Система взятия проб с испарителем с регулировкой давления газоконденсатной жидкости
Изобретение относится к усовершенствованию систем для отбора и кондиционирования проб, позволяющему отбирать и кондиционировать пробы, содержащие тяжелые углеводороды, в частности, к тепловому кондиционированию проб из трубопровода от источника газоконденсатной жидкости. Предложены система и способ кондиционирования пробы газоконденсатной жидкости, включающие в себя изолированный корпус, имеющий вход для пробы, испаритель, нагреваемый регулятор, выход для пробы газа и систему управления для предотвращения разделения фаз и повторного сжижения кондиционированной пробы перед поступлением в связанный анализатор. В конкретном варианте осуществления система имеет блок автоматического отключения для предотвращения дальнейшей обработки жидкости пробы и прохода в связанный анализатор. Изобретение позволяет осуществлять контроль параметров системы кондиционирования проб и прерывание процесса анализа пробы при детекции отклонения параметров, прерывающих заранее установленные пороговые значения, а также обеспечивает улучшенную эффективность в контексте ngl, содержащей жидкие тяжелые фракции. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
Притязание на приоритет
Данная международная заявка РСТ испрашивает приоритет по предварительной заявке США №61/938,905, поданной 12 февраля 2014 года.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к усовершенствованию, позволяющему отбирать и кондиционировать пробы, содержащие тяжелые углеводороды, из поступлений жидкого природного газа и, в частности, к тепловому кондиционированию проб из трубопровода от источника газоконденсатной жидкости, такого как сланец, для поддержания газа при низком давлении без повторного сжижения для анализа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Газообразная NGL (газоконденсатная жидкость), не будучи криогенной, после испарения, как правило, содержит значительное количество захваченного жидкого природного газа. Наличие таких захваченных жидкостей негативно влияет на правильную качественную точность энергетической ценности измеряемого газа. Эта проблема усугубилась в связи с существенным развитием добычи NGL с помощью фрекинга.
В отличие от обычного газа, получаемого из традиционных источников, NGL вводит новую сложность анализа вследствие наличия тяжелых углеводородов (например, тех, которые состоят более чем из пяти атомов углерода и которые, как правило, находятся в жидком виде), которых нет в потоках, добываемых из традиционных газовых скважин. Например, широкие фракции, содержащие существенный ассортимент метана, включая С5 и более тяжелые компоненты, например, асфальты, вещество с температурами испарения в диапазоне 300-400°F (148-204°C), могут достаточно охлаждаться, чтобы вызвать фазовое разделение, при этом результирующая неоднородность компонентов, завися от того, когда производится измерение, зависит от положения на кривой фазового перехода. Стратификация более легких и более тяжелых составляющих создает такие отклонения и искажает анализ. Повторное сжижение, следующее за испарением перед анализом, еще более осложняет ситуацию. Поскольку большая часть GC (газовых хроматографов) не работает должным образом при температурах ниже 150° F (65°C) и выше 180°F (82°C) и давлениях ниже 10 фунтов на квадратный дюйм, если в обычный GC вводят жидкость, то она затопляет и выводит из строя анализатор.
Многие установки обработки для NGL опираются на избыточные количества, до двадцати пяти, газовых хроматографов и анализаторов влажности, большая часть из которых используется на этапе транспортировки. Хорошо известно, что такие анализаторы, в частности газовые хроматографы, являются дорогостоящими и стоят до 50000 долл. каждый. В случае затопления GC он должен быть выключен и восстановлен или даже заменен. В дополнение к затратам из-за перерывов в обработке, происшедших вследствие таких отключений, также возникают существенные затраты на техническое обслуживание, трудозатраты и затраты на оборудование.
Многие блоки отбора и кондиционирования проб обладают функцией блокирования жидкости для предотвращения проблемы затопления. При этом было обнаружено, что удаление такого обычного блокирования жидкости устраняет ограничения по температуре и давлению внутри корпуса кондиционирования, чтобы таким образом позволить произвести полное испарение существенно увеличенных "жидких тяжелых фракций".
