FR2772126A1 - Procede et dispositif de prelevement isocinetique d'echantillons d'un fluide s'ecoulant dans une tuyauterie - Google Patents
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Abstract
Un échantillon d'un fluide, tel qu'un fluide gazeux sortant d'un récipient séparateur liquide/ gaz (10) dans une installation pétrolière de surface, est prélevé en continu et de façon isocinétique par un tube de prélèvement (18). Ce tube débouche selon l'axe d'une tuyauterie (16) de sortie de gaz, vers le récipient séparateur (10), à la jonction entre la tuyauterie et le récipient. Le caractère isocinétique du prélèvement est assuré en régulant le débit dans le tube (18), à l'aide d'une vanne de régulation (28) pilotée par un régulateur (32) en fonction des débits mesurés dans le tube (18) et dans la tuyauterie (16). Dans le tube (18), le liquide est séparé du gaz par un filtre (22).
Description
i
PROCEDE ET DISPOSITIF DE PRELEVEMENT ISOCINETIQUE
D'ECHANTILLONS D'UN FLUIDE S'ECOULANT DANS UNE
TUYAUTERIE
DESCRIPTION
Domaine technique L'invention concerne un procédé permettant de prélever des échantillons représentatifs d'un fluide s'écoulant dans une tuyauterie, telle qu'une tuyauterie
de sortie de gaz d'un séparateur liquide/gaz.
L'invention concerne également un dispositif
permettant de mettre en oeuvre ce procédé.
Le procédé et le dispositif de prélèvement d'échantillons conformes à l'invention peuvent notamment être utilisés dans les installations de surface qui équipent les puits pétroliers, lors des essais préalables à l'exploitation de ces puits, visant à déterminer les caractéristiques du fluide pétrolier sortant de ces puits. En particulier, le procédé et le dispositif conformes à l'invention sont particulièrement adaptés au cas o le fluide pétrolier qui s'écoule du puits présente une très forte teneur en gaz. Etat de la technique Les installations d'essais des puits pétroliers ont pour mission de déterminer, avec une précision aussi grande que possible, les caractéristiques du fluide pétrolier contenu dans le réservoir souterrain auquel le puits donne accès. Ces caractéristiques
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incluent notamment la nature et les proportions des
différentes phases qui composent le fluide pétrolier.
Pour parvenir à cette connaissance, les installations existantes comprennent habituellement des moyens pour séparer les différentes phases du fluide ainsi que des moyens pour prélever des échantillons du fluide pétrolier. La conception et l'agencement de ces différents moyens prennent des formes différentes selon
les installations.
Ainsi, dans le document US-A-4 301 679, des prélèvements sont effectués par intermittence, en dérivant le fluide pétrolier, à la pression du puits, dans une tuyauterie dans laquelle débouche un tube de prélèvement. L'extrémité du tube de prélèvement est placée au centre d'une restriction formée dans la tuyauterie, en aval de moyens de mélange du fluide, constitués par un certain nombre de canaux convergents usinés dans une pièce placée dans la tuyauterie, à l'entrée de la restriction. Plus précisément, l'extrémité du tube de prélèvement est placée au point de convergence des canaux. Selon le cas, l'extrémité du tube de prélèvement peut être orientée soit radialement, soit selon l'axe de la restriction. Le fluide prélevé par ce tube est ensuite acheminé, par exemple, jusqu'à un séparateur liquide/gaz à la sortie duquel des échantillons peuvent être prélevés dans des
récipients sous vide.
Dans cette installation connue, le passage du fluide pétrolier par des moyens de mélange vise à assurer le prélèvement d'un échantillon aussi représentatif que possible du fluide qui circule dans
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la tuyauterie. Dans la pratique, cette représentativité
est cependant aléatoire.
