora descritas apenas a título de e em referência às Figuras anexas, em que:

[0026] A Figura 1 é uma vista esquemática de um dispositivo de análise instalado próximo a uma corrente de processo;

[0027] A Figura 2 é uma vista de uma primeira versão do dispositivo de análise;

[0028] A Figura 3 é uma vista de uma segunda versão do dispositivo de análise;

[0029] A Figura 4 é uma vista esquemática que ilustra a amostragem de uma corrente de processo de duas fases; e

[0030] A Figura 5 ilustra o processo de redução de pressão e amostragem.

[0031] A Figura 1 mostra, em uma forma altamente esquemática, um dispositivo de análise 10 instalado próximo a uma corrente de processo submarino 12. O dispositivo de análise compreende um recipiente 20, cuja pressão interna pode ser mantida em ou próximo à pressão atmosférica. O recipiente acomoda um ou mais dispositivos de análise (como cromatógrafos de gás) que precisam estar em (ou próximo à) pressão atmosférica a fim de funcionar. O recipiente e os dispositivos de análise serão descritos posteriormente em mais detalhes.

[0032] O recipiente 20 na Figura 1 é localizado de modo que o gás seja tirado da corrente de processo 12 a jusante de um compressor 14. Algum gás tirado da corrente de processo 12 é deixado no recipiente 20 para análise, e o restante do gás tirado da corrente de processo é retornado para a corrente de processo a montante do compressor 14. No entanto, o gás pode ser tirado de e retornado para o fluxo em outros pontos, conforme será posteriormente descrito.

[0033] O recipiente é também mostrado em associação com várias garrafas de gás 30. Conforme é bem conhecido, as cromatógrafos de gás exigem que um suprimento de gás arrastador opere e esse gás arrastador pode ser suprido em garrafas. Além disso, também pode ser necessário que a cromatografia gasosa seja recalibrada (ou verificada contra um gás de calibração para controle de qualidade) e isso exigirá um suprimento de gás de calibração. Isso também pode ser suprido em garrafas. Certamente, outros meios (como um meio umbilical) pode ser fornecido para suprir o gás arrastador e/ou o gás de calibração necessários e isso será descrito posteriormente em mais detalhes.

[0034] O recipiente 20 está em comunicação com uma instalação acima do nível do mar (por exemplo, uma plataforma de produção ou uma instalação marítima, não mostrada), de modo que os resultados da análise de qualidade de gás possam ser comunicados para a instalação, e a produção de gás pode ser controlada consequentemente. Essa linha de comunicação também pode ser usada para suprir potência para o recipiente 20 e os dispositivos de análise acomodados no mesmo. O sistema pode ser supervisionado a partir da instalação e as ações de controle, como o início de uma recalibração pode ser feito a partir disso.

[0035] O recipiente 20 (e equipamento auxiliar, como as garrafas de gás 30) pode ser recuperado a partir de sua localização marítima e trazido para a superfície conforme necessário, por exemplo, para manutenção, recalibração dos analisadores (se isso não puder ser executado em ambiente submarino) e reposição de fornecedores de gás. No entanto, essa recuperação ocorrerá de modo relativamente infrequente (não mais frequentemente que a cada seis meses e mais provavelmente a cada um ou dois anos) e, assim, o recipiente pode ser considerado como permanentemente instalado em sua localização marítima. O recipiente pode ser recuperado como uma unidade única, ou pode ser dividido em um número de módulos separadamente recuperáveis, de modo que (por exemplo) o módulo que contém os reservatórios do gás arrastador e do gás de calibração possa ser recuperado separadamente.

[0036] A Figura 2 mostra uma primeira versão do dispositivo de análise em mais detalhes.

[0037] O dispositivo consiste geralmente em um recipiente oco rígido 20, com capacidade para resistir às forças exercidas pela pressão externa da água do mar. As Figuras 1, 2 e 3 mostram o recipiente 20 como um vaso dotado de flange com uma sessão em corte circular, mas outras sessões em corte podem ser usadas conforme apropriado. Um recipiente com uma sessão em corte retangular ou quadrada pode ser mais fácil de ser instalado e substituído, enquanto um modelo longo e fino reduziria a espessura da parede e, portanto, o peso. O recipiente é encaixado em um quadro 22 para manuseio e exigências estruturais.

[0038] O recipiente retém um ou mais (na Figura, três) analisadores 40 que podem determinar vários aspectos de qualidade de gás, em que um pode ser uma cromatografia gasosa. A pressão dentro do recipiente 20 é mantida em (ou próximo à) pressão atmosférica, de modo que os analisadores projetados para operação em ou próximo ao nível do mar possam ser usados apenas com modificações menores (e, de modo ideal, nenhuma modificação).

[0039] O gás tomado de uma corrente de processo 12 (consulte a Figura 1) pode ser introduzido no recipiente 20 através de uma linha 44, e essa linha está em comunicação com cada um dos analisadores, de modo que o gás possa ser conduzido a partir da linha para cada analisador. Além disso, o gás que deixa cada um dos analisadores pode ser conduzido para um reservatório dedicado 50 para gás de exaustão, que pode ser esvaziado quando necessário. Também pode ser possível retornar o gás para a corrente de processo, embora isso possa exigir a pressurização do gás analisado.

[0040] O recipiente 20 é circundado por um dispositivo de aquecimento 24, como um traço de calor, para permitir que a temperatura dentro do recipiente 20 seja mantida em um nível desejado (por exemplo, para evitar a condensação de componentes no fluxo de gás). Certamente, quaisquer meios adequados podem ser usados para aquecer o recipiente 20.

[0041] O dispositivo de aquecimento 24 não pode ser exigido se o equipamento dentro do recipiente gerar calor suficiente. De fato, pode ser necessário o fornecimento do equipamento de resfriamento se o equipamento gerar calor considerável.

