RU2679908C1 - Дозирующий насос, расположенный выше по потоку после зонда и обеспечивающий завершение изменения фазы газоконденсатной жидкости при кондиционировании пробы - Google Patents

Дозирующий насос, расположенный выше по потоку после зонда и обеспечивающий завершение изменения фазы газоконденсатной жидкости при кондиционировании пробы Download PDF

Info

Publication number
RU2679908C1
RU2679908C1 RU2018108881A RU2018108881A RU2679908C1 RU 2679908 C1 RU2679908 C1 RU 2679908C1 RU 2018108881 A RU2018108881 A RU 2018108881A RU 2018108881 A RU2018108881 A RU 2018108881A RU 2679908 C1 RU2679908 C1 RU 2679908C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
liquid
pressure
metering pump
fluid
Prior art date
Application number
RU2018108881A
Other languages
English (en)
Inventor
Мика А. КЁРТИС
Original Assignee
Мустанг Сэмплинг Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мустанг Сэмплинг Ллк filed Critical Мустанг Сэмплинг Ллк
Application granted granted Critical
Publication of RU2679908C1 publication Critical patent/RU2679908C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/04—Preparation or injection of sample to be analysed
    • G01N30/06—Preparation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/30—Control of physical parameters of the fluid carrier of temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
    • G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
    • G01N30/32—Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/004—CO or CO2
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22—Fuels; Explosives
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N2001/1031—Sampling from special places
    • G01N2001/105—Sampling from special places from high-pressure reactors or lines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
    • G01N2001/1445—Overpressure, pressurisation at sampling point

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к системе отбора проб многофазной текучей среды, такой как продукты компонентов газоконденсатной жидкости (NGL) из трубопровода, и способу максимизации однофазного состояния жидкой пробы газоконденсатной жидкости. Система для извлечения пробы многофазной текучей среды содержит пробоотборный зонд, предназначенный для извлечения многофазной текучей среды из трубопровода, блок кондиционирования пробы, предназначенный для испарения извлеченной пробы текучей среды и поддержания испаренной пробы в определенном диапазоне температуры и давления, так чтобы предотвратить выпадение точки росы и перенести кондиционированную испаренную пробу к анализатору, расположенному ниже по потоку, и дозирующий насос, расположенный в линии между пробоотборным зондом и блоком кондиционирования пробы и предназначенный для повышения давления и конденсирования извлеченной пробы текучей среды, так чтобы максимизировать переход пробы многофазной текучей среды в одну полностью жидкую фазу. Техническим результатом является повышение точности и воспроизводимости измерений продуктов компонентов газоконденсатной жидкости (NGL), извлекаемых в процессе анализа пробы, а также уменьшение времени задержки находящейся под давлением текучей среды до ее введения в оборудование для кондиционирования пробы. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Для настоящей международной заявки РСТ испрашивается приоритет по заявке США №15/252,628, поданной 31 августа 2016 г., и предварительной заявке США №62/220,550, поданной 18 сентября 2015 г.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе и способу повышения точности и воспроизводимости измерений многофазной текучей среды, такой как продукты компонентов газоконденсатной жидкости (NGL), извлекаемые из трубопровода пробоотборным зондом в процессе анализа пробы с использованием дозирующего насоса, расположенного выше по потоку относительно оборудования для кондиционирования пробы. Изобретение также уменьшает время задержки находящейся под давлением текучей среды до ее введения в оборудование для кондиционирования пробы. Еще одним аспектом изобретения является создание достаточного остаточного давления для компенсации и преодоления заборного разрежения (давления всасывания), так чтобы способствовать нефильтрованному перепускному потоку для обратной закачки текучей среды в трубопровод.
Уровень техники
В газоперерабатывающей промышленности общепризнано, что хроматографический и/или спектрографический анализ двухфазного текучего продукта NGL не может быть выполнен с достаточной точностью. Обычное оборудование при обычном разделении на фракции или при криогенной сепарации либо удерживает, либо образует увлеченный газ в жидком продукте. Так происходит на первом этапе обработки NGL, где такая увлеченная газом жидкость обычно образуется на выходе из криогенной колонны или колонны деметанизации и, в частности, на фазе "извлечения этана". Полученный в результате анализ элементов/анализируемых компонентов текучей среды пробы является неточным.
В качестве пояснения, без связи с какой-либо конкретной теорией считается, что криогенный процесс оставляет этан в "плотной" фазе, при которой изменение фазы до полностью жидкого состояния завершено. Из-за существенного различия объема текучей среды NGL у ее жидкостной (капельной) формы и у ее паровой фазы точный и воспроизводимый анализ, например, с помощью газовой хроматографии, становится практически невозможным.
По существу, переработчики NGL признают необходимость создания системы, позволяющей проводить точные и воспроизводимые измерения, применимые для управления технологическим процессом для обеспечения качества продуктов NGL и учета энергопотребления, в частности, в случае операций передачи продукта, включающих в себя резервуары хранения или передачи.
Раскрытие сущности изобретения
Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в устранении недостатков существующего уровня техники.
Другая техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение в определенных вариантах осуществления, состоит в том, чтобы обеспечить решение для анализа двух- или многофазной NGL.