Lors de la séparation éventuelle des phases liquide et gazeuse en aval du prélèvement, des gouttelettes de liquide en suspension peuvent être entraînées dans la phase gazeuse qui s'échappe du séparateur. Lorsque le fluide pétrolier dont on désire connaître les caractéristiques présente une très forte teneur en gaz, ces gouttelettes de liquide entraînées par la phase gazeuse peuvent représenter une fraction importante du liquide effectivement présent dans le fluide pétrolier. Par conséquent, une mesure des fractions liquide et gazeuse du fluide effectuée sur la base des quantités de fluide s'écoulant par les tuyauteries de sortie de liquide et de gaz du
séparateur fournit alors des informations erronées.
Plus précisément, les mesures ainsi effectuées sont d'autant plus éloignées de la réalité que la teneur en
liquide du fluide pétrolier est faible.
En outre, il peut s'avérer que le liquide entraîné par le gaz à la sortie du séparateur soit en partie ou totalement différent du liquide recueilli par la tuyauterie de sortie de liquide du séparateur. Or, il n'existe actuellement aucun moyen de connaître la
nature du liquide entraîné par le gaz.
Dans d'autres installations existantes, tout le fluide pétrolier issu du puits traverse un séparateur liquide/gaz et des échantillons de liquide et de gaz sont recueillis en aval de ce séparateur, respectivement dans des tuyauteries de sortie de
liquide et de gaz.
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Dans ces installations, les principaux problèmes évoqués précédemment à propos du document
US-A-4 301 679 se posent également.
Dans le document WO-A-93/02345, il est proposé un appareil permettant de prélever, ponctuellement, un échantillon d'un fluide s'écoulant sous haute pression dans un composant quelconque tel qu'un séparateur ou une conduite. L'appareil comprend deux tubes de prélèvement concentriques mobiles selon une direction perpendiculaire au sens d'écoulement du fluide. Ainsi, un embout de prélèvement monté à l'extrémité des tubes peut être déplacé entre une région centrale du composant et une région située à proximité d'une paroi, afin de prélever des échantillons de fluide dans des emplacements différents. L'embout comprend deux orifices orientés respectivement dans le sens de l'écoulement et en sens opposé. Chacun des orifices communique, par l'un des tubes concentriques, avec un
récipient différent initialement sous vide.
Dans cet appareil, l'échantillon prélevé n'est pas représentatif de la totalité de l'écoulement à l'intérieur du composant dans lequel est implanté
l'appareil (film de liquide sur les parois).
De plus, même si l'échantillonnage est dit "isocinétique", rien ne permet d'affirmer que la vitesse d'écoulement de l'échantillon prélevé est la même que celle du fluide qui s'écoule dans le composant. Au contraire, la technique de prélèvement dans des récipients sous vide conduit inévitablement à des variations de la pression au cours du remplissage et, par conséquent, de la vitesse des échantillons au
fur et à mesure que les prélèvements sont effectués.
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D'autre part, lorsque le fluide prélevé présente une très faible teneur en liquide, le volume nécessairement limité des récipients dans lesquels sont reçus les échantillons a pour conséquence que la quantité de liquide prélevé est extrêmement faible. Dans ces conditions, une mesure précise du rapport phase liquide sur phase gazeuse n'est pas possible. De même, l'analyse de la nature du liquide ne peut être envisagée. Exposé de l'invention L'invention a précisément pour objet un procédé permettant d'effectuer un prélèvement réellement isocinétique d'échantillons représentatifs d'un fluide, tel que celui qui s'écoule dans la tuyauterie de sortie
de gaz d'un séparateur liquide/gaz.
Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un procédé de prélèvement d'échantillons, dans un fluide s'écoulant dans une tuyauterie, caractérisé par le fait qu'il consiste à prélever un échantillon en continu, sensiblement au centre de la tuyauterie, dans le sens de l'écoulement, et à réguler le débit de prélèvement afin que les vitesses de l'échantillon prélevé et du fluide en
écoulement soient sensiblement les mêmes.