[0042] Além disso, todo o recipiente, incluindo o dispositivo de aquecimento, é circundado por isolamento, para evitar perda excessiva de calor para a água do mar circundante (que é tipicamente entre 0° C e 10° C). Desse modo, as condições dentro do recipiente podem ser mantidas naquelas (ou próximo àquelas) que seriam encontradas na parte superior, de modo que os analisadores 40 possam ser usados em uma localização submarina sem adaptação (ou adaptação mínima) exigida.

[0043] Também pode ser possível usar o recipiente sem controle de temperatura, de modo que a temperatura possa ser controlada na tubagem e em outro equipamento que contém o gás de amostra durante a análise. Nesse caso, também seria necessário controlar a temperatura do gás de calibração a fim de evitar a entrada de gás em uma faixa de duas fases.

[0044] A Figura 3 mostra uma forma similar do dispositivo, exceto aquela em vez de ter um reservatório dedicado para gás de exaustão, o gás 52 que deixa os analisadores 40 é direcionado para fora do recipiente (por exemplo, para ser retornado para a corrente de processo ou para ser ventilado através de uma forma umbilical ou similar). Conforme mostrado, isso pode reduzir o tamanho geral da instalação.

[0045] O ponto de amostragem para o gás a ser analisado deveria estar localizado entre a última etapa do sistema de processamento de gás e a exportação (por exemplo, após o compressor de exportação 14 mostrado na Figura 1). Além disso, as amostras tomadas no ponto de amostragem devem ser representativas do gás de exportação e visto que isso é mais desafiador onde há tanto gás quanto líquido presentes no ponto de amostragem, é preferencial que a amostra esteja em uma fase única, conforme seria normalmente o caso a jusante de um compressor. No entanto, ainda é possível realizar uma análise satisfatória da amostra mesmo se o gás e o líquido estiverem presentes.

[0046] Se o gás for amostrado a jusante do compressor de exportação (conforme mostrado na Figura 1), então, a corrente de processo 12 pode estar em uma alta pressão e temperatura (acima de 15 MPa (150 bar) e 100 °C) e, assim, pode estar em uma fase única. A amostragem de fase única é desejável, visto que há um risco muito baixo da presença de líquidos sob operação normal. Certamente, será necessário reduzir a pressão do gás abaixo da (ou próximo à) pressão atmosférica, de modo que o gás seja analisado por uma cromatografia gasosa no recipiente 20 e isso será descrito posteriormente.

[0047] Em uma segunda opção de projeto (mostrada de uma maneira altamente esquemática na Figura 4), que pode ser exigida em algumas instalações, o gás é amostrado a jusante de um unidade de remoção de líquido (depurador) (em casos em que a pressão é mantida alta por todo o sistema de processamento de gás). Nesse caso, a corrente de processo estará em alta pressão e baixa temperatura (acima de 15 MPa (150 bar) e 10 °C). Embora a parte principal da corrente de processo seja gás, também haverá pequenas quantidades de líquidos presentes sob operação normal (geralmente abaixo de 0,001 % em volume), e esses líquidos serão normalmente glicol e água. Em alguns casos, os líquidos de hidrocarboneto também podem estar presentes.

[0048] A amostragem de duas fases (ou seja, amostragem em que a amostra inclui gás e líquido) apresenta inúmeros problemas. Em particular, a quantidade de transferência de líquido e dos componentes-traço (e hidrocarbonetos) dissolvidos no mesmo pode ser de relevância para a avaliação geral dos parâmetros de qualidade. Para lidar com isso, os analisadores dentro do recipiente são usados para avaliar a fase gasosa, e uma medição de transferência de líquido separada é usada para avaliar os componentes associados com a transferência de líquido. A qualidade de gás de exportação geral pode, então, ser determinada com base nas avaliações separadas da fase gasosa e da transferência de líquido.

[0049] Os efeitos da combinação de gás e resultados parciais residuais para fornecer um resultado geral serão diferentes para diferentes parâmetros de qualidade de gás. Por exemplo, espera-se que o teor de água seja muito sensível para ambos os resultados parciais. Por outro lado, o valor calorífico aproximado e a composição de hidrocarboneto são apenas sensíveis às medições na fase gasosa.

[0050] É importante que o equilíbrio vapor-líquido no sistema não seja atrapalhado. Consequentemente, a pressão e a temperatura da amostra precisam ser mantidas constantes (em condições de depurador) até que a fase líquida seja separada da fase de vapor. Mediante a saída do depurador, o gás natural, a água e o glicol estarão próximos do equilíbrio, mas até mesmo pequenas alterações em pressão e especialmente em temperatura pode atrapalhar o equilíbrio. Desde que essas condições sejam obtidas, o gás e o líquido podem ser separados sem alterar o teor de água no gás natural.

[0051] A Figura 5 mostra de uma maneira altamente esquemática como o gás de fase única é amostrado para análise. Uma amostra de gás é tomada da corrente de processo de gás (marcado como “gás de Exportação”) por um ciclo com fluxo contínuo. Isso se assemelha a um ciclo rápido usado para aplicações de lado superior para reduzir o tempo de resposta para o sistema, e é identificado como “ciclo Rápido”. Uma parte do fluxo através do ciclo rápido é retirada e separadamente enviada para cada sistema analisador.

[0052] Retornando agora à Figura 1, isso mostra um exemplo de uma conexão de linha de retorno de ciclo rápido no lado de sucção do compressor 14. Conforme mencionado acima, cada dispositivo analisador 40 é disposto no interior do recipiente 20 e, assim, está em ou próximo à pressão atmosférica. Consequentemente, o recipiente 20 precisa também incluir uma seção de redução de pressão, de modo que o gás de alta pressão na corrente de processo 12 possa ter sua pressão reduzida para (ou para próximo à) pressão atmosférica. (Certamente, se os analisadores com capacidade de operar em (ou próximo à) pressão de exportação forem usados, então, essa redução de pressão pode ser evitada; entretanto, isso limita consideravelmente a faixa de dispositivos de análise que podem ser usados). Os filtros ou dispositivos similares também podem ser exigidos a fim de evitar contaminação ou entupimento dos sistemas de redução de pressão e analisadores.