Другая техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение в определенных вариантах осуществления, состоит в том, чтобы обеспечить завершение изменения фазы многофазной жидкости.
Еще одна техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение в определенных вариантах осуществления, состоит в создании системы, позволяющей выполнять измерения с повышенной точностью и воспроизводимостью, для многофазных текучих сред, таких как продукты компонентов NGL.
Дополнительная техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение в определенных вариантах осуществления, состоит в том, чтобы обеспечить уменьшение времени задержки между моментом забора пробы и моментом ее анализа.
Еще одна техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение в определенных вариантах осуществления, состоит в получении достаточного остаточного давления, чтобы скомпенсировать и преодолеть давление всасывания в трубопроводе для обратной закачки жидкости из нефильтрованного перепускного потока.
Эти и другие технические проблемы решены посредством системы для отбора пробы многофазной текучей среды, содержащей: а) пробоотборный зонд, предназначенный для извлечения многофазной текучей среды из трубопровода; Ь) блок кондиционирования пробы, предназначенный для испарения извлеченной пробы текучей среды и поддержания испаренной пробы в определенном диапазоне температуры и давления, так чтобы предотвратить выпадение точки росы и перенести подготовленную испаренную пробу к анализатору, расположенному ниже по потоку; и с) дозирующий насос, расположенный в линии между пробоотборным зондом и блоком кондиционирования пробы и предназначенный для повышения давления и конденсирования извлеченной пробы текучей среды, так чтобы максимизировать переход пробы многофазной текучей среды в одну полностью жидкую фазу.
Дополнительный вариант осуществления изобретения включает в себя упомянутый вариант осуществления и отличается тем, что имеется коалесцирующий фильтр для отфильтровывания частиц, расположенный в линии между пробоотборным зондом и дозирующим насосом.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из предыдущих вариантов осуществления и отличается тем, что дозирующий насос представляет собой пневматический насос.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя упомянутый вариант осуществления и отличается тем, что пневматический насос содержит пневматический контроллер и изолирующий воздушный клапан.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя упомянутый вариант осуществления и отличается тем, что пневматический контроллер содержит по меньшей мере один датчик обратной связи.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из предыдущих вариантов осуществления и отличается тем, что многофазная текучая среда представляет собой газоконденсатную жидкость и что он дополнительно содержит скоростной контур возврата в трубопровод.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из предыдущих вариантов осуществления и отличается тем, что дозирующий насос создает давление, составляющее по меньшей мере 2,76 МПа (400 фунтов на кв. дюйм изб.).
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя предыдущий вариант осуществления и отличается тем, что дозирующий насос создает давление, составляющее по меньшей мере 4,14 МПа (600 фунтов на кв. дюйм изб.), для обратной закачки газоконденсатной жидкости, находящейся под давлением, через скоростной контур в трубопровод, так чтобы преодолеть давление всасывания в трубопроводе.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из предыдущих вариантов осуществления и отличается тем, что дозирующий насос минимизирует время между извлечением пробы и ее кондиционированием.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из предыдущих вариантов осуществления и отличается тем, что имеется фильтрующий элемент, расположенный в линии между дозирующим насосом и блоком кондиционирования пробы, причем фильтрующий элемент содержит перепускной канал для жидкости, соединенный с возвратным скоростным контуром обратной закачки пробы трубопровода.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя предшествующий вариант осуществления и отличается тем, что имеется клапан регулирования потока текучей среды, расположенный в линии между фильтрующим элементом и блоком кондиционирования пробы.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя предыдущий вариант осуществления и отличается тем, что содержит отверстие обратной закачки трубопровода, причем дозирующий насос создает давление, составляющее по меньшей мере 4,14 МПа (600 фунтов на кв. дюйм изб.), так чтобы обеспечить обратную закачку газоконденсатной жидкости, находящейся под давлением, через скоростной контур возврата в трубопровод через отверстие обратной закачки.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя предшествующий вариант осуществления и отличается тем, что расходомер расположен в линии между перепускным каналом для жидкости и отверстием обратной закачки, для измерения расхода проходящей через него жидкости пробы.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из двух предыдущих вариантов осуществления и отличается тем, что имеется регулятор обратного давления, расположенный в линии между перепускным каналом для жидкости и отверстием обратной закачки, так чтобы предотвратить обратный отток жидкости в фильтрующий элемент.