La régulation du débit de prélèvement ainsi que la technique de prélèvement utilisées conformément à l'invention permettent de prélever en continu un échantillon parfaitement représentatif du fluide. Dans le cas o ce fluide est la phase gazeuse sortant d'un récipient séparateur liquide/gaz, il devient ainsi possible de connaître avec précision la fraction de
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liquide effectivement contenue dans le fluide qui sort du récipient séparateur, même dans le cas o ce fluide
présente une très forte teneur en gaz.
Dans ce dernier cas, afin d'affiner encore la représentativité de l'échantillon, celui-ci est prélevé, de préférence, sensiblement dans un plan de jonction de la tuyauterie de sortie de gaz et du récipient séparateur. Cet agencement permet d'éviter une perte du liquide dispersé dans le gaz, par
coalescence sur les parois de la tuyauterie.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, on filtre en continu l'échantillon prélevé et on recueille le liquide qu'il contient, afin de l'analyser et d'en mesurer le volume. Du fait du prélèvement continu de l'échantillon, il devient possible de recueillir une quantité de liquide suffisante pour obtenir une mesure précise de la quantité de liquide entraînée par le gaz et pour envisager une analyse de ce liquide. Cela permet notamment de détecter d'éventuelles différences entre la nature du liquide qui s'écoule par la tuyauterie de sortie de liquide d'un récipient séparateur liquide/gaz et celle du liquide en suspension entraîné par le fluide gazeux acheminé dans la tuyauterie de sortie de
gaz de ce récipient séparateur.
Par ailleurs, afin de permettre une analyse du gaz exempt de tout liquide, il est également possible de recueillir une fraction de l'échantillon de gaz
après l'avoir filtré.
Selon le cas, l'échantillon prélevé dans la tuyauterie peut être soit recueilli, soit rejeté, soit
recyclé dans cette tuyauterie, en aval du prélèvement.
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Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, on mesure le débit Qgsc du fluide gazeux dans la tuyauterie et on régule le débit de prélèvement à une valeur Qsiso déterminée, en appliquant au débit Qgsc mesuré un coefficient K. gsc Ce coefficient K est déterminé à partir de la relation: 2n+l n+l 2n1+L) 2n + 1 d i)
K = 1 _ al _ di) n - n * Di - di)-
n - n - _ n DiDDi o * di représente le diamètre interne d'un tube par lequel on prélève l'échantillon (en mètre); * Di représente le diamètre interne de la tuyauterie (en mètre); et * n représente un exposant, qui varie entre 6 et 10 inclus, selon le profil d'écoulement du fluide dans
la tuyauterie.
L'exposant n de la relation ci-dessus est choisi en calculant le nombre de Reynolds Re du fluide en écoulement dans la tuyauterie, à partir du débit Qgsc mesuré, en utilisant la relation: Re =4 Qgsc Pgsc p.. Di o * Pgsc représente la densité du fluide dans des conditions standard; et * p représente la viscosité dynamique du fluide, dans
les conditions réelles (en Pa.s).
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L'invention a également pour objet un dispositif de prélèvement d'échantillon, dans une tuyauterie dans laquelle s'écoule un fluide, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend un tube de prélèvement débouchant sensiblement selon l'axe de la tuyauterie, vers l'amont par rapport au sens d'écoulement du fluide, et des moyens pour réguler le débit d'un échantillon prélevé s'écoulant en continu dans le tube, afin que les vitesses de cet échantillon et du fluide en écoulement dans la tuyauterie soient
sensiblement les mêmes.
Des moyens de filtrage, comprenant de préférence deux filtres placés en série et un réceptacle à liquide communiquant avec au moins un premier de ces filtres, sont placés avantageusement
dans le tube de prélèvement.
Un conteneur de transport du liquide prélevé peut alors être relié au réceptacle, de façon déconnectable, au travers d'une vanne normalement
fermée.