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения заключается в создании новой системы взятия проб жидкого природного газа и способа, который является альтернативой и обеспечивает улучшенную эффективность по сравнению с предшествующим уровнем техники в контексте NGL, содержащей жидкие тяжелые фракции.
Другой задачей аспекта изобретения является создание защиты от затопления связанного газоанализатора при попадании жидкости.
Другой задачей изобретения является снижение стоимости оборудования и трудозатрат, связанных с поточным анализом в реальном времени тяжелых углеводородов и жидкости, содержащей NGL.
Еще одной задачей изобретения является создание системы, позволяющей проводить взятие и анализ проб NGL, которая устраняет необходимость разработки двух/многофазного разделения пара и/или жидкости.
Еще одной задачей изобретения является контроль параметров системы кондиционирования проб и прерывание процесса анализа пробы при детекции отклонений параметров, превышающих заранее установленные пороговые значения, и/или при отключении питания.
Эти и другие задачи решаются изобретением, которое в первом варианте осуществления отличается системой для отбора и кондиционирования для анализа пробы некриогенной широкой фракции, содержащей газоконденсатную жидкость, причем система отличается:
a) изолированным корпусом;
b) входной линией для пробы жидкости;
c) испарителем для мгновенного испарения жидкости, соединенным с входной линией;
d) выходной линией для испаренной пробы;
e) нагреваемым регулятором давления для приема испаренной пробы из выходной линии для испаренной пробы;
f) выходной трубопроводной линией для газа пробы к анализатору пробы газа, расположенному снаружи изолированного корпуса, причем упомянутая выходная трубопроводная линия на одном конце соединена с нагреваемым регулятором давления; и
g) блоком контроллера, электрически соединенным с испарителем и нагреваемым регулятором давления, при этом упомянутый контроллер соединен с источником электрической энергии и предназначен для мониторинга нахождения температуры и давления испаренной пробы, выпускаемой из нагреваемого регулятора давления, в пределах допустимого рабочего диапазона анализатора пробы газа.
Система согласно изобретению, характеризуемая во втором варианте осуществления, отличается скоростным контуром, связанным с испарителем.
Система согласно изобретению, характеризуемая в третьем варианте осуществления, дополнительно отличается сбрасывающим клапаном для сброса давления в случае превышения пробой газа, выпускаемой из нагреваемого регулятора, допустимого рабочего диапазона анализатора пробы газа.
Система согласно изобретению отличается в четвертом варианте осуществления средством связи, связанным с блоком контроллера.
Система согласно изобретению дополнительно отличается в пятом варианте осуществления фильтром жидкости, расположенным во входной линии для пробы и испарителе.
Система согласно изобретению дополнительно отличается в шестом варианте осуществления соленоидным клапаном, расположенным между фильтром жидкости и входом испарителя, для прерывания потока пробы жидкости к испарителю.
Система согласно изобретению характеризуется в дополнительном варианте осуществления как система для отбора и кондиционирования пробы некриогенной жидкости для анализа расположенным ниже по потоку анализатором, причем система отличается:
a) изолированным корпусом;
b) входной линией для пробы;
c) испарителем для мгновенного испарения пробы, соединенным с входной линией;
d) выходной линией для испаренной пробы;
e) нагреваемым регулятором давления для приема испаренной пробы из выходной линии для испаренной пробы;
f) выходной трубопроводной линией для газа пробы к анализатору пробы газа, расположенному снаружи изолированного корпуса, причем упомянутая выходная трубопроводная линия на одном конце соединена с нагреваемым регулятором давления; и
g) блоком контроллера для мониторинга условий обработки в изолированном корпусе, включая активацию соленоидного клапана для прерывания потока жидкости в испаритель при детекции отклонения условий обработки от предварительно установленных диапазонов, при этом контроллер сообщается посредством рабочих сигналов с испарителем, нагреваемым регулятором давления, соленоидным клапаном и датчиками детекции состояния для мониторинга нахождения температуры и давления пробы при прохождении пробы через систему к выходной линии для испаренной пробы внутри допустимых рабочих диапазонов, при этом контроллер соединен с источником электрической энергии и контроллер и модуль связи предназначены для дистанционной передачи подвергаемых мониторингу условий.