Вышеупомянутые и другие технические проблемы решаются посредством способа максимизации однофазного состояния жидкой пробы газоконденсатной жидкости, извлеченной с помощью пробоотборного зонда трубопровода до испарения для анализа с использованием дозирующего насоса, содержащего следующие этапы: а) извлечение пробы газоконденсатной жидкости из технологического потока трубопровода посредством пробоотборного зонда; Ь) повышение давления извлеченной пробы для максимизации ее полной конденсации в жидкую фазу; и с) перенос жидкой пробы, находящейся под давлением, в блок кондиционирования пробы, так чтобы обеспечить испарение указанной жидкой пробы для ее прохождения от блока кондиционирования пробы к анализатору, расположенному ниже по потоку, при выбранном давлении и выбранной температуре для минимизации изменения фазы.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя упомянутый вариант осуществления и отличается тем, что система содержит коалесцирующий фильтрующий элемент, расположенный между пробоотборным зондом и дозирующим насосом, и содержит этап прохождения пробы через коалесцирующий фильтрующий элемент, так чтобы минимизировать прохождение пара и увлеченных газов, содержащихся в многофазной газоконденсатной жидкости, к дозирующему насосу.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из двух предыдущих вариантов осуществления и отличается тем, что система содержит перепускной канал для жидкости, скоростной контур возврата пробы трубопровода и отверстие обратной закачки трубопровода, где дозирующий насос повышает давление извлеченной пробы до по меньшей мере 4,14 МПа (600 фунтов на кв. дюйм изб.), так чтобы обеспечить обратную закачку жидкой пробы газоконденсатной жидкости, находящейся под давлением, через отверстие обратной закачки трубопровода.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя предыдущий вариант осуществления и отличается тем, что жидкость в перепускном канале проходит через фильтр, при этом возвратный скоростной контур содержит расположенный в линии обратный клапан регулировки давления, причем способ дополнительно содержит этап минимизации изменения фазы, из жидкой фазы, пробы газоконденсатной жидкости, находящейся в жидком состоянии под давлением и проходящей через фильтрующий перепускной канал и к отверстию обратной закачки.
Другой вариант осуществления изобретения включает в себя любой из предыдущих четырех вариантов осуществления и отличается тем, что содержит этап минимизации времени задержки между извлечением пробы и испарением извлеченной пробы.
Другими словами, изобретение относится к дозирующему насосу, расположенному выше по потоку после зонда, обеспечивающему завершение изменения фазы многофазной жидкости в системе кондиционирования пробы и выполненному с возможностью повышения давления многофазной текучей среды и максимизации однофазного полностью жидкого состояния, как определено анализом фазовой кривой.
Кроме того, изобретение относится к комбинации элементов, характеризующейся дозирующим насосом, расположенным выше по потоку после зонда и обеспечивающим завершение изменения фазы многофазной жидкости в системе кондиционирования пробы, и линией возврата скоростного контура для обратной закачки неиспользованной многофазной жидкости пробы, находящейся под давлением, в исходный технологический поток трубопровода.
Система согласно настоящему изобретению по существу характеризуется размещением дозирующего насоса предпочтительно с коалесцирующим фильтром, расположенным между местом забора пробы многофазной жидкости, таким как трубопровод, и местом кондиционирования для испарения пробы жидкости, находящейся под давлением, для анализатора, расположенного ниже по потоку. Изобретение также может включать в себя перепускной канал фильтра, который переносит отфильтрованную пробу в анализатор, расположенный ниже по потоку, с возвратом через скоростной контур любой избыточной нефильтрованной пробы к месту забора пробы. Изобретение обеспечивает подачу полностью жидкой пробы, находящейся под давлением, в устройство кондиционирования пробы и тем самым минимизирует возможные отклонения при измерении, вызванные источником жидкости, содержащим многофазные компоненты.
В области обработки NGL настоящее изобретение облегчает образование однофазного продукта из текучей среды NGL для осуществляемого почти в реальном времени анализа с использованием дозирующего насоса, расположенного выше по потоку от оборудования кондиционирования пробы. Практическое применение изобретения предусматривает подкачку взятой пробы текучей среды до определенного более высокого давления до осуществляемого ниже по потоку кондиционирования пробы, а также предусматривает включение в линию дополнительных фильтрующих элементов для максимизации полного перехода от NGL-продукта "плотной" фазы к полностью по существу жидкому продукту до начала кондиционирования. Такой переход не только оптимизирует процесс благодаря быстрому получению точных данных, но и оптимизирует последующие этапы обработки за счет сокращения переноса нежелательных компонентов с любого предыдущего этапа кондиционирования.
В дополнение к получению по существу однородной жидкой пробы для устройства кондиционирования пробы жидкость, находящаяся под повышенным давлением, быстрее перемещается через систему, что уменьшает время задержки между моментом забора пробы и моментом ее анализа, улучшая при этом как скорость измерения, так и его точность. Следовательно, изобретение повышает производительность обработки NGL благодаря более быстрой готовности полезных данных, используемых для управления процессом, и устраняет системные погрешности, из-за которых в контейнеры для хранения или передачи может поступать ненадлежащий продукт. Подобным образом изобретение позволяет осуществлять забор пробы предельно близко к месту кондиционирования, что отличает его от устройств предшествующего уровня техники, требующих более длинного пути прохождения пробы для обеспечения максимально возможного изменения фазы до полностью жидкого состояния.
Настоящее изобретение также направлено на рассмотрение и решение проблемы, возникающей из-за изменяющегося давления, исходя из конкретного состава исследуемой текучей среды. Специалисты в данной области техники признают, что для любого данного источника точный состав текучей среды пробы изменяется. Адаптация требований к конкретной текучей среде на основе состава и фазовых характеристик источника, которая обычно может быть легко проведена путем отдельного фазового анализа, повышает однородность текучей среды, минимизирует разделение фаз пробы, ограничивает время задержки системы даже в случае уже однофазной жидкости, и максимизирует точность анализа.