Afin que la température du fluide prélevé reste constante, un calorifuge entoure avantageusement le tube de prélèvement, au moins jusqu'aux moyens de filtrage. Par ailleurs, des moyens de prélèvement d'un échantillon gazeux sont placés avantageusement dans le
tube de prélèvement, en aval des moyens de filtrage.
En outre, les moyens pour réguler le débit comprennent de préférence: - un premier débitmètre placé dans la tuyauterie; - un deuxième débitmètre placé dans le tube de prélèvement;
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- une vanne de régulation placée dans le tube de prélèvement; et - un régulateur sensible à des signaux délivrés par le premier et le deuxième débitmètres, pour commander la vanne de régulation.
Brève description des dessins
On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble, qui représente de façon schématique un dispositif de prélèvement d'échantillons conforme à l'invention, implanté sur la tuyauterie de sortie de gaz d'un séparateur liquide/gaz équipant une installation pétrolière de surface; et - la figure 2 est une section, dans un plan perpendiculaire à celui de la figure 1, qui représente l'implantation de l'extrémité du tube de prélèvement du dispositif de la figure 1, dans la zone de jonction de la tuyauterie de sortie de gaz sur le récipient séparateur. Exposé détaillé d'une forme de réalisation préférée de l'invention Sur la figure 1, la référence 10 désigne un récipient séparateur liquide/gaz qui appartient à une installation de surface équipant un puits pétrolier en cours d'essais. Le fluide pétrolier en provenance du puits débouche dans une extrémité du récipient séparateur 10 par une tuyauterie d'entrée horizontale
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12. La circulation du fluide pétrolier dans la tuyauterie d'entrée 12, puis dans le récipient séparateur 10, est assurée par la pression qui règne en
aval du puits.
A l'intérieur du récipient séparateur 10, les phases liquide et gazeuse du fluide sont séparées par gravité. Plus précisément, la majeure partie de la phase liquide L tombe dans le fond du récipient séparateur 10, pour y être évacuée par une tuyauterie 14 de sortie de liquide. La phase gazeuse G, qui occupe la partie haute du récipient séparateur 10, s'échappe
de celui-ci par une tuyauterie 16 de sortie de gaz.
Cette tuyauterie 16 de sortie de gaz débouche dans le récipient séparateur 10 par une partie terminale d'axe sensiblement vertical, raccordée à la paroi supérieure du récipient séparateur 10 selon un plan sensiblement horizontal, comme l'illustrent les figures 1 et 2. De préférence, l'embouchure de la tuyauterie 16 de sortie de gaz, de même que celle de la tuyauterie 14 de sortie de liquide, sont placées à proximité d'une extrémité du récipient séparateur 10 située à l'opposé de l'embouchure de la tuyauterie d'entrée 12. Cet agencement classique facilite l'écoulement du fluide de la tuyauterie d'entrée 12 vers les tuyauteries de
sortie 14 et 16.
A l'intérieur du récipient séparateur 10, la pression du fluide chute, ce qui a pour effet de former des gouttelettes de liquide microscopiques. Ces gouttelettes ne sont pas toujours piégées dans le récipient séparateur. Au contraire, en raison du débit élevé du fluide qui pénètre dans le récipient séparateur, une partie non négligeable de ces
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gouttelettes est entraînée vers la tuyauterie 16 de
sortie de gaz.
La phase gazeuse G, qui s'échappe du récipient séparateur 10 par la tuyauterie 16 de sortie de gaz, constitue donc un fluide gazeux qui contient des
gouttelettes de liquide en suspension.
Conformément à l'invention, un dispositif est prévu pour prélever de façon isocinétique, dans la tuyauterie 16 de sortie de gaz, un échantillon représentatif du fluide gazeux G. Le caractère isocinétique de ce prélèvement permet d'avoir une connaissance précise de la fraction de liquide entraînée dans le fluide gazeux. Le dispositif de prélèvement permet aussi d'analyser séparément le liquide entraîné par le fluide gazeux ainsi que la phase gazeuse proprement dite. Ces informations autorisent une connaissance précise des caractéristiques quantitative et qualitative du fluide
qui s'écoule du puits en cours d'essai.