[0053] Uma amostra relativamente grande é tomada a partir da corrente de processo principal e circulada no ciclo rápido para reduzir o tempo de resposta no sistema. O ciclo rápido também assegura que amostras frescas e representativas estejam alcançado os analisadores. A maior parte do gás no ciclo rápido será retornada para a corrente de processo, para evitar a ventilação e as perdas de gás desnecessárias. Uma vez que (conforme mostrado na Figura 1) o ciclo rápido tem um ponto de conexão de retorno em um pressão inferior a montante do ponto de amostragem, o retorno da amostra a partir do ciclo rápido em uma pressão inferior permite um estágio de redução de pressão inicial (a partir de pressão alta para média) no ciclo rápido. Em uma forma preferencial, o ciclo rápido também contém um ponto de amostragem, permitindo que as amostras sejam tomadas a partir do ciclo rápido parta análises em laboratórios marítimos.

[0054] O gás no ciclo rápido é retirado para ser passado para os diferentes analisadores, e submetido a um ou mais estágios de redução de pressão conforme apropriado. Diversos analisadores podem compartilhar o ponto de amostragem e os estágios de redução de pressão se as pressões inseridas pelo analisador forem similares. Uma vez que a pressão no interior do recipiente está em (ou próximo à) atmosférica, e a temperatura no recipiente é mantida em um nível desejado, os analisadores de lado superior comuns podem ser usados com pouca ou nenhuma modificação, e, então, é altamente provável que, na prática, as pressões de entrada dos analisadores sejam similares.

[0055] Para a maioria dos analisadores de qualidade de gás que, na prática, serão usados no recipiente, a pressão da amostra precisa ser reduzida. No ponto de amostragem, a pressão está em pressão de exportação, tipicamente acima de 150 bar, e muitos analisadores requerem que as amostras estejam em (ou próximas a) pressão atmosférica.

[0056] Os sistemas de condicionamento (de redução de pressão) para analisadores para uso em lado superior são bem conhecidos. Em equipamentos de lado superior, é necessário reduzir a pressão em estágios, e pelo menos dois estágios são necessários: primeiro descendente para uma pressão intermediária P0 e, então, descendente para a pressão de analisador (ou seja, pressão atmosférica ou próximo à pressão atmosférica).

[0057] Um sistema de condicionamento de amostra de lado superior padrão inclui um ciclo rápido onde o fluxo é tomado a partir de uma corrente de processo por uma sonda de impacto. A partir desse ciclo rápido, uma corrente é amostrada para um segundo estágio com aquecimento, filtração e redução de pressão. Por fim, um terceiro estágio ajusta a pressão final do fluxo alimentado em cada analisador.

[0058] Em alguns casos de lado superior, a pressão de ciclo rápido é a mesma que a pressão de amostragem. Para sistemas de amostragem submarinhos, a pressão de ciclo rápido pode ser reduzida para P0 desde que os líquidos na corrente de processo não se condensem potencialmente naquela pressão. Os fluxos que incluem glicol, que tem uma solubilidade reduzida em gás quando a pressão é reduzida, estão em risco condensação quando a pressão é reduzida e, em tal caso, prefere-se que a pressão de ciclo rápido seja mantida em P1. Os detalhes da redução de pressão usada no gás antes de entrar no recipiente dependerão, obviamente, das características específicas da corrente de processo e do gás.

[0059] A pressão de retorno de ciclo rápido é idealmente escolhida como a menor pressão na qual a linha de ciclo rápido pode descarregar. Se o fluxo for amostrado a partir de uma tubulação autônoma, então, a pressão de ciclo rápido será igual à pressão de tubulação (ou seja, P1 = P0), tendo em vista que a redução de pressão no ciclo rápido exigirá trabalho de recompressão antes de o gás no ciclo rápido poder ser retornado para a tubulação, e também aumentará o risco de condensação de glicol (os quais são indesejáveis). Se o recipiente for colocado próximo à um compressor de exportação ou instalação de processamento submarina, então, o lado de sucção de um compressor submarino ou um depurador a montante operará em uma pressão inferior à pressão de exportação de tubulação (P1) e, então, essas são boas localizações para o retorno da linha de ciclo rápido.

[0060] A operação com pressão de ciclo rápido a P0 (quando P0 é inferior a P1) tem diversos benefícios. Primeiramente, o tempo de atraso é reduzido; para o mesmo fluxo de massa, o gás fluirá mais rápido no ciclo rápido tendo em vista que a pressão é inferior. Em segundo lugar, menos redução de pressão é necessária antes de o gás poder ser levado para os analisadores para análise. Em terceiro lugar, é mais fácil integrar o recipiente ao resto da instalação submarina. No entanto, obviamente, é necessário que os hidrocarbonetos e o glicol não condensem quando a pressão é reduzida para P0.

[0061] A pressão pode ser reduzida de P1 para P0 de várias maneiras. Uma solução submarina dedicada operada com uma mola ou fluido hidráulico poderia ser usada. Alternativamente, um regulador de pressão descendente operado por mola para uso em condições atmosféricas poderia ser instalado no interior do recipiente, sem a necessidade por modificações adicionais. Um restritor de fluxo (como uma placa de orifício) poderia ser usado; uma válvula que poderia ser operada com um ROV é uma outra alternativa.

[0062] Deve ser observado que o efeito Joule-Thomson tenderá a resfriar o gás; conforme o gás sai do compressor em temperatura alta, a temperatura é reduzida quando se reduz a pressão para P0 devido ao efeito Joule-Thomson. Tendo em vista que a razão de expansão é similar à razão de compressão sofrida no compressor, espera-se que a temperatura final T0 seja igual ou acima da temperatura de processo no lado de sucção de compressor. Isso, junto com o isolamento e o aquecimento adicional (se necessário) no regulador de pressão, pode ser suficiente para assegurar que não haja condensação quando se reduz a pressão de P1 para P0.