Благодаря уменьшению времени задержки пробы, обеспечиваемому изобретением, скорость текучей среды увеличивается, что, в свою очередь, снижает возможность возвращения однофазной жидкости в двух- или многофазное состояние. Предпочтительно, насос поднимает технологическое давление до определенного значения, которое является достаточно высоким, так чтобы избежать появления "скоростного контура" или "возврата жидкости в процесс".
Использование повышенного давления однофазной жидкой пробы дает также такие преимущества, как повышенная гибкость операций, например, обеспечивает возможность самоочищающейся фильтрации и обеспечивает защиту анализаторов, расположенных ниже по потоку, за счет минимизации введения многофазных текучих сред. Дополнительным преимуществом, которое обеспечивается изобретением, является то, что оно позволяет избежать отходов благодаря обратной закачке ненужной пробы в трубопровод или технологический поток.
В этом подробном описании ссылки на "один вариант осуществления", "вариант осуществления" или "в вариантах осуществления" означают, что упомянутая функция включена по меньшей мере в один вариант осуществления изобретения. Более того, отдельные ссылки на "один вариант осуществления", "вариант осуществления" или "варианты осуществления" необязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления; однако все такие варианты не являются взаимоисключающими, если только это не указано в явном виде или если только они не относятся к случаям, очевидным для специалистов в данной области техники. Таким образом, настоящее изобретение может включать в себя любое разнообразие комбинаций и/или взаимосвязей вариантов осуществления, описанных здесь.
Используемая здесь терминология предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления и не ограничивает изобретение. Используемые здесь формы единственного числа также должны включать в себя формы множественного числа, если контекст не указывает явно на иное. Далее будет понятно, что ключевые термины "включать в себя" и/или "иметь" в этом описании указывают на наличие заявленных признаков, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличия или добавления по меньшей мере еще одного признака, этапа, операции, элемента, компонента и/или их групп.
Используемый здесь термин "анализируемый образец" представляет собой элемент из источника, такого как многофазная текучая среда или газоконденсатная жидкость, который может быть испарен и характеристики пробы которого могут быть получены с помощью обычного аналитического оборудования, такого как газовый хроматограф, масс-спектрограф, рамановский спектрофотометр, спектрометр с настраиваемым диодным лазером и т.д.
Используемые здесь термины "содержит", "содержащий", "включает в себя", "включающий в себя", "имеет", "имеющий", "отличающийся" или любые другие варианты предназначены для обозначения неисключительного включения. Например, некоторый процесс, способ, предмет или устройство, характеризуемый некоторым числом признаков, не ограничен обязательно только этими признаками, но может включать в себя другие признаки, явно не перечисленные или присущие такому процессу, способу, предмету или устройству.
Термин "подсоединенный" обозначает физически, непосредственно или косвенно зафиксированный или установленный съемным образом, например, блок связи подсоединен к компоненту анализатора пробы либо непосредственно, либо посредством обычного беспроводного соединения при размещении на расстоянии друг от друга. Таким образом, если не указано иное, термин "подсоединенный" предназначен для обозначения любого эксплуатационно функционального соединения.
Используемый здесь термин "многофазная текучая среда" включает в себя поток, содержащий природный газ, углеводородные жидкости в форме потока и/или небольших отдельных капель или капелек, парообразные углеводородные жидкости, воду в виде потока и/или капель и водяного пара.
Используемый здесь термин "или", если явно не указано иное, относится к включающему «или», а не к исключающему «или». Например, условие А или В выполняется любым из следующих способов: А истинно (или присутствует), а В является ложным (или отсутствует), А является ложным (или отсутствует), а В истинно (или присутствует), и оба - А и В - являются истинными (или присутствуют).
Используемый здесь термин "однофазная жидкость" обозначает стабильную жидкость, имеющую по существу одну однородную фазу, которая не изменяет состояние, например, не испаряется.
Используемый здесь термин "скоростной контур" относится к пути прохождения текучей среды, который начинается при заборе пробы и заканчивается в точке возврата текучей среды в технологический поток.
Используемые здесь термины "по существу", "в целом" и другие слова/словосочетания, выражающие степень сравнения, являются относительными определениями, предназначенными для указания допустимого отклонения от характеристики, определяемой таким образом. Такое слово/словосочетание не предназначено для ограничения абсолютной величиной или характеристикой, которую оно определяет, а скорее обладает большей физической или функциональной характеристикой, чем его противоположность, и предпочтительно приближает или аппроксимирует такую физическую или функциональную характеристику.
Используемый здесь термин "давление всасывания" означает давление текучей среды в соответствующем трубопроводе, которое может быть ниже атмосферного.
В следующем описании делается ссылка на прилагаемый чертеж, показанный в качестве иллюстрации для конкретных вариантов осуществления, в рамках которых изобретение может быть осуществлено на практике. Следующие проиллюстрированные варианты осуществления описаны достаточно подробно, чтобы дать возможность специалистам в данной области техники применить изобретение на практике. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления и что конструктивные изменения, основанные на известных в настоящее время конструктивных и/или функциональных эквивалентах, могут быть внесены без выхода за границы объема правовой охраны настоящего изобретения.