Dans le cas particulier o le fluide contient une très forte teneur en gaz, la connaissance de la fraction de liquide entraînée par la phase gazeuse dans la canalisation 16 de sortie de gaz autorise une mesure précise de la fraction de liquide contenue dans le
fluide qui pénètre dans le récipient séparateur 10.
Cette mesure est obtenue en ajoutant au liquide recueilli par la tuyauterie 14 de sortie du liquide celui qui est entraîné par la phase gazeuse dans la
tuyauterie 16 de sortie de gaz.
Comme l'illustre plus précisément la figure 2, le dispositif de prélèvement selon l'invention comprend un tube de prélèvement 18 dont une partie d'entrée est
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placée coaxialement à l'intérieur de la partie d'entrée de la tuyauterie 16 de sortie de gaz, qui débouche dans le récipient séparateur 10. Dans l'exemple décrit o la partie d'entrée de la tuyauterie 16 de sortie de gaz est orientée verticalement, la partie d'entrée du tube de prélèvement 18 est donc également verticale. De plus, la partie d'entrée du tube 18 débouche vers le bas, c'est-à-dire vers le récipient séparateur 10, sensiblement dans le plan de raccordement de la
tuyauterie 16 sur la paroi de ce récipient.
Cet agencement particulier permet de garantir le prélèvement en continu d'un échantillon aussi représentatif que possible du fluide gazeux qui s'échappe du récipient séparateur 10 par la tuyauterie
16 de sortie de gaz.
En aval de sa partie d'entrée, le tube de prélèvement 18 traverse de façon étanche la paroi de la tuyauterie 16 de sortie de gaz, comme on l'a illustré schématiquement sous la forme d'un bouchon 20 sur la
figure 1.
Dans sa partie située à l'extérieur de la tuyauterie 16 de sortie de gaz, le tube de prélèvement 18 traverse successivement un premier filtre 22, un deuxième filtre 24, un débitmètre 26 et une vanne de régulation 28. Au-delà de la vanne de régulation 28, le tube de prélèvement 18 peut soit déboucher dans l'atmosphère, comme on l'a illustré schématiquement en 18a, soit déboucher dans la tuyauterie 16 de sortie de gaz, en aval du point de prélèvement et de la vanne de régulation principale 43, comme on l'a illustré
schématiquement en 18b.
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Le dispositif de prélèvement comprend de plus un calorifuge 30, qui entoure le tube de prélèvement 18, dans sa partie située à l'extérieur de la tuyauterie 16 de sortie de gaz, au moins jusqu'aux filtres 22 et 24. De préférence, comme on l'a représenté sur la figure 1, le calorifuge 30 entoure le tube de prélèvement 18 jusqu'au-delà de la vanne de
régulation 28.
Enfin, le dispositif de prélèvement conforme à l'invention comprend un régulateur 32, ainsi qu'un deuxième débitmètre 34 placé dans la tuyauterie 16 de sortie de gaz. Il est à noter que ce débitmètre 34 est un appareil qui existe habituellement dans les
installations de surface existantes.
Comme on l'a illustré schématiquement en traits discontinus sur la figure 1, les débitmètres 26 et, de préférence, 34 sont connectés électriquement au régulateur 32. Ainsi, des signaux électriques délivrés par les débitmètres 26 et 34 et représentatifs des débits respectifs dans le tube de prélèvement 18 et dans la tuyauterie 16 de sortie de gaz, sont acheminés en permanence au régulateur 32, lorsque le dispositif est en fonctionnement. A partir de ces signaux de débit, le régulateur 32 établit un signal de correction du débit dans le tube de prélèvement 18. Ce signal de correction de débit est transmis à la vanne de régulation 28, comme on l'a également représenté en
traits discontinus sur la figure 1.
