СОСТАВНОЙ ПРОБООТБОР ТЕКУЧИХ СРЕД Российский патент 2017 года по МПК G01N1/22 G01N30/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к формированию и анализу составной пробы текучих сред.

Уровень техники

Анализу подвергают различные текучие среды, передаваемые по трубопроводам, чтобы оценить всевозможные параметры этих текучих сред, включая состав, степень чистоты и т.п. Одним из примеров является анализ компонентного состава сжиженного природного газа (liquefied natural gas - LNG) с целью определения его коммерческой ценности. Многие запасы природного газа находятся на отдаленных участках или в море, поэтому по всему миру газ транспортируют в районы сбыта при помощи судов для перевозки сжиженного природного газа. Природный газ транспортируют при таких условиях, когда объемное отношение составляет 600 относительно объема продукта в стандартных условиях по температуре и давлению. Это достигается при температуре хранения -162°C. Крупные суда этого типа перевозят от 2 до 3 миллиардов кубических футов (56,6-85 млн м³) природного газа. Анализ компонентного состава LNG позволяет получить такие величины, как сжимаемость газа, удельный вес, теплота сгорания (в британских тепловых единицах (British Thermal Unit - BTU)), расход текучей среды (в галлонах на тысячу кубических футов (gallons per thousand cubic feet - GPM)), показатель Уобба (Wobbe), метановое число, температура точки росы. Хотя резервуары и портовые терминалы снабжены контрольно-измерительными приборами, предназначенными для проведения такого анализа компонентного состава LNG, обычно, это ограниченный анализ, и весь груз судна может для простоты ошибочно рассматриваться как полностью однородный по составу.

Сущность изобретения

В одном из аспектов изобретения, устройство включает входное отверстие, предназначенное для приема части текучей среды, протекающей по трубопроводу, клапан, соединенный с этим входным отверстием, насос, соединенный с этим клапаном, резервуар, соединенный с этим клапаном, газовый хроматограф, соединенный с этим клапаном. Устройство предназначено для отбора составной пробы из указанного резервуара, при этом составная проба включает две или более отдельных пробы текучей среды, при этом каждая из отдельных проб отобрана через заданный промежуток времени после отбора, по меньшей мере, одной другой отдельной пробы и имеет заданный объем.

Варианты осуществления устройства могут включать одну или несколько из следующих отличительных особенностей. Например, в некоторых случаях составная проба в устройстве передается из резервуара в газовый хроматограф через клапан. Объем каждой из отдельных проб может быть выбран пользователем. В определенных случаях, объем всех отдельных проб устанавливается одинаковым. Величина промежутка времени может основываться на затраченном времени и может соответствовать времени пробоотбора насосом. Время пробоотбора насоса может настраиваться пользователем. В некоторых примерах насос представляет собой шприцевой насос. Шприцевой насос может быть программируемым.

Резервуар соединен с клапаном с возможностью разъединения. Например, резервуар может быть соединен с клапаном при помощи фитинга быстрого соединения с тем, чтобы составную пробу можно было сохранить и/или транспортировать в другое место (например, для дополнительного анализа) после отбора и/или анализа газовым хроматографом. Газовый хроматограф также соединен с входным отверстием, и устройство подает несоставную пробу текучей среды, протекающей по трубопроводу, в газовый хроматограф. Таким образом, разовая проба может быть проанализирована до, во время или после отбора отдельных проб, входящих в составную пробу. Устройство может включать дополнительное входное отверстие, предназначенное для приема дополнительной текучей среды из дополнительного источника, при этом газовый хроматограф соединен с дополнительным входным отверстием и принимает пробу дополнительной текучей среды. Дополнительная текучая среда может поступать, например, из одной из нескольких линий перекачки сжиженного природного газа с доставившего его судна в портовый терминал. Устройство пригодно для оценки состава составной пробы, несоставной пробы и/или пробы дополнительной текучей среды.

Устройство производит автоматический отбор двух или нескольких отдельных проб текучей среды в резервуар. Устройство может дополнительно включать пользовательский интерфейс и блок управления, при этом блок управления функционально соединен с клапаном, насосом, газовым хроматографом и предназначен для управления отбором двух или нескольких отдельных проб текучей среды в резервуар. В некоторых случаях, устройство соединено с компьютером с целью дистанционного приведения в действие или программирования устройства и/или дополнительной обработки данных.

Устройство является переносным и может быть автономным. В одном из примеров, устройство может функционировать непрерывно без внешнего источника питания, по меньшей мере, 6-8 часов. В некоторых случаях, устройство соединено с внешней линией электроснабжения при помощи шнура электропитания. Переносное устройство позволяет быстро производить пробоотбор и анализ множества текучих сред (жидкостей, криогенных жидкостей, газов) на удаленных участках.

В другом аспекте изобретения, отбор составной пробы текучей среды включает отбор в резервуар, соединенный с трубопроводом, по которому протекает текучая среда, первой отдельной пробы текучей среды из этого трубопровода, при этом первая отдельная проба имеет первый заданный объем, и отбор в этот резервуар через первый промежуток времени после отбора первой пробы второй отдельной пробы текучей среды из этого трубопровода, при этом вторая отдельная проба имеет второй заданный объем, и, тем самым, формирование в резервуаре составной пробы в то время, как резервуар соединен с трубопроводом, при этом составная проба включает первую отдельную пробу и вторую отдельную пробу. Таким образом, составная проба автоматически отбирается в резервуар, соединенный с трубопроводом (например, резервуар может являться частью устройства, соединенного с трубопроводом) без отбора по отдельности множества проб и их перемещения из первого контейнера во второй контейнер.

Варианты осуществления включают одну или несколько из следующих отличительных особенностей. Первый промежуток времени может основываться на затраченном времени. Например, пробы текучей среды, протекающей по трубопроводу, могут отбираться с заранее заданной частотой пробоотбора. В некоторых случаях, составную пробу отбирают и направляют на второй участок для анализа. В определенных случаях, состав составной пробы определяют, не транспортируя эту пробу и/или не отсоединяя резервуар от устройства, которое обеспечивает отбор отдельных проб в резервуар. Например, состав составной пробы может быть определен в то время, когда резервуар соединен с трубопроводом, когда резервуар соединен с устройством, соединенным с трубопроводом, или когда резервуар соединен с частью устройства (например, с клапаном), которая была соединена с трубопроводом во время отбора составной пробы. Определение состава составной пробы может включать подачу составной пробы в газовый хроматограф, соединенный с трубопроводом или соединенный с резервуаром во время отбора составной пробы. Когда текучая среда представляет собой жидкость (например, криогенную жидкость, такую как сжиженный природный газ), эта текучая среда перед подачей пробы в газовый хроматограф или перед отбором отдельных проб в резервуар испаряется.

В некоторых случаях в резервуар отбирают одну или несколько дополнительных отдельных проб текучей среды из данного трубопровода через один или несколько дополнительных промежутков времени после отбора первой отдельной пробы, тем самым, добавляют в составную пробу, находящуюся в резервуаре, одну или несколько дополнительных отдельных проб текучей среды до проведения анализа состава составной пробы. В определенных случаях, пробу текучей среды, протекающей по трубопроводу, подают в газовый хроматограф, соединенный с этим трубопроводом (или резервуаром). Эта отличительная особенность позволяет проводить анализ разовых проб текучей среды во время отбора составной пробы. Если текучая среда является жидкостью, до определения состава разовой пробы она испаряется.