Краткое описание чертежа
На фиг. 1 проиллюстрирован схематический вид варианта осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 проиллюстрирована система для извлечения пробы NGL из трубопровода Р посредством зонда 10, такого как Certiprobe® от компании Mustang Sampling г. Рейвенсвуд, Западная Вирджиния, США.
Проба текучей среды проходит от пробоотборного зонда к коалесцирующему фильтру 12 и через него. Фильтр Collins Swirlklean, поставляемый компанией Collins Products Company, г. Ливингстон, Техас, США, представляет собой доступный на рынке продукт для использования в качестве высокоэффективного коалесцирующего фильтра 12, соответствующего требованиям по эксплуатации настоящего изобретения. Фильтр 12 используют для удаления частиц, так чтобы защитить дозирующий насос 14, расположенный ниже по потоку.
Дозирующий насос 14 предпочтительно является пневматическим и связан с обычным контроллером 16, который может быть пневматическим контроллером, содержащим датчики обратной связи и изолирующий воздушный клапан 18. Контроллер 16 предпочтительно выполнен за одно целое с дозирующим насосом 14, образуя единый узел. Доступным на рынке пневматическим дозирующим насосом 14, отвечающим указанным критериям, является насос серии V Dual Seal Plunger от компании Williams, Milton Roy, г. Айвиленд, Пенсильвания, США. Рабочий цикл рассматриваемого в качестве примера дозирующего насоса 14 такой, что во время рабочего хода происходит вытеснение точного количества текучей среды, соответствующего ходу поршня, после чего на ходе всасывания давление падает, и текучая среда снова заполняет камеру для последующего рабочего хода. Поток дозирующего насоса 14 можно регулировать, например, с помощью калибровочного элемента насоса. Также совместная работа двух или более дозирующих насосов 14, входы и выходы которых соединены параллельно, дополнительно увеличивает скорость технологического потока текучей среды. Хорошим конструкционным решением является установка обратного клапана в линии выпуска насоса в точке, где проба входит в технологическую линию, так чтобы предотвратить попадание технологической текучей среды в дозирующий насос 14.
Дозирующий насос 14 также может быть насосом с ручным приводом, способным подавать давление на извлеченную пробу, достаточное для образования и поддержания однофазной жидкости.
Давление на выходе дозирующего насоса 14 выбирают так, чтобы можно было достичь по меньшей мере двух целей. Во-первых, давление должно быть достаточным для образования и поддержания жидкости в одном состоянии (как показывает анализ фазовой кривой) с минимальным временем задержки прохождения до фильтрующего перепускного фильтрующего канала 20. Перепускной фильтр 20 направляет отфильтрованную полностью жидкую пробу, находящуюся под давлением, через регулирующий клапан 22 для перемещения пробы регулируемым образом в анализирующее оборудование, расположенное ниже по потоку, предпочтительно с последующим кондиционированием пробы, например, с помощью специальной испарительной системы кондиционирования пробы Mustang Intelligent Vaporising Sample Condition System (MIV-2) от компании Mustang Sampling г. Рейвенсвуд, Западная Вирджиния, США.
Во-вторых, порог остаточного давления должен быть достаточно высоким для преодоления исходного давления всасывания заполненного трубопровода, так чтобы обеспечить возможность обратного впрыска нефильтрованного перепускного потока через перепускной фильтр 20 в тот же трубопровод Р, из которого была взята проба. Указанный неиспользованный нефильтрованный поток жидкости проходит к трубопроводу через расходомер 24, выполненный с возможностью измерения расхода неиспользованной пробы жидкости, и далее через регулятор 26 обратного давления, выполненный с возможностью регулирования давления обратной закачки выше по потоку. Затем неиспользованную пробу направляют через соответствующий дозирующий клапан 28 управления потоком и закачивают обратно в трубопровод Р, используя его более высокое давление для преодоления давления в трубопроводе.
Без ограничения относительных параметров в одном варианте осуществления изобретения NGL в трубопроводе Р имеет температуру около 26°С и давление всасывания приблизительно 1,72 МПа. Смесь пробы NGL при указанной температуре должна находиться под давлением приблизительно 2,76 МПа, так чтобы получить равновесное стабильное жидкое состояние. Насос поднимает давление на выходе до приблизительно 4,14 МПа. Давление отфильтрованной пробы, выходящей из перепускного фильтра 20, поднимают до требуемого значения 2,76 МПа для подачи пробы в анализатор(ы), расположенный ниже по потоку. Неиспользованный, нефильтрованный продукт вводят обратно в трубопровод Р, используя теперь более высокое давление для преодоления давления в трубопроводе Р.
Хотя описанный вариант осуществления изобретения и его различные варианты были проиллюстрированы в предшествующем описании, специалистам в данной области техники очевидно, что благодаря предшествующему описанию и соответствующему чертежу можно предусмотреть множество модификаций и вариантов осуществления, к которым относится изобретение. Поэтому очевидно, что настоящее изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми здесь, и что многие модификации и другие варианты осуществления изобретения могут быть включены в объем правовой охраны изобретения. Кроме того, хотя здесь использованы специфические термины, они использованы только для обобщения и пояснения и не ограничивают изобретение.