Comme on le verra plus en détail ultérieurement, le signal de correction de débit permet de maintenir le débit de l'échantillon de fluide gazeux prélevé, qui s'écoule en continu dans le tube de
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prélèvement 18, à une valeur telle que les vitesses de l'échantillon prélevé et du fluide gazeux qui s'écoule dans la tuyauterie 16 de sortie de gaz soient en permanence sensiblement les mêmes. Le caractère isocinétique du prélèvement est ainsi assuré. Les débitmètres 26 et 34, le régulateur 32 et la vanne de régulation 28 constituent des moyens pour réguler le
débit dans le tube de prélèvement 18.
Les débitmètres 26 et 34 sont, de préférence, des débitmètres massiques généralement identiques à ceux qui équipent habituellement les installations pétrolières de surface. Ils délivrent alors des signaux représentatifs des débits massiques dans les conditions standard. On désigne par Qsmes la valeur du débit mesuré par le débitmètre 26 et par Qgsc la valeur du
débit mesuré par le débitmètre 34.
Le régulateur 32 est, de préférence, un régulateur à triple action ou PID, c'est-à-dire un régulateur proportionnel, intégral et par
différenciation.
A partir des valeurs de débit Qsmes et Qgsc qui lui sont transmises par les débitmètres 26 et 34, le régulateur 32 détermine la correction qui doit être apportée au débit dans le tube de prélèvement 18, afin que les vitesses de l'échantillon prélevé dans ce tube et du fluide gazeux qui s'écoule par la tuyauterie 16 de sortie de gaz soient sensiblement égales. A cet effet, le régulateur 32 compare la valeur Qsmes du débit mesuré par le débitmètre 26 à une valeur cible à atteindre Qsiso, établie à partir de la valeur Qgsc
mesurée par le débitmètre 34 dans la tuyauterie 16.
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Selon la différence qui existe entre les valeurs Qsmes et Qsiso, le régulateur 32 agit sur la vanne de régulation 28 de façon à annuler en permanence cet écart. Le débit Qsiso à établir dans le tube de prélèvement 18 est calculé dans le régulateur 32, en appliquant la relation: Qsiso = K. Qgsc (1) dans laquelle K représente un coefficient qui dépend du rapport des sections du tube de prélèvement 18 et de la tuyauterie 16 de sortie de gaz et du profil des vitesses dans cette tuyauterie. Ce coefficient est donné par la relation: 2n+l n+l 2nl 2n + 1 di K = 1 - a _ di) n - Di - i) n (2) Di Di dans laquelle * di représente le diamètre intérieur du tube de prélèvement 18 (en mètre); * Di représente le diamètre intérieur de la tuyauterie 16 de sortie de gaz (en mètre); et * n représente un exposant qui dépend du profil
d'écoulement du fluide gazeux dans la tuyauterie 16.
Plus précisément, le calculateur 32 fixe la valeur de l'exposant n, entre 6 et 10 inclus, après avoir calculé le nombre de Reynolds Re du fluide gazeux
qui s'écoule dans la tuyauterie 16 de sortie de gaz.
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La relation entre l'exposant n et le nombre de Reynolds Re est fixée de façon connue par une relation empirique. Ainsi, on donne à l'exposant n la valeur 6 lorsque le nombre de Reynolds Re est compris entre 103 et 5,7.104, la valeur 7 lorsque le nombre de Reynolds Re est compris entre 5,7.104 et 6.105, la valeur 8,8 lorsque le nombre de Reynolds Re est compris entre 6.105 et 2,2.106 et enfin la valeur 10 lorsque le nombre de
6 7
Reynolds Re est compris entre 2,2.10 et 107.