В соответствии с другим аспектом изобретения, устройство включает входное отверстие, предназначенное для приема части текучей среды, протекающей по трубопроводу, клапан, соединенный с входным отверстием, насос, соединенный с этим клапаном, резервуар, соединенный с этим клапаном, газовый хроматограф, соединенный с этим клапаном, и блок управления, функционально соединенный с клапаном, насосом и газовым хроматографом. Блок управления предназначен для подачи в резервуар двух или более отдельных проб текучей среды, протекающей по трубопроводу, при этом каждая из отдельных проб отобрана через заданный промежуток времени после отбора, по меньшей мере, одной другой отдельной пробы, тем самым, в резервуаре формируется составная проба.

Варианты осуществления включают одну или несколько из следующих отличительных особенностей. Например, блок управления может дополнительно предназначаться для подачи составной пробы из резервуара в газовый хроматограф, тогда как резервуар соединен с клапаном. Блок управления пригоден для регулирования объема каждой из отдельных проб, заданного промежутка времени или и того, и другого.

Устройство может дополнительно включать регулятор давления, испаритель или и то, и другое, установленные между входным отверстием и клапаном. В некоторых случаях, газовый хроматограф соединен с входным отверстием, и процессор дополнительно предназначается для подачи несоставной пробы текучей среды, протекающей по трубопроводу, в газовый хроматограф. Устройство может также включать дополнительное входное отверстие для приема дополнительной текучей среды из дополнительного трубопровода. Газовый хроматограф соединен с дополнительным входным отверстием и принимает пробу дополнительной текучей среды из дополнительного трубопровода.

Устройство пригодно для определения состава составной пробы, несоставной пробы и пробы дополнительной текучей среды. Устройство является автономным, переносным и может дополнительно включать компьютер, функционально соединенный с блоком управления.

Как описано в настоящем документе, составной пробоотбор позволяет автоматически, в режиме реального времени отбирать составную пробу текучей среды, протекающей по трубопроводу, благодаря чему возможно определение обобщенных свойств текучей среды. Описанный отбор составной пробы позволяет проводить эффективную, точную оценку обобщенных свойств большого потока текучей среды и, если нужно, сохранение составной пробы для последующего анализа. Анализ в режиме реального времени разовых проб обеспечивает дополнительную информацию о текучей среде, протекающей по трубопроводу.

Эти общие и конкретные аспекты изобретения могут быть реализованы на практике с использованием устройства, системы или способа или любого сочетания устройств, систем или способов. Подробности одного или нескольких вариантов осуществления изобретения изложены в нижеследующем описании и поясняются прилагаемыми чертежами. Другие отличительные особенности, цели и преимущества изобретения станут ясны из этого описания и чертежей и из формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Концепция изобретения может быть более полно понята при рассмотрении нижеследующего подробного описания различных вариантов осуществления изобретения в связи с прилагаемыми чертежами, на которых:

на фиг. 1 представлено устройство для отбора и анализа пробы текучей среды, протекающей по трубопроводу;

на фиг. 2 показана траектория газа-носителя в устройстве, представленном на фиг. 1;

на фиг. 3 показаны элементы, предназначенные для создания оболочки с избыточным давлением для устройства, представленного на фиг. 1;

на фиг. 4 и 5 показан внешний вид одного из примеров устройства, представленного на фиг. 1;

на фиг. 6 и 7 показан внутренний вид устройства, представленного на фиг. 4;

на фиг. 8 показан пример траектории газа-носителя в одном из вариантов осуществления анализатора; и

на фиг. 9 показан пример принципиальной электрической схемы анализатора с траекторией газа-носителя, представленной на фиг. 8.

Подробное описание изобретения

Анализатор 100, схематично представленный на фиг. 1, может быть использован для сбора и анализа разовых и составных проб текучей среды, протекающей по трубопроводу, в соответствии с известными в данной области техники стандартами, такими как ASTM D1945, GPA 2261, D2163 и ISO 8943. Анализатор 100 может быть использован для оценки свойств, таких как состав (например, содержание углеводородов С1-С5, углеводородов С6+), теплота сгорания (в BTU), удельный вес и показатель Уобба, а также наличие примесей, таких как СО₂ и N₂. Текучая среда может представлять собой, например сжиженный природный газ (LGN), природный газ, сжиженный нефтяной попутный газ (liquefied petroleum gas (LPG)), химические газы (например, газообразные углеводороды, специальные газы и свалочный газ), сланцевый газ, топочный газ газовых турбин, газ для испытания скважин, жидкие сжатые газы (compressed gas liquid (CGL)) и т.п.

Анализатор 100 может быть использован для проведения на месте в режиме реального времени определения коммерческой ценности текучей среды (например, оценки или подтверждения его судового/берегового качества или потери сжиженным газом качества от времени), оценки трубопроводного качества и смешивания компонентов газа (например, природного газа) и обнаружения в текучей среде примесей или опасных материалов. Анализатор может быть использован в фиксированной точке, в которую пробы подаются на анализ, или как автономное устройство на отдаленных участках для проведения анализа на месте и, тем самым, устранения необходимости транспортировки проб для анализа. Для проведения анализа на месте оператор может вручную перенести анализатор 100 на место и соединить его с трубопроводом (например, линией перекачки, ниткой трубопровода, транспортным средством). Анализатор 100 снабжается энергией от комплекта аккумуляторных батарей и может непрерывно функционировать в полевых условиях в течение 6-8 часов либо может быть соединен с внешней линией электроснабжения при помощи шнура электропитания, автоматически отбирая составную пробу в течение заданного периода времени, а также проводя анализ проб непосредственно из одного или нескольких трубопроводов или источников текучей среды через заданные промежутки времени.

Как показано на фиг. 1, анализатор 100 может быть переносным автономным устройством, заключенным в атмосферозащищенную оболочку 102. Входное отверстие 104 может быть соединено с трубопроводом 106, по которому протекает подлежащая анализу текучая среда. В некоторых случаях анализатор 100 включает одно или несколько дополнительных входных отверстий 108, которые могут быть соединены с одним или несколькими дополнительными, отдельными источниками 110 текучей среды. Каждый источник 110 текучей среды независимо от других может представлять собой, например, продуктовый трубопровод или пробоотборный цилиндр под давлением. Трубопровод 106 (и источник 110 текучей среды, если это применимо) может представлять собой линию перекачки текучей среды или трубопровод. Текучая среда может поступать в трубопровод 106 (и в источник 110 текучей среды, если это применимо) из обычного источника (например, резервуара, такого как танкер) или из отдельного, обособленного источника. В некоторых примерах текучая среда, текущая по трубопроводу 106 (и находящаяся в источнике 110 текучей среды, если это применимо) представляет собой жидкость или криогенную жидкость (например, LNG). В других примерах текучая среда, текущая по трубопроводу 106 (и находящаяся в источнике 110 текучей среды, если это применимо) представляет собой газ (например, сланцевый газ).