Система согласно изобретению отличается в еще одном дополнительном варианте осуществления непосредственно предшествующего варианта осуществления фильтром и связанным скоростным контуром, расположенными во входной линии для пробы.
Система согласно изобретению отличается в еще одном втором дополнительном варианте осуществления соленоидным клапаном, электрически соединенным с блоком контроллера и имеющим нормально закрытое положение, который при приведении в действие выпускает воздух под давлением, чтобы привести в действие шаровой клапан, расположенный во входной линии для пробы жидкости для перекрытия потока пробы.
Система согласно изобретению отличается в еще одном третьем дополнительном варианте осуществления множеством соленоидных клапанов, электрически соединенных с блоком контроллера, при этом каждый из соленоидных клапанов имеет нормально закрытое положение и при обесточивании выпускает воздух под давлением для приведения в действие связанного шарового клапана, расположенного во входной линии для пробы жидкости для перекрытия потока жидкости к испарителю и в выходной линии для испаренной пробы для перекрытия потока пробы пара к анализатору.
Система согласно изобретению отличается в еще одном четвертом дополнительном варианте осуществления входом термопары, связанным с анализатором и сообщающимся с блоком контроллера, для приведения в действие соленоидных клапанов, чтобы перекрывать поток пробы, когда детектированная температура анализатора опускается ниже заданного минимума.
В этом подробном описании ссылки на "один вариант осуществления", "вариант осуществления" или "в вариантах осуществления" означают, что признак, на который ссылаются, включен, по меньшей мере, в один из вариантов осуществления изобретения. Кроме того, отдельные ссылки на "один вариант осуществления", "вариант осуществления", или "варианты осуществления" не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления изобретения; при этом такие варианты не являются взаимоисключающими, если это не указано, и исключенными, как очевидно специалисту в данной области техники. Таким образом, изобретение может включать в себя любое разнообразие комбинаций и/или объединений вариантов осуществления, описанных в этом документе.
Используемая в этом документе терминология предназначена только для целей описания частных вариантов осуществления и не предполагает ограничений изобретения. Предполагается, что используемые в описании формы единственного числа могут включать в себя также формы во множественном числе, если в контексте явно не указано иное. Следует также понимать, что выражения "включать в себя" и/или "иметь", при использовании в этом описании, указывают на наличие указанных признаков, этапов, операций, элементов, и/или компонентов, но не исключает наличия или добавления, по меньшей мере, одного другого признака, этапа, операции, элемента, компонента и/или их групп.
Используемые в описании выражения "содержит", "содержащий", "включает в себя" "в том числе", "имеет", "имеющий" или любые другие их вариации подразумевают неисключающее включение. Например, процесс, способ, продукт или устройство, которые содержат перечень признаков, не обязательно ограничиваются только этими признаками, но могут включать в себя другие признаки, не перечисленные специально или присущие такому процессу, способу, продукту или устройству.
С целью уточнения определения и при использовании в данном документе выражение "соединен" включает в себя физическое соединение, непосредственное или опосредованное, фиксированное или установленное с возможностью настройки, как например, блок связи соединен с PID (пропорционально-интегрально-дифференциальным) контроллером либо непосредственно, либо через обычную беспроводную связь, когда они удалены друг от друга. Таким образом, если это не определено специально, подразумевается, что термин "соединен" охватывает любое рабочее функциональное соединение.
Выражение "или", используемое в данном документе и если специально не указано иное, относится к инклюзивному "или", а не исключающему "или". Например, условие А или В удовлетворяется любым из следующих: А является истинным (или присутствует) и В является ложным (или не присутствует), А является ложным (или не присутствует) и В истинно (или присутствует), и А, и В являются истинными (или присутствуют).