Промышленная применимость
Изобретение является эффективным для повышения точности и воспроизводимости измерений многофазной текучей среды, извлеченной из трубопровода для кондиционирования пробы и ее анализа с использованием встроенного в линию дозирующего насоса, расположенного выше по потоку от оборудования для кондиционирования пробы и выполненного с возможностью повышения давления на извлеченной пробе текучей среды и ее конденсирования, так чтобы максимизировать переход многофазной пробы текучей среды в одну полностью жидкую фазу и уменьшить время задержки извлеченной пробы текучей среды в обработке.

Claims (25)

1. Система для извлечения пробы многофазной текучей среды, содержащая:
a) пробоотборный зонд, предназначенный для извлечения многофазной текучей среды из трубопровода;
b) блок кондиционирования пробы, предназначенный для испарения извлеченной пробы текучей среды и поддержания испаренной пробы в определенном диапазоне температуры и давления, так чтобы предотвратить выпадение точки росы и перенести кондиционированную испаренную пробу к анализатору, расположенному ниже по потоку; и
c) дозирующий насос, расположенный в линии между пробоотборным зондом и блоком кондиционирования пробы и предназначенный для повышения давления и конденсирования извлеченной пробы текучей среды, так чтобы максимизировать переход пробы многофазной текучей среды в одну полностью жидкую фазу.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что имеется коалесцирующий частицы фильтр, расположенный в линии между пробоотборным зондом и дозирующим насосом.
3. Система по любому из пп. 1, 2, отличающаяся тем, что дозирующий насос представляет собой пневматический насос.
4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что пневматический насос содержит пневматический контроллер и изолирующий воздушный клапан.
5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что пневматический контроллер содержит по меньшей мере один датчик обратной связи.
6. Система по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что многофазная текучая среда представляет собой газоконденсатную жидкость и что она дополнительно содержит скоростной контур возврата в трубопровод.
7. Система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что дозирующий насос создает давление, составляющее по меньшей мере 2,76 МПа (400 фунтов на кв. дюйм изб.).
8. Система по п. 6, отличающаяся тем, что дозирующий насос создает давление, составляющее по меньшей мере 4,14 МПа (600 фунтов на кв. дюйм изб.), для обратной закачки газоконденсатной жидкости, находящейся под давлением, через скоростной контур в трубопровод, так чтобы преодолеть давление всасывания в трубопроводе.
9. Система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что дозирующий насос минимизирует время задержки между извлечением пробы и ее кондиционированием.
10. Система по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что имеется фильтрующий элемент, расположенный в линии между дозирующим насосом и блоком кондиционирования пробы, причем фильтрующий элемент содержит перепускной канал для жидкости, соединенный с возвратным скоростным контуром обратной закачки пробы трубопровода.
11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что имеется клапан регулирования потока текучей среды, расположенный в линии между фильтрующим элементом и блоком кондиционирования пробы.
12. Система по п. 10, отличающаяся тем, что имеется отверстие обратной закачки трубопровода, причем дозирующий насос создает давление по меньшей мере 4,14 МПа (600 фунтов на кв. дюйм изб.), так чтобы обеспечить обратную закачку газоконденсатной жидкости, находящейся под давлением, через обратный скоростной контур в трубопровод через указанное отверстие обратной закачки.
13. Система по п. 12, отличающаяся тем, что имеется расходомер, расположенный в линии между перепускным каналом для жидкости и отверстием обратной закачки для измерения расхода проходящей через него жидкой пробы.
14. Система по любому из пп. 12, 13, отличающаяся тем, что имеется регулятор обратного давления, расположенный в линии между перепускным каналом для жидкости и отверстием обратной закачки, для предотвращения обратного оттока жидкости в фильтрующий элемент.
15. Способ максимизации однофазного состояния жидкой пробы газоконденсатной жидкости, извлеченной с помощью пробоотборного зонда трубопровода до испарения для анализа с использованием дозирующего насоса, содержащий следующие этапы:
a) извлечение пробы текучей среды газоконденсатной жидкости из технологического потока трубопровода посредством пробоотборного зонда;
b) повышение давления извлеченной пробы текучей среды для максимизации ее полной конденсации в жидкую фазу и
c) перенос жидкой пробы, находящейся под давлением, в устройство кондиционирования пробы, так чтобы обеспечить испарение указанной жидкой пробы для ее прохождения от устройства кондиционирования пробы к анализатору, расположенному ниже по потоку, при выбранном давлении и выбранной температуре для минимизации изменения фазы.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что указанная система содержит коалесцирующий фильтрующий элемент, расположенный между пробоотборным зондом и дозирующим насосом, и содержащий этап прохождения пробы через коалесцирующий фильтрующий элемент, так чтобы минимизировать прохождение пара и увлеченных газов, содержащихся в многофазной газоконденсатной жидкости, к дозирующему насосу.