Из входного отверстия 104 текучая среда поступает в регулятор 112 давления. В некоторых случаях текучая среда поступает из трубопровода 106 в регулятор 112 давления под давлением до 3000 psig (20,7 МПа), после регулятора 112 давления текучая среда выходит под давлением 15 psig (0,1 МПа) или менее. В определенных случаях, например, когда текучая среда в трубопроводе 106 представляет собой криогенную жидкость, регулятор 112 может быть нагреваемым и, тем самым, функционировать в качестве испарителя. Из регулятора 112 давления текучая среда по трубопроводу 106 поступает в газовый хроматограф 114. Подходящие газовые хроматографы, как правило, включают датчик теплопроводности (thermal conductivity detector - TCD) и набор колонок, обеспечивающих разделение параметров, оцениваемых для данного типа текучей среды.

Газовый хроматограф 114 имеет конфигурацию, предназначенную для статического анализа или для проточного анализа. В конфигурации статического анализа анализируемый газ до начала анализа не протекает непрерывно через газовый хроматограф 114. Напротив, перед началом анализа через газовый хроматограф 114 протекает некоторое количество анализируемого газа (например, приблизительно 50-100 куб.см). В конфигурации проточного анализа анализируемый газ протекает (например, по байпасной линии) через газовый хроматограф 114 с постоянной скоростью и направляется в колонку через заданные промежутки времени. Таким образом, в конфигурации проточного анализа возможна сквозная продувка газовых линий перед проведением анализа пробы. Когда текучая среда представляет собой криогенный продукт, такой как LNG, может оказаться предпочтительным, чтобы газовый хроматограф 114 работал в конфигурации проточного анализа с тем, чтобы поддерживался надлежащий поток криогенного продукта через регулятор 112 (и, таким образом, надлежащее газообразование). Поток, выходящий из газового хроматографа 114, покидает анализатор 100 через выходное отверстие 116.

Для отбора и анализа составной пробы, формируемой путем соединения двух или нескольких разовых (или несоставных) проб, текучая среда после регулятора 112 поступает в клапан 118. В одном из примеров, клапан 118 представляет собой четырехходовой клапан. Насос 120 и резервуар 122 соединены с клапаном 118. В некоторых случаях резервуар 122 соединен с клапаном 118 с возможностью отсоединения (например, при помощи фитинга быстрого соединения). Насос 120 представляет собой объемный насос, такой как, например, автоматизированный пробоотборный шприц с программируемым объемом забора/введения и периодичностью пробоотбора. Насос 120 пригоден для сжатия исследуемой текучей среды (т.е. газа) и может быть использован для вакуумирования отдельных частей анализатора 100 (например, линий перекачки). Пригодными примерами насоса 120 может послужить множество программируемых шприцевых насосов, выпускаемых Harvard Apparatus (Holliston, Массачусетс, США). В одном из примеров резервуар 122 представляет собой MiniCans™ MC450SQT, выпускаемый компанией Entech Instruments (Simi Valle, Калифорния, США). В некоторых случаях резервуар 122 расположен внутри оболочки 102. В других случаях, однако, как показано на фиг. 1, резервуар 122 расположен вне оболочки 102, благодаря чему облегчается отсоединение резервуара 122 от анализатора 100 (например, от клапана 118).

Во время работы анализатора 100 насос 120 обеспечивает подачу отдельных проб текучей среды из трубопровода 106 в резервуар 122 и, тем самым, формирование в резервуаре 122 составной пробы. В настоящем контексте «составная проба», собираемая в резервуаре 122, как правило, включает две или более отдельных пробы текучей среды из трубопровода 106, при этом каждая из отдельных проб имеет известный объем, и каждая отдельная проб, отобрана из трубопровода 106 через заданный отличный от нуля интервал времени после, по меньшей мере, одной другой отдельной пробы. Объемы отдельных проб могут быть одинаковыми или разными, промежуток времени между первой парой отдельных проб может быть выбран таким же или другим, нежели промежуток времени между второй парой отдельных проб. Промежуток времени между двумя отдельными пробами может основываться на затраченном времени между пробами (например, частоте пробоотбора) или на объеме текучей среды, протекающей по трубопроводу 106. Объем отдельной пробы, обычно, лежит в диапазоне от 5 куб.см до 100 куб.см или же соответствует конкретному варианту примирения. Частота пробоотбора или промежуток времени между отдельными пробами также могут быть заданы. В одном из примеров, пробы объемом 50 куб.см отбирают с интервалом в 1 час.

Для отбора составной пробы клапан 118 и насос 120 функционируют так, что заданный объем текучей среды всасывается в насос 120, после чего переносится в резервуар 122. Этот процесс повторяется через заданный промежуток времени, и дополнительные пробы текучей среды переносятся в резервуар 122, тем самым, формируется составная проба. Между отбором (или во время отбора) двух отдельных проб в резервуар 122 в газовом хроматографе 114 может быть проведен анализ несоставной или разовой пробы из трубопровода 106.

Составная проба может включать множество разовых (несоставных) проб, отобранных за некоторый период времени с заданной частотой пробоотбора. Таким образом, для такой текучей среды, как LNG, перекачиваемой из танкера в портовый терминал, составная проба может отбираться в течение перекачки. В некоторых случаях, частоту пробоотбора выбирают так, чтобы сформировать составную пробу при заданном в процентах опорожнении резервуара (например, опорожнении на 25%, опорожнении на 50% и опорожнении на 75%). Когда отбор составной пробы завершен, составная проба подается в газовый хроматограф 114 через клапан 118 и отверстие 104ʹ для ввода пробы, благодаря чему анализ составной пробы осуществляется без отсоединения резервуара 122 от анализатора 100. То есть, составная проба отбирается в режиме реального времени (разовые или несоставные пробы объединяются с образованием составной пробы шаг за шагом по мере протекания текучей среды по трубопроводу 106) и подвергается анализу анализатором 100, при этом резервуар 122 соединен с клапаном 118, то есть, резервуар 122 не отсоединяют от анализатора 100. В некоторых случаях составную пробу подают из резервуара 122 через клапан 118 в газовый хроматограф 114 в то время, когда анализатор 100 соединен с трубопроводом 106.

В некоторых случаях может оказаться желательным отсоединять резервуар 122 от анализатора 100 для сохранения пробы и/или для дополнительного анализа в другом месте. Дополнительный анализ может включать, например, обнаружение соединений серы, ионогенных соединений и/или определенных углеводородных соединений, которые не определяются набором колонок газового хроматографа 114.

Одно или несколько входных отверстий 108 может быть соединено с одним или несколькими источниками 110 текучей среды, соответственно, с целью разового анализа проб из этих источников текучей среды, аналогичного описанному в отношении разового анализа текучей среды из трубопровода 106. Источники 110 текучей среды включают, например, трубопровод, по которому протекает текучая среда, цилиндр, содержащий текучую среду, и т.п. В определенных случаях одно или несколько входных отверстий 108 может включать фитинг быстрого соединения, обеспечивающий удобное соединение с трубопроводом или цилиндром с целью разового анализа текучей среды из этого трубопровода или цилиндра. Текучая среда из источников 110 текучей среды протекает через регуляторы 112 давления, которые также могут выполнять функцию испарителей, в отверстия 108ʹ для ввода пробы газового хроматографа 114 для анализа. Также, как и в случае проб из трубопровода 106, газовый хроматограф 114 может быть запрограммирован на анализ проб из источников 110 текучей среды через заданные промежутки времени.