Используемое в данном документе выражение "по существу", "в общем" и другие слова, характеризующие качественную меру, являются относительными определениями, предназначенными для указания на допустимое отклонение от определенной таким образом характеристики. Оно не предназначено для ограничения абсолютным значением или характеристикой, которое оно определяет, но скорее предназначено для указание на обладание большей физической или функциональной характеристикой, чем его противоположность, и предпочтительно на приближение или округление этой физической или функциональной характеристики.
В нижеследующем описании даны ссылки на прилагаемые чертежи, предусмотренные в иллюстративных целях для представления конкретного примерного варианта осуществления, в котором изобретение может быть реализовано на практике. Изображенный ниже вариант осуществления описан достаточно подробно, чтобы позволить специалисту в данной области реализовать изобретение. Следует понимать, что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и что могут быть выполнены конструктивные изменения на основе известных на данный момент конструктивных и/или функциональных эквивалентах без отхода от сущности и объема изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показано схематическое изображение варианта осуществления системы испарителя с регулировкой давления газоконденсатной жидкости в соответствии с изобретением.
На фиг. 2 показано схематическое изображение альтернативного варианта осуществления системы испарителя с регулировкой давления газоконденсатной жидкости в соответствии с изобретением.
На фиг. 3 показан схематический вид цепи автоматического отключения взятия проб, связанной с вариантом осуществления, представленным на фиг.2.
На фиг. 4 показано схематическое изображение варианта осуществления системы отключения в соответствии с дополнительным аспектом изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 показан вариант осуществления однопотоковой системы 10 испарителя пробы газоконденсатной жидкости согласно изобретению. Система содержит корпус 1, предпочтительно соответствующий по нормам требованиям класса 1, раздела 1, групп С, D, t3 (< 200°C). Корпус 12 полностью изолирован посредством изоляции 14, чтобы поддерживать повышенную внутреннюю температуру. Внутренние компоненты корпуса включают в себя линии 16, 18 для газа и 20, линейные манометры 22 и 24, испаритель 26 пробы NGL, такой как 375-ваттный Mustang Vaporizer, доступный от компании Mustang Sampling of Ravenswood, WV, США, и 200-ваттный нагреваемый регулятор 28 давления, причем оба они надежно установлены в изолированном корпусе 12.
К проходному отверстию соответствующего размера во внешней стенке корпуса присоединена и выступает от нее заключенная в кожух система PID-контроллера 30, такая как Watlow Single Controller (EZ-Zone), доступная от Watlow St. Louis, МО, США, которая электрически соединена и управляет компонентами системы отбора проб. Контроллер 30 электрически соединен с соответствующим источником электрической энергии и включает в себя соединение цифровой связи, обеспечивающее либо стандартные проводные соединения, например, RS 485 или USB, либо технологию беспроводной связи.
PID-контроллер 30 электрически соединен с внутренними компонентами корпуса посредством жесткой проводки, проходящей через герметизированные проходные трубопроводы 32, включающие в себя оцинкованный трубопровод соответствующего диаметра (например, 3/4 дюйма), с связанными уплотняющими элементами, переходниками и тому подобным. Конструкция проходных отверстий и соответствующих трубопроводов должна соответствовать действующим стандартам, таким как NEC Sec. 500 (2011).
Обратимся к пути прохождения пробы газа относительно корпуса 1, который рассматривается в показанном варианте осуществления.