17. Способ по любому из пп. 15, 16, отличающийся тем, что система содержит перепускной канал для жидкости, скоростной контур возврата пробы трубопровода и отверстие обратной закачки трубопровода, где дозирующий насос повышает давление извлеченной пробы до по меньшей мере 4,14 МПа (600 фунтов на кв. дюйм изб.), так чтобы обеспечить обратную закачку жидкой пробы газоконденсатной жидкости, находящейся под давлением, через отверстие обратной закачки трубопровода.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что жидкость в перепускном канале проходит через фильтр, при этом указанный возвратный скоростной контур содержит расположенный в линии обратный клапан регулировки давления, причем способ дополнительно содержит этап минимизации изменения фазы, из жидкой фазы, жидкой пробы газоконденсатной жидкости, находящейся под давлением и проходящей через фильтрующий перепускной канал и к отверстию обратной закачки.
19. Способ по любому из пп. 15-18, отличающийся тем, что содержит этап минимизации времени задержки между извлечением пробы и испарением извлеченной пробы.
RU2018108881A 2015-09-18 2016-09-02 Дозирующий насос, расположенный выше по потоку после зонда и обеспечивающий завершение изменения фазы газоконденсатной жидкости при кондиционировании пробы RU2679908C1 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562220550P 2015-09-18 2015-09-18
US62/220,550 2015-09-18
US15/252,628 2016-08-31
US15/252,628 US10078035B2 (en) 2015-09-18 2016-08-31 Post-probe upstream metering pump for insuring NGL phase change completion in sample conditioning
PCT/US2016/050190 WO2017048539A1 (en) 2015-09-18 2016-09-02 Post-probe upstream metering pump for insuring ngl phase change completion in sample conditioning

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2679908C1 true RU2679908C1 (ru) 2019-02-14

Family

ID=58277051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108881A RU2679908C1 (ru) 2015-09-18 2016-09-02 Дозирующий насос, расположенный выше по потоку после зонда и обеспечивающий завершение изменения фазы газоконденсатной жидкости при кондиционировании пробы

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10078035B2 (ru)
EP (1) EP3350590B1 (ru)
JP (1) JP6608048B2 (ru)
KR (1) KR102551968B1 (ru)
AU (1) AU2016323825B2 (ru)
CA (1) CA2996238C (ru)
GB (1) GB2556271A (ru)
MX (1) MX2018001941A (ru)
MY (1) MY196878A (ru)
RU (1) RU2679908C1 (ru)
WO (1) WO2017048539A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10107722B2 (en) 2015-10-29 2018-10-23 Mustang Sampling Llc In-line thermal isolator for liquid sample conditioning
US11988582B2 (en) 2019-08-27 2024-05-21 Mustang Sampling, Llc Cryogenic liquid composite sampling systems and methods
US11187633B2 (en) * 2019-09-18 2021-11-30 Welker, Inc. Liquefied natural gas vaporization sampling system
US11144078B2 (en) 2019-09-23 2021-10-12 Mustang Sampling, Llc Adjustable multistage pressure reducing regulator
US11248735B1 (en) 2021-05-25 2022-02-15 Mustang Sampling, Llc In-line thermal break

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2305770C1 (ru) * 2006-02-06 2007-09-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Пробоотборник накопительный
RU2391645C2 (ru) * 2008-06-23 2010-06-10 Эдуард Самуилович Городецкий Способ отбора проб из трубопровода и устройство для его осуществления
US20140311213A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-23 Mustang Sampling, Llc Composite Gas Sampling System
US20150000426A1 (en) * 2013-06-26 2015-01-01 Mustang Sampling, Llc Sample Conditioning System for Low Pressure Gas

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3053077A (en) 1958-09-08 1962-09-11 Gulf Research Development Co Chromatographic method and apparatus
US3421336A (en) 1967-06-05 1969-01-14 Union Carbide Corp Intransit liquefied gas refrigeration system
US3681997A (en) * 1971-03-16 1972-08-08 Gulf Refining Co Composite pipeline sampler
FR2272705B1 (ru) * 1974-05-30 1980-01-04 Elf Aquitaine
JPS5525718Y2 (ru) * 1975-07-10 1980-06-20
US4436245A (en) 1981-02-18 1984-03-13 Suddeutsche Kuhlerfabrik Julius Fr. Behr Gmbh & Co. Kg Pneumatic control system, especially for vehicle heating systems
JPH0618946U (ja) * 1992-08-20 1994-03-11 トキコ株式会社 密閉形採取容器
US5502266A (en) 1992-10-19 1996-03-26 Chevron Research And Technology Company, A Division Of Chevron U.S.A. Inc. Method of separating well fluids produced from a gas condensate reservoir
US6044825A (en) 1996-02-21 2000-04-04 Gfi Control Systems, Inc. Low pressure gas vaporizer and method of operation
US7162933B2 (en) 2004-06-30 2007-01-16 Valtronics, Inc. Gas sample conditioning system