Анализатор 100 включает пользовательский интерфейс 124, функционально соединенный с одним или несколькими блоками управления 126. Блок(блоки) управления 126 снабжен одним или несколькими процессорами 126ʹ и блоками памяти 126ʹʹ. В блоке(блоках) памяти 126ʹʹ хранятся инструкции по управлению хроматографом 114, клапаном 118 и насосом 120; блок(блоки) управления 126 взаимодействует с хроматографом 114, клапаном 118 и насосом 120, благодаря чему анализатор функционирует автоматически, отбирая и анализируя пробы. Параметры (например, поток подлежащей анализу пробы и режим анализа (например, статический или проточный режим анализа) газового хроматографа 114, частота пробоотбора, объем отдельных проб, отбираемых в резервуар 122, и количество проб, которые нужно отобрать до того, как составная проба будет направлена в газовый хроматограф) могут быть заранее заданы или введены пользователем. В некоторых случаях процессор(ы) 126 функционально соединен с компьютером 128, тогда анализатор 100 управляется дистанционно.

Анализатор 100 может быть снабжен одной или несколькими аккумуляторными батареями 130 для автономного дистанционного функционирования в течении некоторого времени (например, от 6 до 8 часов). Анализатор 100 также может включать один или несколько источников бесперебойного питания для продолжительной работы. В некоторых случаях анализатор 100 снабжается энергией от внешней линии электроснабжения посредством шнура электропитания.

В качестве газа-носителя в газовом хроматографе 114 может быть использован гелий. Гелий необходим для функционирования датчика теплопроводности (TCD) газового хроматографа 114, а также является средством достижения разделения компонентов смеси. На фиг. 2 схематично показаны элементы анализатора 100, относящиеся к газу-носителю. Как показано на фиг. 2, в анализаторе 100 имеется два гелиевых резервуара 200. Общая емкость гелиевых резервуаров 200 может составлять, например, 224 литра гелия при стандартных температуре и давлении. Этого объема гелия может хватить на 6 дней непрерывной работы анализатора 100. Гелиевые резервуары 200 могут заполняться через входное отверстие 202. В линии установлен возвратный клапан 204, предотвращающий поток гелия из резервуаров 202 к входному отверстию 202, благодаря чему возможно непосредственное заполнение резервуаров 200 гелием. После стабилизации давления (например, при максимальном давлении заполнения 1200 psig (8,3 МПа)) источник гелия может быть отсоединен от входного отверстия 202.

Гелиевые резервуары 200 установлены в анализаторе 100 при помощи фитинга быстрого соединения. Резервуары являются взаимозаменяемыми и могут быть отсоединены независимо друг от друга, тем самым, дополнительное количество гелия может быть обеспечено без остановки работы анализатора 100. Опустевшие резервуары 200 могут быть заменены на новые или заново заполненные резервуары.

Во время функционирования гелий из гелиевых резервуаров 200 поступает через манометр 206 в газовый хроматограф 114 через отверстие 208 для ввода пробы. Из газового хроматографа 114 гелий выходит через вентиляционные клапаны 210 колонок и вентиляционный клапан 212 манометра, анализируемый газ выходит из газового хроматографа через вентиляционный клапан 214 для пробы.

Конструкция анализатора 100 включает оболочку с избыточным давлением, предназначенную для функционирования в условиях окружающей среды, классифицируемых как Класс 1, Раздел 2. На фиг. 3 показаны элементы системы продувки анализатора 100, включающие ротаметр 300 и манометр 302. Поток инертного газа (например, азота или воздуха) из источника, соединенного с входным отверстием 304, в анализатор 100 регулируется при помощи ротаметра 300, манометр 302 контролирует давление газа в оболочке 102. Регулировочный клапан ротаметра 300 предназначен для установления такого потока инертного газа через оболочку 102, которого достаточно для удовлетворения требований по избыточному давлению. Газ прокачивается через продувочное устройство 306 с инертным газом, которое соединено с манометром 302.

На фиг. 4 и 5 показан внешний вид анализатора 400, одного из примеров анализатора 100, описанного со ссылкой на фиг. 1-3. Как показано на фиг. 4, анализатор 400 включает оболочку 402, размеры которой составляют, примерно, 50 см × 50 см × 32 см. Ручка 404 облегчает переноску анализатора 400. Сенсорный ПК 406 соответствует пользовательскому интерфейсу 124, показанному на фиг. 1. Сенсорный ПК 406 также может включать один или несколько блоков управления, процессоров и/или блоков памяти, описанных со ссылкой на фиг. 1. Ротаметр 408 и манометр 410 соответствуют ротаметру 300 и манометру 302, показанным на фиг. 3. На фиг. 5 показан внешний вид анализатора 400 с другой стороны, включающий сенсорный ПК 406 и вторую ручку 404ʹ, противоположную ручке 404, показанной на фиг. 4. Электрический порт 500 включает электрический разъем 502 на 120 В переменного тока, через который, например, анализатор 400 может быть соединен с источником электроэнергии, или может производиться зарядка аккумуляторных батарей 130, показанных на фиг. 1. Распределительная панель 502 включает входные отверстия (например, входные отверстия, соответствующие входным отверстиям 104 и 108, показанным на фиг. 1, входному отверстию 202, показанному на фиг. 2, входному отверстию 304, показанному на фиг. 3 и входным отверстиям GC1-S1, GC1-S2, GC1-S3, CARRIER, PRG-IN и CALGAS, показанным на фиг. 8) и выходные отверстия (например, выходные отверстия, соответствующие выходному отверстию 116, показанному на фиг. 1, выходному отверстию 214, показанному на фиг. 2, выходному отверстию 306, показанному на фиг. 3, и COMP-S1 и VACUUM, показанным на фиг. 8).

На фиг. 6 и 7 показан внутренний вид анализатор 400. Ручка 404, ротаметр 408, манометр 410 видны изнутри оболочки 402. Аккумуляторная батарея 600 на дверце 602 оболочки 402 соответствует батарее 130 на фиг. 1. Аккумуляторная батарея 600 может представлять собой, например, литиево-ионную батарею на 14,8 В постоянного тока. Анализатор 400 также включает источник питания 604 и преобразователь 606 постоянного тока, а также цифровой блок 608 сбора данных, аналоговый входной модуль 610 и релейный модуль 612. Источник питания 604 может представлять собой, например, источник питания от переменного тока 120 В до постоянного тока 19 В, преобразователь 606 постоянного тока может представлять собой, например, преобразователь постоянного тока от 12 В до 24 В. Газовый хроматограф 614 соответствует газовому хроматографу 114, показанному на фиг. 1. Программируемый насос 616 и шприц 618 из нержавеющей стали вместе соответствуют насосу 120, показанному на фиг. 1, и узлу 813 шприц/насос, показанному на фиг. 8. Двухходовой соленоидный клапан 620 соответствует двухходовым соленоидным клапанам 804₁, 804₂ и 804₃, показанным на фиг. 8. Преобразователи давления 622 (например, 0-100 psig (0-689 кПа)) и 624 (например, 14,5-0 psig (100-0 кПа)) расположены рядом с регулятором 626, который соответствует регулятору 112, показанному на фиг. 1. Регулятор 626 может представлять собой, например, одноступенчатый регулятор (например, 0-500 psig (0-3445 кПа)). На фиг. 7 показан внутренний вид анализатора 400 с гелиевым резервуаром 700, соединенным с газовым хроматографом 614. Гелиевый резервуар 700 соответствует одному из гелиевых резервуаров 200, показанных на фиг. 2.