Проба газа, как правило, проходит от точки отбора NGL через небольшую линию для газа пробы, состоящую как правило из трубы с небольшим диаметром из нержавеющей стали, соединяющейся с проходным отверстием 34, образованным в стенке корпуса 12. При входе во внутреннюю часть
корпуса проба, содержащая тяжелые углеводороды, проходит через линию к нагреваемому испарителю 26 пробы жидкости. Испаритель 26 поддерживает жидкость пробы при давлении и температуре ниже ее точки образования пузырьков, пока она входит в испарительную камеру с малым объемом, имеющую очень большую площадь поверхности теплопередачи, где проба мгновенно испаряется. Тепло для испарения передается от патронного электрического нагревателя, связанного с испарителем и соединенного с контроллером 30. Испарительная камера служит для сохранения однородного пара пробы, представительного для состава данной пробы жидкости.
Соединение входа испарителя может содержать скоростной контур восстановления давления или выпускное отверстие 36 для предотвращения создания избыточного давления пробы в течение этапа испарения. Этот скоростной контур/выпускное отверстие, который может содержать промежуточный односторонний сбрасывающий клапан, соединенный с внешней частью корпуса через проходное выпускное отверстие. Такой скоростной контур и его функция описываются в ранее выданном патенте правопреемника US7844404, содержание которого включено в полном объеме в данное описание посредством ссылки. Конкретная форма, мембрана или поршень регулятора может быть выбрана пользователем для конкретной установки. Следует отметить, что мембранные регуляторы, как полагают, обеспечивают более высокие функциональные характеристики в случае потоков пробы жидкости.
Испаренная проба выводится через линию 18 к нагреваемому регулятору 28 давления, где она подвергается кондиционированию и по давлению, и по температуре, и выходит из нагреваемого регулятора через Т-соединитель 27, который подает испаренную пробу на выходную линию 20 для пробы и внутреннюю выпускную линию 25 для выпуска испаренных проб при превышении безопасного давления анализатора, измеряемого с помощью манометра 24. В нужной степени нагретая проба пара под давлением передается к соответствующему анализатору через выход 33 для пробы, расположенный в надлежащим образом изолированном проходном отверстии, подающем через наружную часть корпуса, который может включать в себя защищенное от мусора/насекомых выпускное отверстие, обладающее способностью вентилирования.
При нормальной работе испаренная проба жидкости проходит из испарителя к нагреваемому регулятору при высокой температуре и давлении, чтобы предотвратить появление точки росы/ конденсацию Джоуля-Томпсона тяжелых углеводородов в потоке испаренной пробы, путем поддержания нагрева пробы во время снижения давления, при этом поток пробы был должным образом кондиционирован для прохода из корпуса через проходное отверстие анализатора пробы. Сама система предпочтительно включает в себя средство связи, чтобы позволить удаленной системе мониторинга и управления выполнять изменения по отношению к системе, когда это будет сочтено целесообразным.
Обращаясь к вышеописанному варианту осуществления, вариант осуществления, показанный на фиг.2, содержит систему отключения кондиционера пробы для предотвращения попадания жидкости из выхода системы к связанному хроматографу для защиты анализатора. В этом варианте осуществления PID контроллер 37 представляет собой заключенный в кожух двойной контроллер, также доступный от Watlow, а именно: Watlow Dual Controller (EZ-Zone). Изображенный вариант осуществления имеет три запорных клапана с соленоидным управлением, расположенных в определенных местах на пути пробы и приводимых в действие при детекции нехарактерного параметра системы кондиционирования, например, тепла, давления, величины расхода, обратного давления, детекции жидкости после испарения и даже пропадания электропитания системы. Избыточность запорных клапанов используется для поддержания компонентов системы в эксплуатационной готовности, пока будет скорректирован отклонившийся параметр. Эта система отключения перекрывает поток жидкости, если отслеживаемая температура опускается ниже заданного значения в любых компонентах корпуса кондиционирования пробы и даже анализатора (то есть, в печи газового хроматографа), подвергаемых мониторингу посредством термопары 46, соединенной с контроллером (см. фиг. 3). Давления подвергаются мониторингу с использованием традиционно расположенных преобразователей давления, которые могут быть связаны, например, с изображенными манометрами 16 и 24. Также могут содержаться датчик/преобразователи обратного давления для сравнения с давлениями питания. Дополнительный выключатель 44 давления, электрически управляемый двойным контроллером 37, может быть включен в систему, чтобы гарантировать, что газ-носитель анализатора достаточен для работы GC (газового хроматографа). В случае падения давления газа-носителя ниже порогового давления, например, 75 psig (фунтов на квадратный дюйм), нормально закрытый контакт открывается и приводит хроматограф и вход для пробы в нерабочее состояние, пока проблема будет устранена. Хотя это и не показано на чертежах, система может без затруднений включать в себя один или более электронных расходомеров, расположенных вдоль пути пробы, чтобы гарантировать нахождение скоростей потока испаренных проб в допустимых пределах.