[0063] Cada analisador é acoplado a uma linha de ciclo P0 dentro do recipiente (conforme pode ser visto nas Figuras 2 e 3). A pressão pode precisar ser adicionalmente reduzida para a pressão de admissão de analisador. Para uma unidade de analisador que opera em uma pressão de admissão de 0,2 MPa (2 bar), a redução da pressão de P0 para 0,2 MPa (2 bar) pode ser alcançada por um regulador de pressão descendente adicional (que pode ser operado por mola). Diversos estágios podem ser necessários.

[0064] Os reguladores de pressão podem ser manualmente configurados em terra sob condições testadas e controladas e, então, instalados no recipiente. O recipiente pode, então, ser instalado no leito marinho sem intervenção adicional. Desvios ou pequenas alterações de pressão podem ser absorvidos por recalibrações periódicas, de preferência, em intervalos regulares. Qualquer necessidade por alteração do ponto definido após a instalação acarretará na necessidade por uma estratégia para o controle remoto das válvulas relevantes, e isso pode ser feito usando atuadores hidráulicos ou elétricos.

[0065] Existe um grande número de parâmetros de qualidade de gás que podem precisar ser monitorados, como: propriedades relacionadas à combustão, por exemplo, valor calorífico (CV) e índice Wobbe (WI); ponto de condensação de hidrocarboneto (cricondenbar ou cricondenterma); ponto de condensação de água (concentração de umidade/água gasosa); concentração de componentes de enxofre (incluindo sulfeto de hidrogênio (H2S), sulfeto de carbonila(COS), mercaptanos e enxofre total); concentração de oxigênio; concentração de dióxido de carbono; concentração de metanol; concentração de glicol (isto é, trietileno glicol, TEG e etileno glicol, MEG); e concentração de mercúrio (Hg).

[0066] No entanto, não é atualmente plausível medir todo o ambiente submarino, e os parâmetros de qualidade de gás a serem monitorados pelo recipiente finalmente serão escolhidos com base na estratégia de medição para o campo. Os parâmetros mais relevantes para a maioria dos campos são composição de gás (incluindo C1-C5, C6+, N2 e CO2), que pode ser determinada por uma cromatografia gasosa, e ponto de condensação de água; para alguns campos, o monitoramento de teor de H2S também pode ser necessário. Consequentemente, o recipiente é construído para permitir que analisadores analisem três parâmetros diferentes.

[0067] Uma vez que o recipiente se destina a estar permanentemente localizado em uma localização submarina e, assim, relativamente inacessível, alguma redundância pode estar embutida no sistema para reduzir o risco de falha. Por exemplo, pode haver dois analisadores idênticos para um único parâmetro, ou os analisadores podem ser capazes de determinar mais que um parâmetro. A redundância também pode ser requerida para sondas de amostra, válvulas, filtros e similares.

[0068] É desejável selecionar um analisador para cada parâmetro de qualidade de gás, para tentar padronizar o conteúdo do recipiente. Os critérios de seleção importantes para o analisador são os níveis exigidos de manutenção e calibração, e a qualidade e a confiabilidade das medições ao longo do tempo. Também seria vantajoso se os analisadores pudessem operar em pressão alta, de preferência, próximo a ou à pressão de exportação, mas, uma vez que o recipiente pode operar em pressão atmosférica, essa operação em alta pressão é menos importante.

[0069] Para instalações marítimas, as propriedades relacionadas à combustão são comumente calculada com base em composições de gás determinadas usando cromatógrafos de gás online. Essas instalações operam comumente um teste de bancada teste de referência em uma base diária ou semanal, e o intervalo de manutenção é de 6 a 24 meses.

[0070] Existem alguns desafios relacionados aos cromatógrafos de gás comumente usados atualmente. Os detectores de ionização de chama (FID) são usados, mas, tendo em vista que esse detector envolve uma chama, o mesmo não pode ser usado abaixo no nível do mar. Além disso, a maioria dos cromatógrafos de gás tem um consumo relativamente grande de gás arrastador, e há uma necessidade por ventilação atmosférica.

[0071] Portanto, é desejável usar uma cromatografia gasosa especializada com detectores de condutividade térmica (TCD) e baixo consumo de gás arrastador. A cromatografia gasosa EnCal 3000 da Elster é um exemplo desse tipo de cromatografia gasosa, mas cromatógrafos similares de gás estão disponíveis a partir de outros fabricantes. De preferência, a cromatografia gasosa pode analisar hidrocarbonetos de até C6 (com mais preferência, C9) com um detector de condutividade térmica, ter uma faixa de pressão de entrada de amostra de 0,2 a 0,4 MPa (2 a 4 bar) (aferição), e um consumo de gás arrastador de aproximadamente 8 ml/min.

[0072] Também pode ser possível usar espectroscopia por ressonância magnética nuclear (RMN) e técnicas ópticas espectroscópicas. A RMN interage diretamente com os núcleos atômicos e é sensível à espécie e à localização na molécula e, então, essa técnica também pode ser usada para compostos de enxofre e mercúrio. Além disso, na medida em que a sensibilidade do método e a resolução aumentam com a pressão de gás crescente, a despressurização não é necessária; entretanto, se um detector de RMN for usado no mesmo recipiente que uma cromatografia gasosa, pode ser necessário que o mesmo esteja localizado em seções separadas do recipiente, posto que os cromatógrafos de gás operam em pressão consideravelmente inferior. (Os detectores de RMN e os cromatógrafos de gás determinam ambos a composição de gás, e, então, não é necessário ter ambos os tipos de instrumento; entretanto, isso pode ser desejável a partir do ponto de vista de redundância).