На фиг. 8 представлена схема одного из примеров потока газа в анализаторе 800, включающая игольчатые клапаны 801, тройники 802, кресты 803, двухходовые соленоидные клапаны 804, датчик давления 805, вакуумный датчик 806, узел 808 шприц/насос, резервуар 809 газа-носителя, продувочную систему 810, расходомер 811, регулятор давления 812, газовый хроматограф 813, запорные клапаны 814, накопитель проб (смесительный сосуд) 815 и дозирующие клапаны 816. Входное отверстие GC1-S1 может быть соединено с продуктовым трубопроводом, по которому протекает подлежащая анализу текучая среда. В некоторых случаях, анализатор 800 включает одно или несколько дополнительных входных отверстий (GC2-S2, GC3-S3 и CALGAS), которые могут быть соединены с одним или несколькими отдельными источниками текучей среды. Каждый источник текучей среды независимо от других может представлять собой продуктовый трубопровод или пробоотборный цилиндр под давлением. Продуктовый трубопровод может представлять собой линию перекачки текучей среды или какой-либо иной трубопровод. Текучая среда, протекающая по продуктовому трубопроводу, ведущему в коллектор, может поступать из обычного источника (например, с танкера) или из отдельного, обособленного источника. В некоторых примерах текучая среда, протекающая по продуктовому трубопроводу, является жидкостью или криогенной жидкостью (например, LNG). В других примерах текучая среда, протекающая по продуктовому трубопроводу, является газом (например, сланцевым газом).

Текучая среда из входного отверстия GC1-S1 поступает в смесительный сосуд 815. В некоторых случаях текучая среда из продуктового трубопровода поступает в GC1-S1, GC2-S2 или GC3-S3 под давлением до 450 psig (3,1 МПа), и трубопровод с небольшим внутренним диаметром и встроенное в линию оборудование понижает эффективное давление до 15 psig (0,1 МПа) или менее. Когда проба из продуктового трубопровода отбирается через GC1-S1 и поступает в смесительный сосуд 815, из смесительного сосуда 815 она выходит через крест 803. после креста 803₁ текучая среда проходит через двухходовой соленоидный клапан 804₁, затем через запорный клапан 814. После этого текучая среда проходит через второй крест 803₂, через второй двухходовой соленоидный клапан 804₂, и через тройник 802₂. Из этой точки текучая среда поступает в газовый хроматограф 813. Подходящие газовые хроматографы, как правило, включают датчик теплопроводности (TCD) и набор колонок, обеспечивающих разделение параметров, оцениваемых для данного типа текучей среды.

Газовый хроматограф 813 имеет конфигурацию, предназначенную для статического анализа или для проточного анализа. В конфигурации статического анализа анализируемый газ до начала анализа не протекает непрерывно через газовый хроматограф 813. Напротив, перед началом анализа через газовый хроматограф 813 протекает некоторое количество анализируемого газа (например, приблизительно 50-100 куб.см). В конфигурации проточного анализа анализируемый газ протекает (например, по байпасной линии) через газовый хроматограф 813 с постоянной скоростью и направляется в колонку через заданные промежутки времени. Таким образом, в конфигурации проточного анализа возможна сквозная продувка газовых линий перед проведением анализа пробы. Когда текучая среда представляет собой криогенный продукт, такой как LNG, может оказаться предпочтительным, чтобы газовый хроматограф 813 работал в конфигурации проточного анализа с тем, чтобы поддерживался поток криогенного продукта через трубы, фитинги и другое оборудование, обеспечивающий надлежащее испарение). Поток, выходящий из газового хроматографа 813, покидает анализатор 800 через выходное отверстие COMP-S1.

Для отбора и анализа составной пробы, формируемой путем объединения двух или нескольких разовых (несоставных) проб, текучая среда направляется через смесительный сосуд 815, через крест 803₁, через двухходовой соленоидный клапан 804₂, через запорный клапан 814, через крест 803₂ и поступает в узел 808 шприц/насос, который представляет собой автоматизированный пробоотборный шприц с программируемым объемом забора/введения и периодичностью пробоотбора. Затем узлом 808 шприц/насос аликвотная проба проталкивается через крест 803₂, двухходовой соленоидный клапан 804₃, через крест 803₃, и затем в коллектор в позиции, обозначенной «вакуум». Узел 808 шприц/насос может сжимать отобранную пробу текучей среды (т.е. газа) и вакуумировать определенные линии и контейнеры (такие как контейнер для сбора составной пробы, описанный в данном разделе). Примерами пригодных узлов 808 шприц/насос является множество автоматизированных систем шприц/насос, поставляемых Harvard Apparatus (Holliston, Массачусетс, США). Сборный контейнер присоединен к коллектору устройством быстрого соединения. В одном из примеров этот контейнер представляет собой MiniCans™ MC450SQT, выпускаемый компанией Entech Instruments (Simi Valle, Калифорния, США). В некоторых случаях контейнер для составной пробы может быть расположен внутри оболочки анализатора. В других случаях, однако, контейнер для составной пробы расположен вне оболочки анализатора, благодаря чему облегчается отсоединение контейнера для составной пробы от анализатора.

В ходе работы анализатора узел 808 шприц/насос обеспечивает подачу отдельных проб текучей среды из продуктового трубопровода в контейнер для составной пробы, тем самым, в контейнере для составной пробы формируется составная проба. В настоящем контексте «составная проба», собираемая в контейнере для составной пробы, как правило, включает две или более отдельных пробы текучей среды из продуктового трубопровода, при этом каждая из отдельных проб имеет известный объем, и каждая отдельная проб, отобрана из продуктового трубопровода через заданный отличный от нуля интервал времени после, по меньшей мере, одной другой отдельной пробы. Объемы отдельных проб могут быть одинаковыми или разными, промежуток времени между первой парой отдельных проб может быть выбран таким же или другим, нежели промежуток времени между второй парой отдельных проб. Промежуток времени между двумя отдельными пробами может основываться на затраченном времени между пробами (например, частоте пробоотбора) или на объеме текучей среды, протекающей по продуктовому трубопроводу. Объем отдельной пробы, обычно, лежит в диапазоне от 5 куб.см до 100 куб.см или же соответствует конкретному варианту примирения. Частота пробоотбора или промежуток времени между отдельными пробами также могут быть заданы. В одном из примеров, пробы объемом 50 куб.см отбирают с интервалом в 1 час.

Для отбора составной пробы узел 808 шприц/насос работает так, что заданный объем текучей среды отбирается в шприц, после чего направляется в контейнер для составной пробы. Этот процесс повторяется через заданный промежуток времени, и дополнительные пробы текучей среды направляются в контейнер для составной пробы, тем самым, формируется составная проба. Между (или во время) отбором двух отдельных проб в контейнер для составной пробы, в газовом хроматографе 813 может быть проанализирована несоставная или разовая проба из продуктового трубопровода потребителя.