При детекции нежелательных условий или отклонений, способных вывести из строя связанный анализатор, то есть, слишком высокого давления пробы, слишком низкой температуры пробы, или детекции жидкости и в результате затопления анализатора, вариант осуществления изобретения с выключением электрически соединяет контроллер 30, который дает сигнал соленоидам 38, 40, и 42, управляющим, например, обычным пневмоприводным шаровым клапаном, закрыть вход пробы жидкости в испаритель, вход испаренной пробы в нагреваемый регулятор и выход пробы из кондиционера в связанный анализатор.
Обратимся теперь к фиг. 4. Здесь изображена система отключения, включенная в состав системы кондиционирования пробы жидкости. Система помещена в корпус 50, который имеет испаритель 52 пробы со стандартной конфигурацией и нагреваемый регулятор 54 давления. В этом варианте осуществления проба из выбранной точки отбора проб проходит в кожух 50 через входное отверстие 56 для пробы процесса и, в итоге, проходит к анализатору через выходное отверстие 57 для пробы. Путь пробы жидкости сначала ведет от входного отверстия 56 к скоростному контуру для отфильтрованной жидкости, имеющему фильтрующий элемент 58, предпочтительно самоочищающийся фильтр частиц 0,5 мкм, такой как фильтр 602 Т Tornado, индикатор 60 обходного потока, реперные манометры 62, расположенные как выше, так и ниже по потоку от фильтрующего элемента 58, с возвратом к процессу 64 и калиброванным входному отверстию и выходному отверстию. Отфильтрованная проба перемещается через соответствующую трубу от фильтрующего элемента 58 к коалесцирующему фильтру 66 для удаления аэрозоля и крупных капель жидкостей в потоке пробы (через дренажное отверстие), что особенно важно, когда может присутствовать масло. Включение в состав фильтрующих элементов является опциональным, за исключением случаев, когда это потребуется особыми обстоятельствами, т.е. высокое содержание масла, большие аэрозольные капли и так далее.
Из коалесцирующего фильтра путь пробы ведет к испарителю 52, который сам по себе может, как раскрыто выше, иметь скоростной контур для жидкости, содержащий встроенный обходной канал. Однако, перед тем как путь пробы достигает испарителя, в линии помещен приводимый в действие соленоидом клапан 68, перекрывающий жидкость. Перекрывающий клапан 68 предпочтительно представляет собой клапан с воздушным приводом и блокирует поток жидкости от фильтров в испаритель. Воздух поступает из внешнего источника (например, баллона с азотом) через линию 69 для воздуха от порта 70 для воздуха прибора. Клапан 68 приводится в действие воздухом прибора, подаваемым через пневматическую линию 69 от соленоидного клапана 70, электрически соединенного с PID-контроллером 72. Соленоидный клапан 70 нормально закрыт при обесточивании - то есть, он прерывает поток автоматически в случае отключения электропитания. PID-контроллер может также обесточить соленоид в случае, если подвергаемый мониторингу параметр системы отклоняется за пределы выбранного порогового значения, например, контроллер дает сигнал соленоиду на открытие его контактов, если температура опускается ниже заданного значения для конкретного применения. В случае нескольких наборов анализаторов, расположенных вдоль пути обработки, путем постоянного мониторинга температуры, кондиционер 50 для пробы, используя интегрированные коммуникационные средства 73, то есть коммуникационный порт RS485, может посылать дискретные сигналы тревоги расположенным ниже по потоку анализаторам или цифровым системам управления.