Pour calculer le nombre de Reynolds, le régulateur 32 utilise la relation: Re=4 Qgsc-Pgsc (3) p. z. Di dans laquelle * Pgsc représente la densité du fluide gazeux circulant dans la tuyauterie 16, dans les conditions standard; et * H représente la viscosité dynamique du fluide, dans
les conditions réelles (en Pa.s).
Les valeurs de la densité Pgsc sont déterminées auparavant, soit par une mesure correspondante, soit par le calcul lorsqu'on connaît les composants de ce fluide. De façon comparable, les valeurs de la viscosité dynamique p sont déterminées soit par
corrélation, soit par le calcul.
Si les mesures effectivement réalisées ne permettent pas d'appliquer directement la relation (3), par exemple en raison du décalage qui existe entre les conditions standard et les conditions de la mesure,
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l'application de cette relation peut être précédée du calcul de la vitesse moyenne du fluide gazeux dans la tuyauterie 16 de sortie de gaz. La pression et la température sont alors mesurées dans cette tuyauterie par des moyens de mesure appropriés (non représentés). L'échantillon qui est ainsi prélevé à un débit régulé par le tube de prélèvement 18 parvient tout d'abord dans le premier filtre 22. Ce filtre 22 comprend une cartouche filtrante qui collecte le liquide en suspension dans le fluide gazeux. Le liquide collecté est recueilli dans un réceptacle 36 o son volume est mesuré. Un système de vannes 38 permet de faire communiquer le réceptacle 36 avec un conteneur (non représenté) de transport du liquide prélevé. Ce conteneur permet d'acheminer la totalité du liquide, ou une fraction de celui-ci, jusqu'à un laboratoire d'analyse, dans lequel les différentes caractéristiques physiques et chimiques du liquide entraîné par la phase
gazeuse dans la tuyauterie 16 sont déterminées.
Un changement périodique de la cartouche filtrante du premier filtre 22 permet d'assurer en
permanence une efficacité maximale de celui-ci.
Le deuxième filtre 24 est identique au premier filtre 22. Il a essentiellement pour fonction de confirmer l'efficacité du premier filtre. Ainsi, l'apparition de liquide dans le deuxième filtre conduit à un remplacement immédiat de la cartouche filtrante du
premier filtre 22.
En aval des filtres 22 et 24, une dérivation 40
est généralement prévue sur le tube de prélèvement 18.
Cette dérivation 40 permet de recueillir, par exemple dans un réservoir 42, un échantillon de gaz dépourvu de
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liquide. Le réservoir peut également être transféré jusqu'à un laboratoire d'analyse, o les caractéristiques physiques et chimiques du gaz sont déterminées. Le calorifuge 30 permet de maintenir l'échantillon prélevé par le tube 18 à sa température de prélèvement, au moins jusqu'à ce que le liquide qu'il contient soit piégé par le filtre 22. Une condensation d'une partie du liquide sur la paroi du tube de prélèvement 18 est ainsi empêchée. On est ainsi assuré que la totalité du liquide entraîné par le
fluide gazeux soit recueilli dans le premier filtre 22.
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Claims (18)
1. Procédé de prélèvement d'échantillons, dans un fluide gazeux s'écoulant dans une tuyauterie (16), caractérisé par le fait qu'il consiste à prélever un échantillon en continu, sensiblement au centre de la tuyauterie (16), dans le sens de l'écoulement, et à réguler le débit de prélèvement afin que les vitesses de l'échantillon prélevé et du fluide en écoulement
soient sensiblement les mêmes.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, la tuyauterie (16) étant une tuyauterie de sortie de gaz qui débouche dans un récipient séparateur (10) liquide/gaz, on prélève l'échantillon sensiblement dans un plan de jonction de la tuyauterie (16) de
sortie de gaz et du récipient séparateur (10).
3. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, dans lequel on filtre en continu
l'échantillon prélevé, et on recueille le liquide qu'il
contient.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on analyse le liquide recueilli et on en mesure
le volume.
5. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 3 et 4, dans lequel on recueille une
fraction de l'échantillon, après l'avoir filtré.
6. Procédé selon l'une quelconque des
revendications 1 à 5, dans lequel on rejette
l'échantillon prélevé.
7. Procédé selon l'une quelconque des
revendications précédentes, dans lequel on recycle
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l'échantillon prélevé dans la tuyauterie (16), en aval
du prélèvement.
8. Procédé selon l'une quelconque des
revendications précédentes, dans lequel on mesure le
débit Qgsc du fluide dans la tuyauterie (16) et on régule le débit de prélèvement à une valeur Qsiso déterminée, en appliquant au débit Qgsc mesuré un coefficient K.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on détermine le coefficient K à partir de la relation: 2n+ l n+l 2n+_ 2n + 1 di n di) K = 1 -(l- di -d n - Q- n Di Di Di dans laquelle * di représente le diamètre intérieur d'un tube (18) par lequel on prélève l'échantillon (en mètre); * Di représente le diamètre interne de la tuyauterie (16) (en mètre); et * n représente un exposant, variant entre 6 et 10 inclus selon le profil d'écoulement du fluide dans la tuyauterie.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel on choisit l'exposant n de la relation ci-dessus en calculant le nombre de Reynolds Re du fluide en écoulement dans la tuyauterie, à partir du débit Qgsc mesuré, en utilisant la relation: Re 4 Qgsc-Pgsc Z. Di
SP 14611 GP
o * Pgsc représente la densité du fluide dans des conditions standard; et * p représente la viscosité dynamique du fluide, dans les conditions réelles (en Pa.s).
11. Dispositif de prélèvement d'échantillons, dans une tuyauterie (16) dans laquelle s'écoule un fluide, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'il comprend un tube de prélèvement (18) débouchant sensiblement selon l'axe de la tuyauterie, vers l'amont par rapport au sens d'écoulement du fluide, et des moyens (26,28,32,34) pour réguler le débit d'un échantillon prélevé s'écoulant en continu dans le tube, afin que les vitesses de cet échantillon et du fluide en écoulement dans la tuyauterie (16) soient
sensiblement les mêmes.
12. Dispositif selon la revendication 11, dans lequel, la tuyauterie (16) étant une tuyauterie de sortie de gaz qui débouche dans un récipient séparateur liquide/gaz (10), le tube de prélèvement (18) débouche sensiblement dans un plan de jonction de la tuyauterie
(16) et du récipient séparateur (10).
13. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications 11 et 12, dans lequel des moyens de
filtrage (22,24) sont placés dans le tube de prélèvement (18), pour recueillir le liquide contenu
dans l'échantillon prélevé.
14. Dispositif selon la revendication 13, dans lequel les moyens de filtrage comprennent deux filtres (22,24) placés en série, et un réceptacle (36) à liquide communiquant avec au moins un premier de ces filtres.
SP 14611 GP
15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel un conteneur de transport du liquide prélevé est apte à être relié au réceptacle (36), au travers d'une
vanne (38) normalement fermée.
16. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications précédentes, dans lequel un calorifuge
(30) entoure le tube de prélèvement (18), au moins
jusqu'aux moyens de filtrage (22,24) inclus.
17. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications 13 à 16, dans lequel des moyens (40,42)
de prélèvement d'un échantillon gazeux sont placés dans le tube de prélèvement (18), en aval des moyens de
filtrage (22,24).
18. Dispositif selon l'une quelconque des
revendications 11 à 17, dans lequel les moyens pour
réguler le débit comprennent: - un premier débitmètre (34) placé dans la tuyauterie (16); - un deuxième débitmètre (26) placé dans le tube de prélèvement (18); - une vanne de régulation (28) placée dans le tube de prélèvement (18); et - un régulateur (32) sensible à des signaux délivrés par le premier et le deuxième débitmètres (34,26),
pour commander la vanne de régulation (28).
SP 14611 GP
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