[0073] Uma ampla faixa de técnicas está disponível para determinação do teor de água ou do ponto de condensação água do gás. Os analisadores microequilíbrio de cristal de quartzo à base de capacitor (QCM) e espectroscopia com absorção de laser de diodo sintonizável (TDLAS) são comumente usados; o intervalo de manutenção é 6 a 12 meses para esses tipos de analisadores, e a qualidade das medições é melhor para os analisadores de TDLAS do que os à base de capacitor e QCM.

[0074] Os instrumentos analíticos no recipiente podem precisar de suprimentos de gás arrastador e gases de calibração. A cromatografia gasosa requer um suprimento contínuo de gás arrastador e suprimento periódico de gases de calibração. Outros instrumentos podem exigir gases de calibração, mas isso dependerá da escolha do instrumento.

[0075] As garrafas de gás com gases arrastadores e de calibração podem ser uma parte integrada do recipiente, ou podem estar localizadas em um unidade auxiliar (conforme mostrado na Figura 1); alternativamente, os gases podem ser supridos através de um umbilical.

[0076] A manutenção das garrafas de gás como uma parte integrada do recipiente (ou como um unidade auxiliar conectada) tornará a estrutura mais pesada, mas tornará possível recuperar o recipiente em uma operação de recuperação, e também reduz o risco de ingresso de água do mar durante a instalação. (Os instrumentos analíticos e os sistemas de condicionamento de amostra no interior do recipiente têm de modo eficaz tolerância zero para água do mar e, portanto, é importante evitar a água do mar no suprimento de gás. A água do mar que entra durante a instalação pode ser descarregada com o uso de gás arrastador, mas o gás arrastador usado para descarga é descartado, e é melhor evitar o ingresso na máxima proporção possível.)

[0077] O suprimento de gases através de um umbilical permite maior consumo de gás e reduz o tamanho e o peso do recipiente. No entanto, há um risco de a água do mar ingressar através da conexão ao umbilical durante a instalação e a colocação do recipiente. Os meios (como um meios de descarga, filtros, materiais de absorção ou similares) podem ser fornecidos para evitar dano aos instrumentos analíticos e sistema de condicionamento de amostra.

[0078] O gás arrastador é usado em cromatografia gasosa para transportar a amostra a partir do injetor, através da coluna e para o detector. Conforme discutido acima, é provável que um detector de condutividade térmica (TCD) seja, na prática, usado para aplicação submarina. Nesse caso, é importante que as diferenças em condutividade térmica entre o gás arrastador e os compostos a serem medidos sejam as maiores possíveis, e o hélio de pureza alta (ou seja, hélio 5,0, 99,999%) é normalmente usado como gás arrastador para análise de gás natural com cromatógrafos de gás.

[0079] Normalmente, os cromatógrafos de gás requerem um fluxo contínuo de gás arrastador em todos os tempos. Se o gás arrastador for suprido a partir de garrafas de gás no recipiente, pode ser importante escolher uma cromatografia gasosa com um baixo consumo de gás arrastador. Uma microcromatografia gasosa com tecnologia MEMS (Sistemas Microeletromecânicos) usa uma ou duas garrafas de 50 litros de hélio por ano. O hélio de alta pureza está disponível em garrafas de 50 litros com pressão de preenchimento de 20 MPa (200 bar). Para projetos que requerem maior consumo de gás arrastador, uma linha dedicada em um umbilical a partir de um hospedeiro próximo pode ser preferencial. Certamente, se os dispositivos analíticos que não precisam de gás arrastador forem usados, então, a necessidade geral por gás pode ser reduzida, e possivelmente até mesmo eliminada, o que é claramente vantajoso em aplicações submarinas.

[0080] Os gases de calibração precisam ser precisos, estáveis e as misturas homogêneas. A concentração para cada componente é dada, junto com uma precisão garantida do valor certificado dentro de um determinado período de tempo. Para misturas de gás com hidrocarbonetos, CO2 e H2S, a mistura é normalmente garantida como estável por um período de 12 a 36 meses.

[0081] As limitações em temperaturas para armazenamento e uso dos gases de calibração dependem da composição do gás. A recomendação geral é 20 °C, mas é normalmente possível armazenar e usar os gases em temperaturas inferiores, desde que a mistura de gás seja mantida acima da temperatura de condensação da mistura em todos os momentos. A temperatura de condensação varia com a pressão e a composição e, portanto, variará para cada gás de calibração. Se o gás for armazenado em garrafas em um cabine de armazenamento de gás (como parte do recipiente ou como uma unidade auxiliar), então, pode ser necessário aquecer a cabine de armazenamento de gás para evitar esse problema. Os gases de calibração conterão hidrocarbonetos, e a formação de hidratos de gás no sistema de suprimento de gás de calibração também precisa ser evitada.

[0082] O consumo de gases de calibração é relativamente pequeno em comparação com o gás arrastador, tendo em vista que os gases de calibração são apenas usados periodicamente. Consequentemente, pode ser mais fácil manter o suprimento de gás de calibração como uma parte integrada do recipiente, em vez de suprir através de um umbilical.

[0083] Os analisadores que requerem amostras de baixa pressão produzirão um gás de exaustão, que (para cromatógrafos de gás) consistirão em gás arrastador, gás de calibração ou amostra, possivelmente junto com gás de amostra remanescente após amostragem e redução de pressão. Os analisadores podem, em geral, ser sensíveis à retropressão (ou seja, a pressão do gás de exaustão) e, então, se os analisadores tiverem que operar em baixa pressão, é necessário lidar com o gás de exaustão. O gás de exaustão pode ser ventilado para um volume grande (como na Figura 2) para reduzir a perturbação na retropressão.

[0084] A descarga de gás dos analisadores variará com o tempo, dependendo se os analisadores estão em execução ou em modo de espera/economia de gás entre as análises. O volume total de gás de exaustão dos analisadores dependerá das tecnologias de analisador escolhidas e do projeto do sistema para amostragem e redução de pressão.