Соответственно, блокируется поступление в анализатор жидкостей или проб пара с разделенными фазами, что служит для предотвращения искаженного анализа компонентов пробы и/или повреждения анализатора. Вариант осуществления с отключением также предусматривает отключение потока пробы в системе кондиционера в случае сбоя питания. Сбои питания неизбежно создают связанные с давлением проблемы и значительные тепловые потери для проб, только выходящих из нагреваемого регулятора. В случае сбоя питания оказывается затронутым полное испарение и разделение фаз без труда происходит для проб, выходящих из испарительной камеры испарителя. Таким образом, изобретение обеспечивает защиту анализатора и данных, которая не была доступна в этом применении.
Хотя предлагаемая здесь система отключения наиболее применима для обработки проб NGL, она также может быть применена для мониторинга параметров кондиционирования различных потоков испаренных проб, обрабатываемых для введения в анализаторы.
Изображенные варианты осуществления изобретения были представлены в вышеизложенном описании. Специалисту в данной области понятно, что возможны многочисленные модификации и варианты осуществления, к которым изобретение имеет отношение, с использованием раскрытия, представленного в вышеизложенном описании и на соответствующих чертежах. Таким образом, следует также понимать, что изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в данном документе, при этом предполагается, что многие модификации и другие варианты осуществления изобретения включены в объем изобретения. Кроме того, хотя в данном документе используются конкретные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не для цели ограничения описания изобретения.
Промышленная применимость
Изобретение сочетает в себе систему для надлежащего сбора, кондиционирования и передачи однородных испаренных проб из источника некриогенной жидкости, такого как широкая фракция, содержащая газоконденсатную жидкость (NGL), от входа жидкости к соответствующему анализатору, минимизируя разделение фаз и повторное сжижение, которые искажают качественный и количественный анализ составляющих и/или приводят к затоплению и повреждению анализатора. В одном варианте осуществления изобретение также содержит систему отключения для предотвращения введения пробы в анализатор, позволяя при этом поддерживать рабочие условия в системе кондиционера.
1. Система для отбора и кондиционирования для анализа пробы некриогенной широкой фракции, содержащей газоконденсатную жидкость, отличающаяся:
a) изолированным корпусом;
b) входной линией для пробы жидкости;
c) испарителем для мгновенного испарения жидкости, соединенным с входной линией;
d) выходной линией для испаренной пробы;
e) нагреваемым регулятором давления для приема испаренной пробы из выходной линии для испаренной пробы, причем упомянутая выходная линия непосредственно соединена с упомянутым испарителем и упомянутым нагреваемым регулятором давления;
f) выходной трубопроводной линией для газа пробы к анализатору пробы газа, расположенному снаружи изолированного корпуса, причем упомянутая выходная трубопроводная линия на одном конце соединена с нагреваемым регулятором давления; и
g) блоком контроллера, электрически соединенным с испарителем и нагреваемым регулятором давления, при этом упомянутый контроллер соединен с источником электрической энергии и предназначен для мониторинга нахождения температуры и давления испаренной пробы, выпускаемой из нагреваемого регулятора давления, в пределах допустимого рабочего диапазона анализатора пробы газа.
2. Система по п. 1, дополнительно отличающаяся скоростным контуром, связанным с испарителем.
3. Система по любому из пп. 1, 2, дополнительно отличающаяся сбрасывающим клапаном для сброса давления в случае превышения пробой газа, выпускаемой из нагреваемого регулятора, допустимого рабочего диапазона анализатора пробы газа.
4. Система по любому из пп. 1, 2, дополнительно отличающаяся средством связи, связанным с блоком контроллера.
5. Система по любому из п.п. 1, 2, дополнительно отличающаяся фильтром жидкости, расположенным во входной линии для пробы и испарителе.