Составная проба может включать множество разовых (несоставных) проб, отобранных за некоторый период времени с заданной частотой пробоотбора. Таким образом, для такой текучей среды, как LNG, перекачиваемой из танкера в портовый терминал, составная проба может отбираться в течение перекачки. В некоторых случаях, частоту пробоотбора выбирают так, чтобы сформировать составную пробу при заданном в процентах опорожнении резервуара (например, опорожнении на 25%, опорожнении на 50% и опорожнении на 75%). Когда отбор составной пробы завершен, составная проба подается в газовый хроматограф 813 через крест 803₃, двухходовой соленоидный клапан 804₃, крест 803₂, и поступает в узел 808 шприц/насос. Затем проба направляется из узла 808 шприц/насос через крест 803₂, через запорный клапан 814, через двухходовой соленоидный клапан 804₂, через тройник 802₂ и поступает в газовый хроматограф 813. Составная проба отбирается в режиме реального времени (разовые или несоставные пробы объединяются с образованием составной пробы шаг за шагом по мере протекания текучей среды по продуктовому трубопроводу) и подвергается анализу анализатором 800, при этом контейнер для составной пробы соединен с клапаном и системой труб, описанных в данном документе, то есть контейнер для составной пробы не отсоединяют от анализатора. В некоторых случаях составную пробу подают из контейнера для составной пробы через GC2-S2 или GC3-S3 в газовый хроматограф 813 в то время, когда анализатор соединен с продуктовым трубопроводом через GC1-S1.

В некоторых случаях может оказаться желательным отсоединять контейнер для составной пробы от анализатора для сохранения пробы и/или для дополнительного анализа в другом месте. Дополнительный анализ может включать, например, обнаружение соединений серы, ионогенных соединений и/или определенных углеводородных соединений, которые не определяются набором колонок газового хроматографа 813.

Одно или несколько входных отверстий GC1-S1, GC2-S2, GC3-S3 и CALGAS может быть соединено с одним или несколькими источниками текучей среды, соответственно, с целью разового анализа проб из этих источников текучей среды, аналогичного описанному в отношении разового анализа текучей среды из продуктового трубопровода. Источники текучей среды включают, например, трубопровод, по которому протекает текучая среда, цилиндр, содержащий текучую среду и т.п. В определенных случаях одно или несколько входных отверстий может включать фитинг быстрого соединения, обеспечивающий удобное соединение с трубопроводом или цилиндром с целью разового анализа текучей среды из этого трубопровода или цилиндра. Как и в случае проб из продуктового трубопровода, газовый хроматограф 813 может быть запрограммирован на анализ проб из других источников текучей среды через заданные промежутки времени. Анализатор может быть снабжен дополнительными смесительными сосудами для множества жидких проб.

В качестве газа-носителя в газовом хроматографе 813 может быть использован гелий. Гелий необходим для функционирования датчика теплопроводности (TCD) газового хроматографа 813, а также является средством достижения разделения компонентов смеси. Как показано на фиг. 8, в анализаторе 800 имеется один или несколько резервуаров 809 для газа-носителя (например, гелия). В качестве газа-носителя обычно используют гелий. Общая емкость резервуара 809 для газа-носителя может составлять, например, 224 литра гелия при стандартных температуре и давлении. Этого объема гелия может хватить на 6 дней непрерывной работы анализатора. Резервуар 809 для газа-носителя может заполняться через входное отверстие CARRIER. После стабилизации давления (например, при максимальном давлении заполнения 1200 psig (8,3 МПа)) источник гелия может быть отсоединен от входного отверстия CARRIER. Резервуар 809 для газа-носителя установлен в анализаторе 800 при помощи фитинга быстрого соединения. Опустевший резервуар 809 для газа-носителя может быть заменен на новые или заново заполненные резервуары.

Во время функционирования гелий из резервуара 809 для газа-носителя поступает через регулятор давления 812 в газовый хроматограф 813 через входное отверстие CAR. Из газового хроматографа 813 гелий выходит через выходные отверстия, описанные со ссылкой на фиг. 2.

На фиг. 9 показан пример принципиальной электрической схемы анализатора 800, включающей штепсель 901 переменного тока на 120 В, преобразователь 902, клеммный блок 903, реле 904 и 905, модуль 906 аналогового входа, двухходовые соленоидные клапаны 804, датчик давления 805, вакуумметр 806, клеммный блок 910, регистрирующий модуль 911, узел 808 шприц/насос, компьютер 913, газовый хроматограф 813, аварийный выключатель 915, продувочную систему 810, термопару 917 и нагреватели 918. Пользовательский интерфейс функционально соединен с компьютером 913. В компьютере 913 имеется один или несколько процессоров и блоков памяти. В блоке(блоках) памяти хранятся инструкции по управлению хроматографом 813, двухходовыми соленоидными клапанами 804₁, 804₂ и 804₃ и узлом 808 шприц/насос. Компьютер 913 взаимодействует с газовым хроматографом 813 и узлом 808 шприц/насос, в результате чего анализатор работает автоматически, осуществляя отбор и анализ проб.

Параметры (например, поток подлежащей анализу пробы и режим анализа (например, статический или проточный режим анализа) газового хроматографа 813, частота пробоотбора, объем отдельных проб, отбираемых в контейнер для составной пробы, и количество проб, которые нужно отобрать до того, как составная проба будет направлена в газовый хроматограф) могут быть заранее заданы или введены пользователем.

Анализатор 800 может быть снабжен одной или несколькими аккумуляторными батареями для автономного дистанционного функционирования в течение некоторого времени (например, от 6 до 8 часов). В некоторых случаях анализатор 800 включает один или несколько источников бесперебойного питания для продолжительной работы. В некоторых случаях анализатор 800 снабжается энергией от внешней линии электроснабжения посредством штепселя 901.

Варианты осуществления объекта изобретения и операций, описанных в настоящем документе, могут быть реализованы в электронных схемах или компьютерном программном обеспечении, аппаратно-программном обеспечении или аппаратном обеспечении, включая структуры, описанные в настоящем документе, и их структурные эквиваленты или сочетания, включающие одну или несколько из них. Варианты осуществления объекта изобретения, описанного в настоящем документе, могут быть реализованы в виде одной или нескольких компьютерных программ, т.е. одного или нескольких модулей команд управления, записанных на компьютерной запоминающей среде и предназначенных для выполнение аппаратурой для обработки данных или для управления работой аппаратуры для обработки данных. В качестве альтернативы или дополнительно, команды управления могут быть закодированы в искусственно генерируемом распространяемом сигнале, например, искусственном электрическом, оптическом или электромагнитном сигнале, генерируемом с целью кодирования информации, предназначенной для передачи соответствующему приемному устройству с целью выполнения аппаратурой для обработки данных. Компьютерная запоминающая среда может представлять собой или входить в машиночитаемое устройство хранения данных, машиночитаемую плату для хранения данных, запоминающее устройство или матрицу с произвольной или последовательной выборкой или сочетание одного или нескольких из них. Кроме того, хотя компьютерная запоминающая среда не является распространяемым сигналом, компьютерная запоминающая среда может быть источником или пунктом назначения команд управления, закодированных в искусственно генерируемом распространяемом сигнале. Компьютерная запоминающая среда может представлять собой или входить в один или несколько отдельных физических компонентов или сред (например, множество CD дисков или других запоминающих устройств).