[0085] Existem duas alternativas a respeito de como suprir um volume de amortecimento para o gás de exaustão; uso do recipiente onde os analisadores são colocados ou uso de um reservatório de gás de exaustão dedicado.

[0086] Se o espaço no recipiente que acomoda os analisadores for usado, então, o recipiente tem o papel duplo de fornecer um ambiente protegido para os analisadores, e também trabalhar como o volume de amortecimento de gás de exaustão. Essa solução é mostrada esquematicamente na Figura 3. Existe apenas um volume, e uma vez que todos os gases de exaustão estão em contato com os analisadores, o ambiente de gás pode representar um perigo para os materiais usados nos analisadores (dependendo de características de campo como teor de sulfeto de mercúrio ou hidrogênio). Os níveis baixos de glicóis e água devem também ser esperados, e há um risco de uma pequena taxa de vazamento de água do mar através das vedações e das passagens. Além disso, o hélio se difunde facilmente através de polímeros, o que pode causar problemas se o hélio for usado como o gás arrastador para a cromatografia gasosa (ou cromatografias gasosas), posto que o equipamento eletrônico pode falhar em atmosferas de hélio. Uma solução possível é usar o gás de processo ou nitrogênio para diluir o hélio.

[0087] Uma solução alternativa (mostrada na Figura 2) é coletar o gás de exaustão dos analisadores e do sistema de condicionamento de amostra em um volume de gás de exaustão dedicado (ou reservatório). Nesse caso, o espaço onde o equipamento é instalado será um volume estagnado preenchido com gás, como nitrogênio, à pressão atmosférica. O gás de exaustão será direcionado para um vaso em um sistema fechado. Alternativamente, o gás de exaustão pode ser comprimido (para aumentar sua pressão) e descarregado para o ambiente marítimo ou retornado para a linha de fluxo de gás principal.

[0088] A principal vantagem do uso de um volume separado para coletar o gás de exaustão é que não há contato entre o gás de exaustão e as superfícies externas e os componentes eletrônicos dos analisadores. Isso minimiza o risco de complicações devido a oscilações de pressão, a componentes-traço no gás (por exemplo H2S, CO2, Hg, H2O, glicol) e à presença de hélio.

[0089] Posto que os analisadores contêm pontos de conexão, válvulas e similares, há sempre uma possibilidade de vazamentos a partir dos analisadores. Assim, se um reservatório de gás de exaustão dedicado for usado, há um risco de vazamento de gás provocando um acúmulo de pressão na região de pressão atmosférica onde os analisadores são colocados. Isso pode ser tratado com a instalação de uma válvula de alívio de pressão, que permite que o gás na região de pressão atmosférica seja descarregado no reservatório de gás de exaustão.

[0090] Para um sistema de cromatografia gasosa, as variações na retropressão podem influenciar na separação e na localização dos picos de componente no cromatograma e, então, levar a erros na quantificação dos componentes. Conforme o gás de exaustão está sendo produzido, o mesmo precisa ser evacuado para evitar o aumento da retropressão seguindo uma estratégia de controle de pressão.

[0091] Duas estratégias de controle de pressão de recipiente possíveis são: equalização de pressão contínua por canal aberto para atmosfera; e operação em batelada com extração de gás ativa.

[0092] Em equalização de pressão contínua, uma linha do recipiente para a atmosfera pode ser aberta através do umbilical para um hospedeiro. Uma linha de equalização de pressão é um sistema passivo. Conforme o gás é ventilado para o recipiente, a pressão aumentará levemente com o tempo, e esse aumento em pressão produz um fluxo através da linha de equalização de pressão. O aumento de pressão que gerará uma taxa de fluxo constante através da linha de equalização de pressão variará com o comprimento e o diâmetro interno da linha.

[0093] Em um exemplo específico, uma linha umbilical de 70 km e 16 mm até o ambiente terrestre produzirá um aumento de pressão de 4 kPa, que está abaixo das variações esperadas em condições atmosféricas para equipamentos que trabalham no lado superior (as variações de pressão atmosférica em um dia podem se estender de 970 a 1050 hPa, ou seja, podem variar em 8 kPa). Adicionalmente, para uso constante de gás arrastador e taxa de fluxo constante de gás de exaustão, esse aumento de 4 kPa representará um desvio constante, tornando possível realizar tanto a calibração quanto a operação normal com a mesma retropressão, até mesmo para distâncias maiores ou tubagem menor. O aumento em pressão no interior do recipiente de exaustão é aceitável e suficiente para conduzir o gás produzido através do umbilical. O aumento de pressão exato variará dependendo dos detalhes particulares do recipiente e dos analisadores.

[0094] Deve ser observado que o acúmulo de água afetará gravemente a operação de tal linha. A linha umbilical precisa ser mantida em um teor de água mínimo, durante a instalação assim como em fase de operações, e pode ser necessário remover água no caso de ingresso de água.

[0095] Em remoção ativa de excesso de gás por operações em batelada, a estratégia de controle de pressão é executar medições em bateladas, e esvaziar o volume de exaustão (ou seja, o volume que acomoda os analisadores) entre as bateladas. Durante as medições, o gás preenche o volume e a pressão aumenta gradualmente. Após inúmeras medições, a pressão no volume alcançou uma pressão definida, e o volume precisa ser evacuado para retorná-lo para a pressão inicial.

[0096] A evacuação não deve ocorrer durante a análise, para evitar oscilações de pressão que podem afetar a qualidade das medições. O número de medições por batelada dependerá da quantidade de gás liberada dos diferentes analisadores, da taxa de acúmulo de pressão no volume e da tolerância dos analisadores para variações na retropressão. A duração da batelada também deve ser adaptada ao tempo de ciclo necessário para cada análise. O excesso de gás será uma mistura de gás de processo, gás arrastador e gás de calibração. O mesmo precisa ser retornado para uma corrente de processo de baixa pressão ou descarregado no mar.