US8056399B2 (en) 2005-02-22 2011-11-15 Mustang Sampling, Llc Liquid gas vaporization and measurement system and method
WO2006091543A2 (en) 2005-02-22 2006-08-31 Valtronics, Inc. Liquid gas vaporization and measurement system and method
US20080060667A1 (en) 2006-09-08 2008-03-13 Mai Bandonis Hair cutting device
US8505323B2 (en) * 2007-06-07 2013-08-13 Deka Products Limited Partnership Water vapor distillation apparatus, method and system
US8307843B2 (en) 2009-01-21 2012-11-13 Tescom Corporation Temperature-controlled pressure regulators
CA2806067C (en) 2010-07-19 2019-01-22 Sgs North America Inc. Automated analysis of pressurized reservoir fluids
EP2453160A3 (en) 2010-08-25 2014-01-15 Chart Industries, Inc. Bulk liquid cooling and pressurized dispensing system and method
WO2012145606A2 (en) 2011-04-20 2012-10-26 Swagelok Company Fluid processing systems and sub-systems
US9095789B2 (en) 2012-07-11 2015-08-04 Basf Se Removal of ionic liquids by means of coalescing filters made from acrylic/phenolic resin
US9285299B2 (en) 2012-11-26 2016-03-15 Mustang Sampling Llc Natural gas liquid pressure regulating vaporizer sampling system
GB2545943B (en) 2014-02-12 2020-08-19 Mustang Sampling Llc Natural gas liquid pressure regulating vaporizer sampling system
US20170089809A1 (en) * 2015-09-30 2017-03-30 Mustang Sampling Llc Speed Loop for Take-Off and Return by Single Pipeline Probe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2305770C1 (ru) * 2006-02-06 2007-09-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Пробоотборник накопительный
RU2391645C2 (ru) * 2008-06-23 2010-06-10 Эдуард Самуилович Городецкий Способ отбора проб из трубопровода и устройство для его осуществления
US20140311213A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-23 Mustang Sampling, Llc Composite Gas Sampling System
US20150000426A1 (en) * 2013-06-26 2015-01-01 Mustang Sampling, Llc Sample Conditioning System for Low Pressure Gas

Also Published As

Publication number Publication date
EP3350590B1 (en) 2020-06-24
KR102551968B1 (ko) 2023-07-05
US20170082524A1 (en) 2017-03-23
CA2996238A1 (en) 2017-03-23
US10078035B2 (en) 2018-09-18
GB201801754D0 (en) 2018-03-21
WO2017048539A1 (en) 2017-03-23
KR20180088631A (ko) 2018-08-06
MY196878A (en) 2023-05-08
GB2556271A (en) 2018-05-23
MX2018001941A (es) 2018-11-09
EP3350590A4 (en) 2019-08-14
AU2016323825B2 (en) 2019-01-17
JP2018532110A (ja) 2018-11-01
AU2016323825A1 (en) 2018-02-22
CA2996238C (en) 2020-03-24
JP6608048B2 (ja) 2019-11-20
EP3350590A1 (en) 2018-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2679908C1 (ru) Дозирующий насос, расположенный выше по потоку после зонда и обеспечивающий завершение изменения фазы газоконденсатной жидкости при кондиционировании пробы
US8877051B2 (en) Time delay for sample collection in chromatography systems
US20140144254A1 (en) Natural Gas Liquid Pressure Regulating Vaporizer Sampling System
US20170089809A1 (en) Speed Loop for Take-Off and Return by Single Pipeline Probe
GB2391700A (en) Ion mobility spectrometer with GC column and internal regulated gas cycle
US20150040992A1 (en) Device capable of pressurization and associated systems and methods
US20200276518A1 (en) Component separation method using supercritical fluid chromatograph
CN111033213B (zh) 包括多种成分的流体样品的部分转化的设备和方法以及用于在线确定和分析这些成分的方法
Chen et al. Application of continuous-flow liquid phase microextraction to the analysis of phenolic compounds in wastewater samples
WO2003091667A3 (de) Verfahren zur aufnahme der siedekurve von flüssigkeiten sowie vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
US20150192551A1 (en) Industrial Process Stream Compositional Headspace Analysis
CN113295809A (zh) 基于渗透汽化膜提取白酒中酯类化合物的分析方法
CN201757748U (zh) 一种气油比检测装置
RU114533U1 (ru) Парофазный пробоотборник проточного типа
CN101545890B (zh) 在线测定丁烯水合产物中仲丁醇含量的方法
RU2619044C1 (ru) Способ подготовки пробы лекарственного растительного сырья для парофазного анализа
RU2630558C2 (ru) Способ определения уноса абсорбента в процессе осушки природного газа
CN202658102U (zh) 一种对甲基苯乙酮制备中痕量甲苯分离装置
Korolev et al. The influence of pressure on the separating properties of columns in gas chromatography
WO2024030932A1 (en) Fluid sampling system and method
RU2556759C1 (ru) Способ определения соответствия хроматографических пиков одному и тому же компоненту и устройство для его осуществления
US20180272336A1 (en) System and method for stripping a sample of chemical compounds
Krylov et al. Use of capillary gas chromatography for determining hydrocarbons in high-purity silane
SU413691A3 (ru)
CN101915810A (zh) 一种气油比检测装置