Операции, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы как операции, осуществляемые аппаратурой для обработки данных над данными, хранящимися в одном или нескольких машиночитаемых устройствах хранения данных или полученных из других источников.

Термин «аппаратура для обработки данных» охватывает все виды аппаратуры, устройств и машин для обработки данных, в том числе, например, программируемый процессор, компьютер, интегральную систему или множество таковых или сочетания вышеперечисленного. Аппаратура может включать специальные логические схемы, например, FPGA (field-programmable gate array - вентильная матрица, программируемая пользователем) или ASIC (application-specific integrated circuit - специализированная интегральная микросхема). Дополнительно к аппаратному обеспечению данная аппаратура также может включать код, создающий условия выполнения данной компьютерной программы, например, код, образующий аппаратно-программное обеспечение компьютера, пакет протоколов, систему управления базой данных, операционную систему, межплатформную среду выполнения, виртуальную вычислительную машину или сочетание одного или нескольких из них. Аппаратура и условия выполнения могут реализовывать различные инфраструктуры модели вычислений, такие как веб-службы и распределенные вычисления.

Компьютерная программа (также известная как программа, программное обеспечение, программное приложение, скрипт или код) может быть написана в любой форме языка программирования, включая транслируемый или интерпретируемый языки, декларативный или процедурный языки, и может быть применена в любой форме, включая автономную программу или модуль, компонент, стандартную подпрограмму, объект или иную единицу, пригодную для использования в вычислительной среде. Компьютерная программа может, но не должна, соответствовать файлу в файловой системе. Программа может храниться в части файла, который содержит другие программы или данные (например, один или несколько скриптов, хранящихся в маркировочном языковом документе), в одном файле, посвященном данной программе, или во множестве координированных файлов (например, файлов, в которых хранится один или несколько модулей, подпрограмм или частей кода). Компьютерная программа может быть развернута для выполнения на одном компьютере или множестве компьютеров, которые расположены на одном участке или распределены по множеству участков и взаимосвязаны посредством сети передачи данных.

Процессы и логические схемы, описанные в настоящем документе, могут реализовываться одним или несколькими программируемыми процессорами, исполняющими одну или несколько компьютерных программ, направленных на осуществление действий путем оперирования входными данными и генерирования выходных данных. Эти процессы и логические схемы также могут реализовываться посредством специальных логических схем, и аппаратура также может быть реализована как специальные логические схемы, например, FPGA (вентильная матрица, программируемая пользователем) или ASIC (специализированная интегральная микросхема).

Процессоры, пригодные для выполнения компьютерной программы, включают, например, микропроцессоры общего и специального назначения и любой один или несколько процессоров любого типа цифрового компьютера. Вообще, процессор может получать инструкции и данные от постоянного запоминающего устройства или запоминающего устройства с произвольной выборкой или и от того, и от другого. Существенными элементами компьютера являются процессор, предназначенный для осуществления действий в соответствии с инструкциями, и одно или несколько запоминающих устройств, предназначенных для хранения инструкций и данных. Вообще, компьютер также включает или функционально соединен с целью получения данных или передачи данных или и того, и другого, с одним или несколькими устройствами памяти большой емкости, предназначенными для хранения данных, например, магнитными, магнито-оптическими дисками или оптическими дисками. Однако, компьютер не обязательно снабжен таким дисками. Кроме того, компьютер может быть встроен в другое устройство, например, мобильный телефон, карманный персональный компьютер, мобильный аудио- или видеоплеер, игровую приставку, GPS-приемник (Global Positioning System - Глобальная система определения местоположения) или переносной накопитель (флэш-диск с универсальной последовательной шиной (USB - universal serial bus)), и это лишь некоторые примеры. Устройства, пригодные для хранения управляющих компьютерных программ и данных, включают все формы долговременной памяти, устройства хранения данных и запоминающие устройства, в том числе, например, полупроводниковые запоминающие устройства, например, стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM), электронно-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM) и флэш-память; магнитные диски, например, внутренние жесткие диски или съемные диски; магнито-оптические диски; компакт-дисковое запоминающее устройство (CD-ROM) и универсальный цифровой диск (DVD). Процессор и память могут сочетаться со специальными логическими схемами или быть встроенными в них.

Для взаимодействия с пользователем варианты реализации объекта изобретения, описанного в настоящем документе, могут быть реализованы на компьютере, снабженном дисплеем, например, монитором с катодно-лучевой трубкой (CRT) или жидкокристаллическим дисплеем (LCD), с целью отображения информации для пользователя и клавиатурой и указательным устройством, например, мышкой или шаровым манипулятором, при помощи которого пользователь может осуществить ввод информации в компьютер. Также могут быть использованы другие типы устройств, предназначенные для обеспечения взаимодействия с пользователем; например, обратная связь с пользователем может представлять собой любой тип сенсорной обратной связи, например, визуальную обратную связь, слуховую обратную связь или контактную обратную связь; информация, вводимая пользователем, может приниматься в любой форме, включая акустический, речевой или контактный ввод. Кроме того, компьютер может взаимодействовать с пользователем путем отправки и получения документов от устройства, используемого пользователем; например, путем отправки веб-страниц на веб-браузер на клиентском устройстве пользователя в ответ на запросы, получаемые от этого веб-браузера.

Варианты осуществления объекта изобретения, описанного в настоящем документе, могут быть реализованы в виде компьютерной системы, которая включает оконечный компьютер, например, сервер для работы с базами данных, или которая включает промежуточный компьютер, например, сервер приложений, или которая включает компьютер для предварительной обработки данных, например, клиентский компьютер с графическим интерфейсом пользователя или веб-браузер, посредством которого пользователь может взаимодействовать с вариантом реализации объекта изобретения, описываемого в данном документе, или любое сочетание одного или нескольких таких оконечных, промежуточных и клиентских компьютеров. Компьютеры, входящие в данную систему, могут быть соединены посредством любой формы или среды цифровой передачи данных, например, сетью передачи данных. К примерам сетей передачи данных относятся локальная сеть передачи данных, территориальная вычислительная сеть, международная сеть (например, Интернет) и сеть с равноправными узлами (например, специальные сети с равноправными узлами).

Компьютерная система может включать клиентов и серверы. Клиент и сервер, вообще, удалены друг от друга и, обычно, взаимодействуют посредством сети передачи данных. Взаимодействие клиента и сервера возможно благодаря компьютерным программам, работающим на соответствующих компьютерах и имеющих между собой отношения типа клиент-сервер. В некоторых вариантах реализации сервер передает данные (например, страницу HTML) на клиентское устройство (например, с целью отображения данных и приема данных, вводимых пользователем, взаимодействующим с этим клиентским устройством). Данные, генерируемые на клиентском устройстве (например, в результате действий пользователя), могут быть получены от этого клиентского устройства сервером.