[0097] A remoção ativa do volume contido pode ser alcançada por um intensificador de gás hidraulicamente acionado, um compressor reciprocante eletricamente acionado ou um compressor de pistão de líquido iônico.

[0098] É possível executar amostragem e análise contínuas (ou pelo menos frequentes) ou executar amostragem e/ou análise por batelada. Em uma versão, as amostras são tomadas menos frequentemente do ciclo rápido para despressurização e análise. Em uma segunda versão, as amostras são tomadas periodicamente e são coletadas em um recipiente a ser analisado (por exemplo, em torno de uma vez por dia).

[0099] Durante a operação contínua (ou frequente), o consumo de gás arrastador pela cromatografia gasosa é ininterrupto, independentemente se uma amostra estiver sendo analisada ou não. No entanto, em operação de batelada, o fluxo de gás arrastador é interrompido enquanto a cromatografia gasosa não está ativa. Portanto, isso pode reduzir o desgaste nos analisadores (que pode ser uma consideração importante dado que o recipiente precisa ser recuperado para a superfície se os analisadores precisarem ser reparados ou substituídos), reduzir o consumo de gás arrastador e reduzir a quantidade de gás de exaustão produzido.

[0100] No entanto, os cromatógrafos de gás são normalmente projetados para funcionar com um fluxo contínuo de gás arrastador através do sistema, tendo em vista que o aquecimento da coluna sem fluxo de gás arrastador pode resultar em dano severo à coluna. A questão sobre se usar a análise contínua ou a análise por batelada variará dependendo dos detalhes da instalação. Também pode ser possível reduzir a pressão do gás arrastador e, por conseguinte, o fluxo de gás através da cromatografia gasosa, entre as análises.

[0101] O aquecimento e o isolamento adicionais já mencionados podem ser necessários em partes do sistema; por exemplo, para aquecer linhas para evitar a condensação, para compensar os efeitos Joule-Thomson durante a redução de pressão e para compensar a perda de calor para a água do mar circundante (embora isso possa ser minimizado pelo uso do isolamento). Além disso, o aquecimento pode ser requerido para manter a qualidade dos gases de calibração.

[0102] O aquecimento pode ser necessário no ciclo rápido, embora uma pressão inferior no ciclo rápido permitirá menos fluxo de massa para a mesma exigência de tempo de permanência, o que reduz as necessidades de aquecimento. Uma temperatura mais alta pode ser necessária para evitar a condensação de glicol. Posto que os analisadores usam volumes pequenos de gás, os requisitos de potência de aquecimento a jusante do ciclo rápido serão muito baixos.

[0103] A filosofia de manutenção para o sistema de análise é trocar a análise de qualidade de gás recipiente por um recipiente completamente equipado reserva quando as necessidades de manutenção surgirem, ou em um determinado intervalo se tais necessidade não tiverem surgido naquele intervalo. O intervalo depende do elo mais fraco no sistema, mas o objetivo é para um intervalo de manutenção de dois anos ou mais. O equipamento será, na prática, escolhido (e, se necessário, melhorado) em relação a suas necessidades de manutenção e calibração.

[0104] A manutenção será realizada em uma oficina terrestre e um recipiente de substituição precisa estar disponível na base terrestre em todos os momentos no caso de falha repentina.

[0105] Seria desejável instalar dois analisadores redundantes para cada parâmetro. Isso tornaria o sistema mais robusto e será benéfico em casos em que um analisador falha ou encontra problemas entre as operações de manutenção planejadas. Os analisadores redundantes reduzirão a incerteza nas medições, e isso também permite que um operador detecte erros ou incertezas nas medições pela comparação de duas medições dos analisadores. No entanto, um sistema com analisadores redundantes será mais complexo e dispendioso. Volumes maiores de gases arrastadores e de calibração serão requeridos, mais gás de exaustão será produzido, e o tamanho e o peso do recipiente serão aumentados.

[0106] O controle de qualidade periódico e a calibração dos analisadores é importante para manter a qualidade das medições. O recipiente terá um suprimento de gases arrastadores com base em demanda, mas os sistemas para calibração automática podem precisar ser adaptados ou desenvolvidos. A necessidade por calibração manual deve estar de acordo com o intervalo de substituição planejado para o recipiente, e deve, portanto, ser mantida em um mínimo.

[0107] O método de instalação e conexão seguirá o princípio de instalação para o campo; a instalação no sistema de fio-guia é considerada, mas isso dependerá do método de instalação aplicado para o campo específico. Aqui, considera-se que haverá um módulo grande e possivelmente diversos módulos menores que são separadamente recuperáveis. Haverá também inúmeros conectores hidráulicos e elétricos para conexão.

[0108] As unidades substituíveis são tipicamente na faixa de 2.000 a 10.000 kg, e a unidade deve ser mantida naquela faixa para permitir instalação e recuperação simples. No entanto, unidades mais pesadas (com peso de até 60 toneladas) podem ser manipuladas por vasos de IMR (inspeção, manutenção e reparo).

[0109] A instalação e a recuperação separadas podem ser consideradas para componentes eletrônicos de controle, acumuladores e outros componentes.

[0110] A conexão e a operação devem ser feitas por ROV. Mergulhadores podem ser uma alternativa em profundidade de água rasa.

[0111] Os conectores adequados para conexões de processo podem ser acopladores hidráulicos. Esses acopladores têm gatilhos que restringem a quantidade de água que entra durante as operações de encaixe e desencaixe. Poucos mililitros de penetração de água são o influxo de água mínimo durante a conexão. Isso precisa ser descarregado para a linha de fluxo através do ciclo rápido, posto que até mesmo os menores traços de água podem danificar os analisadores.