6. Система по любому из пп. 1, 2, дополнительно отличающаяся соленоидным клапаном, расположенным между фильтром жидкости и входом испарителя, для прерывания потока пробы жидкости к испарителю.
7. Система по любому из пп. 1, 2, дополнительно отличающаяся соленоидным клапаном, расположенным между испарителем и входом нагреваемого регулятора давления, для прерывания потока пара к нагреваемому регулятору давления.
8. Система для отбора и кондиционирования пробы некриогенной жидкости для анализа расположенным ниже по потоку анализатором, отличающаяся:
a) изолированным корпусом;
b) входной линией для пробы;
c) испарителем для мгновенного испарения пробы, соединенным с входной линией;
d) выходной линией для испаренной пробы;
e) нагреваемым регулятором давления для приема испаренной пробы из выходной линии для испаренной пробы, причем упомянутая выходная линия непосредственно соединена с упомянутым испарителем и упомянутым нагреваемым регулятором давления;
f) выходной трубопроводной линией для газа пробы к анализатору пробы газа, расположенному снаружи изолированного корпуса, причем упомянутая выходная трубопроводная линия на одном конце соединена с нагреваемым регулятором давления; и
g) блоком контроллера для мониторинга условий обработки в изолированном корпусе, включая активацию соленоидного клапана для прерывания потока жидкости в испаритель при детекции отклонения условий обработки от предварительно установленных диапазонов, при этом контроллер сообщается посредством рабочих сигналов с испарителем, нагреваемым регулятором давления, соленоидным клапаном и датчиками детекции состояния для мониторинга нахождения температуры и давления пробы при прохождении пробы через систему к выходной линии для испаренной пробы в пределах допустимых рабочих диапазонов, при этом контроллер соединен с источником электрической энергии, и контроллер и модуль связи предназначены для дистанционной передачи подвергаемых мониторингу условий.
9. Система по п. 8, дополнительно отличающаяся фильтром жидкости и связанным скоростным контуром, расположенными во входной линии для пробы, идущей к испарителю.
10. Система по п. 9, дополнительно отличающаяся соленоидным клапаном, электрически соединенным с блоком контроллера и имеющим нормально закрытое положение, который при приведении в действие выпускает воздух под давлением, чтобы привести в действие шаровой клапан, расположенный во входной линии для пробы жидкости для перекрытия потока пробы.
11. Система по п. 8, дополнительно отличающаяся множеством соленоидных клапанов, электрически соединенных с блоком контроллера, при этом каждый из соленоидных клапанов имеет нормально закрытое положение и при обесточивании выпускает воздух под давлением для приведения в действие связанного шарового клапана, расположенного во входной линии для пробы жидкости, для перекрытия потока жидкости к испарителю и в выходной линии для испаренной пробы для перекрытия потока пробы пара к анализатору.
12. Система по п. 11, дополнительно отличающаяся входом термопары, связанным с анализатором и сообщающимся с блоком контроллера, для приведения в действие соленоидных клапанов для перекрытия потока пробы, когда детектированная температура анализатора опускается ниже заданного минимума.
13. Система по п. 12, дополнительно отличающаяся датчиком давления, связанным с входом газа-носителя для анализатора и сообщающимся с блоком контроллера для перевода анализатора в нерабочее состояние в случае, когда уровень газа-носителя достигает заданного минимума.
14. Система по любому из пп. 9-13, дополнительно отличающаяся сбрасывающим клапаном для сброса давления в случае превышения пробой газа, выпускаемой из нагреваемого регулятора, допустимого рабочего диапазона анализатора пробы газа.
15. Система по любому из пп. 9-13, дополнительно отличающаяся тем, что проба представляет собой жидкость и сбрасывающим клапаном для сброса давления в случае превышения пробой газа, выпускаемой из нагреваемого регулятора, допустимого рабочего диапазона анализатора пробы газа.