Хотя данное описание содержит множество конкретных деталей реализации, их не следует рассматривать как ограничения объема изобретения или того, что заявлено в формуле изобретения, но как описание отличительных особенностей конкретного варианта осуществления определенного изобретения. Некоторые отличительные особенности, описанные в настоящем документе в контексте отдельных вариантов осуществления, также могут быть реализованы в сочетании в одном варианте осуществления. И наоборот, различные отличительные особенности, описанные в данном контексте в одном варианте осуществления, также могут быть реализованы во множестве вариантов осуществления по отдельности или в надлежащей подкомбинации. Кроме того, хотя отличительные особенности могут быть описаны выше как действующие в определенных сочетаниях и даже изначально заявленные как таковые, одна или несколько отличительных особенностей из заявленного сочетания в некоторых случаях может быть изъята из этого сочетания, и заявленное сочетание может быть направлено на подкомбинацию или разновидность подкомбинации.

Точно так же, хотя операции показаны на чертежах в определенном порядке, это не следует понимать как требование того, что для достижения заданных результатов эти операции осуществляются в определенном представленном порядке или последовательно, или что осуществляются все показанные операции. В определенных обстоятельствах может оказаться эффективной многозадачность и параллельная обработка данных. Кроме того, разделение различных компонентов системы в описанных выше вариантах ее реализации не следует понимать как требование такого разделения во всех вариантах реализации, но следует понимать, что описанные компоненты программ и систем, вообще, могут быть интегрированы друг с другом в единый программный продукт или пакет из множества программных продуктов.

Таким образом, описаны конкретные варианты осуществления объекта изобретения. Другие варианты осуществления входят в объем прилагаемой формулы изобретения. В некоторых случаях, действия, перечисленные в формуле изобретения, могут быть осуществлены в другом порядке и при этом достигать заданных результатов. Кроме того, процессы, отраженные на прилагаемых чертежах, для достижения желаемого результата не обязательно должны происходить в определенном указанном порядке или последовательно. В определенных вариантах реализации может оказаться эффективной многозадачность и параллелизация.

Группа изобретений относится к формированию и анализу составной пробы текучей среды. Устройство содержит входное отверстие, выполненное с возможностью приема части текучей среды, протекающей по трубопроводу; клапан, подсоединенный к входному отверстию; насос, соединенный с клапаном; резервуар, соединенный с клапаном; и газовый хроматограф, соединенный с клапаном. Составная проба представляет собой две или более отдельных проб текучей среды. Каждая из отдельных проб отобрана через заданный промежуток времени после отбора, по меньшей мере, одной другой отдельной пробы и имеет выбранный объем. Промежуток времени основан на времени, прошедшем между отбором отдельных проб, или на объеме текучей среды, протекающей по трубопроводу. Отбирают в резервуар первую отдельную пробу текучей среды из трубопровода, которая имеет первый заданный объем. Через первый промежуток времени после первой пробы отбирают в резервуар вторую отдельную пробу текучей среды из трубопровода, которая имеет второй выбранный объем. Формируют в резервуаре составную пробу, в то время как резервуар соединен с трубопроводом. Обеспечивается эффективная и точная оценка обобщенных свойств большого потока текучей среды, а также сохранении составной пробы для последующего анализа или возможности проведения анализа в режиме реального времени разовых проб для получения информации о текучей среде, протекающей по трубопроводу. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство для составного пробоотбора текучих сред, содержащее:

входное отверстие, выполненное с возможностью приема части текучей среды, протекающей по трубопроводу;

клапан, подсоединенный к входному отверстию;

насос, соединенный с клапаном;

резервуар, соединенный с клапаном; и

газовый хроматограф, соединенный с клапаном,

при этом устройство выполнено с возможностью сбора составной пробы в указанный резервуар, причем составная проба представляет собой две или более отдельных проб текучей среды, при этом каждая из отдельных проб отобрана через заданный промежуток времени после отбора, по меньшей мере, одной другой отдельной пробы и имеет выбранный объем, а промежуток времени основан на времени, прошедшем между отбором отдельных проб, или на объеме текучей среды, протекающей по трубопроводу.

2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее блок управления, функционально соединенный с клапаном, насосом, газовым хроматографом и предназначенный для управления отбором двух или более отдельных проб текучей среды в резервуар.

3. Устройство по п. 2, в котором блок управления дополнительно выполнен с возможностью передачи составной пробы из резервуара в газовый хроматограф, в то время как резервуар соединен с клапаном.

4. Устройство по п. 2 или 3, в котором блок управления выполнен с возможностью регулирования объема каждой из отдельных проб.

5. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором блок управления выполнен с возможностью регулирования выбранного промежутка времени.

6. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором газовый хроматограф соединен с входным отверстием, и блок управления дополнительно выполнен с возможностью подачи в газовый хроматограф несоставной пробы текучей среды, протекающей по трубопроводу.

7. Устройство по п. 2 или 3, дополнительно содержащее компьютер, функционально соединенный с блоком управления.

8. Устройство по любому из пп. 1-3, которое выполнено с возможностью передачи составной пробы из резервуара в газовый хроматограф через клапан.

9. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором объем каждой из отдельных проб может быть выбран пользователем.

10. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором выбранный промежуток времени основан на прошедшем времени.

11. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором насос представляет собой шприцевой насос.

12. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором резервуар соединен с клапаном с возможностью отсоединения.

13. Устройство по любому из пп. 1-3, в котором газовый хроматограф соединен с входным отверстием, и устройство выполнено с возможностью обеспечения подачи в газовый хроматограф несоставной пробы текучей среды, протекающей по трубопроводу.

14. Устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее дополнительное входное отверстие для приема дополнительной текучей среды из дополнительного источника, при этом газовый хроматограф соединен с дополнительным входным отверстием и принимает пробу дополнительной текучей среды.

15. Устройство по любому из пп. 1-3, которое выполнено с возможностью определения состава составной пробы, несоставной пробы и/или пробы дополнительной текучей среды.

16. Устройство по любому из пп. 1-3, которое содержит аккумуляторную батарею и выполнено с возможностью непрерывного функционирования без внешнего источника энергии, по меньшей мере, в течение 48 часов.

17. Устройство по любому из пп. 1-3, дополнительно содержащее регулятор давления и/или испаритель, установленный между входным отверстием и клапаном.

18. Устройство по любому из пп. 1-3, которое является автономным и переносным.

19. Способ составного пробоотбора текучих сред, согласно которому:

отбирают в резервуар, соединенный с трубопроводом, по которому протекает текучая среда, первую отдельную пробу текучей среды из трубопровода, при этом первая отдельная проба имеет первый заданный объем; и

через первый промежуток времени после первой пробы отбирают в резервуар вторую отдельную пробу текучей среды из трубопровода, при этом вторая отдельная проба имеет второй выбранный объем, и, тем самым, формируют в резервуаре составную пробу, в то время как резервуар соединен с трубопроводом, причем составная проба содержит первую отдельную пробу и вторую отдельную пробу, а первый промежуток времени основан на времени, прошедшем между отбором отдельных проб, или на объеме текучей среды, протекающей по трубопроводу, и

подают составную пробу на газовый хроматограф без транспортировки составной пробы.

20. Способ по п. 19, согласно которому дополнительно определяют состав составной пробы.