[0112] O sistema requer que o gás de calibração e o gás arrastador sejam armazenados em garrafas ou acumuladores de pressão. As linhas para essas gases têm tolerância zero a ingresso de água. A fim de evitar os acopladores submarinos nas linhas de gás, os acumuladores devem ser parte do módulo principal e não de um módulo independentemente recuperável.

[0113] Espera-se que o equipamento seja instalado em conjunto com uma instalação de processamento submarina. O equipamento será alimentado eletricamente. A interface de comunicação deve ser Ethernet de acordo com o nível SIIS (padronização de interface de instrumento submarino) 3, tendo em vista que isso permite uma integração simplificada para controlar os sistemas. A comunicação de fibra é preferencial, visto que fornece velocidade de comunicação suficiente.

[0114] Se o consumo de potência for menor que 96 watts, o equipamento pode ser alimentado direto da interface SIIS 3 e não exigirá qualquer conexão de potência extra. No entanto, espera-se que o consumo de potência seja maior que esse em prática e, assim, uma fonte de alimentação alternativa será, na maioria dos casos, exigida.

[0115] Componentes eletrônicos dedicados podem ser colocados em uma câmara de pressão atmosférica vedada separada. Dentro da câmara, haverá nitrogênio em pressão atmosférica. A câmara vedada deve residir em uma câmara compensada por pressão preenchida com óleo. Todas as conexões externas (fibra, elétrica) são através de elementos de penetração de vidro-metal.

[0116] A presente invenção foi feita no contexto de uma corrente de processo de gás natural, mas pode ter uma aplicabilidade mais ampla.

Claims (24)

1. Aparelho para monitorar a qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina caracterizado pelo fato de que compreende: um recipiente para instalação na localização; um ou mais dispositivos para analisar qualidade de gás, em que os ditos dispositivos são localizados no recipiente, em que pelo menos um dos dispositivos para analisar a qualidade de gás é uma cromatografia gasosa; e uma linha para suprir uma amostra de gás da corrente de processo para os ditos um ou mais dispositivos; em que a pressão dentro do recipiente é mantida em ou próximo à pressão atmosférica, o aparelho compreendendo adicionalmente um reservatório para suprir gás arrastador e/ou gás de calibração para a cromatografia gasosa, o reservatório retendo o dito gás arrastador e/ou gás de calibração, e o dito reservatório estando na forma de uma ou mais garrafas de gás.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para reduzir a pressão da amostra de gás da pressão da corrente de processo para a pressão dentro do recipiente.

3. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para descarregar o gás do recipiente após análise.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os ditos meios para descarregar o gás incluem um reservatório para o gás analisado.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para remover o gás do dito reservatório.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para controlar a temperatura dentro do dito recipiente.

7. Método de monitoramento da qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: instalar um recipiente na dita localização submarina, em que o dito recipiente inclui um volume em ou próximo à pressão atmosférica que acomoda um ou mais dispositivos para analisar a qualidade de gás; tomar uma amostra de gás da corrente de processo; suprir a dita amostra de gás para os ditos um ou mais dispositivos para análise, em que o pelo menos um dos dispositivos para analisar a qualidade de gás é uma cromatografia gasosa; e suprir gás arrastador e/ou gás de calibração para a cromatografia gasosa, em que o gás arrastador e/ou gás de calibração para a cromatografia gasosa é fornecido por um reservatório retendo o dito gás arrastador e/ou gás de calibração, o dito reservatório estando na forma de uma ou mais garrafas de gás.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de reduzir a pressão da amostra de gás para ou próximo à pressão atmosférica antes de suprir a dita amostra para os ditos um ou mais dispositivos.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de descarregar o gás após análise.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que a dita amostra tomada da corrente de processo está em uma fase única.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que a dita amostra tomada da corrente de processo inclui uma fase gasosa e uma fase líquida, que são analisadas separadamente.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de controlar a temperatura dentro do recipiente.

13. Aparelho para monitorar a qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina caracterizado pelo fato de que compreende: um recipiente para instalação na localização; um ou mais dispositivos para analisar qualidade de gás, em que os ditos dispositivos são localizados no recipiente, em que pelo menos um dos dispositivos para analisar a qualidade de gás é uma cromatografia gasosa; e uma linha para suprir uma amostra de gás da corrente de processo para os ditos um ou mais dispositivos; em que a pressão dentro do recipiente é mantida em ou próximo à pressão atmosférica, o aparelho compreendendo adicionalmente um meio umbilical para suprir gás arrastador e/ou gás de calibração para a cromatografia gasosa.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para reduzir a pressão da amostra de gás da pressão da corrente de processo para a pressão dentro do recipiente.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para descarregar o gás do recipiente após análise.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os ditos meios para descarregar o gás incluem um reservatório para o gás analisado.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para remover o gás do dito reservatório.

18. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios para controlar a temperatura dentro do dito recipiente.

19. Método de monitoramento da qualidade de gás em uma corrente de processo em uma localização submarina caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de: instalar um recipiente na dita localização submarina, o dito recipiente incluindo um volume em ou próximo à pressão atmosférica que acomoda um ou mais dispositivos para analisar a qualidade de gás; tomar uma amostra de gás da corrente de processo; suprir a dita amostra de gás para os ditos um ou mais dispositivos para análise, em que o pelo menos um dos dispositivos para analisar a qualidade de gás é uma cromatografia gasosa; e suprir gás arrastador e/ou gás de calibração para a cromatografia gasosa, em que o gás arrastador e/ou gás de calibração para a cromatografia gasosa é fornecido por um umbilical.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de reduzir a pressão da amostra de gás para ou próximo à pressão atmosférica antes de suprir a dita amostra para os ditos um ou mais dispositivos.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de descarregar o gás após análise.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita amostra tomada da corrente de processo está em uma fase única.

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 21, caracterizado pelo fato de que a dita amostra tomada da corrente de processo inclui uma fase gasosa e uma fase líquida, que são analisadas separadamente.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de controlar a temperatura dentro do recipiente.

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