流體的復合采樣的制作方法
【專利摘要】流過管道的流體的復合采樣包括：在耦合至流體正流過的管道的容器中收集來自管道的流體的第一離散樣本，該第一離散樣本具有第一選定的體積；以及在容器中并且在距第一樣本第一間隔處收集來自管道的流體的第二離散樣本，該第二離散樣本具有第二選定的體積，藉此在容器耦合至管道時在容器中形成復合樣本。該復合樣本包括第一離散樣本和第二離散樣本，并且可包括一個或多個附加離散樣本。一種用于收集復合樣本的裝置，包括氣相色譜儀，并且該裝置被設置成使得在不從該裝置移除復合樣本或傳輸復合樣本的情況下將復合樣本提供至該氣相色譜儀。
【專利說明】流體的復合采樣
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求提交于2012年I月27日的標題為“Composite Sampling ofFluids (流體的復合采樣)”的美國專利申請序列號N0.61/591，809的優先權，該申請以引用方式全文并入本文中。
【技術領域】
[0003]本公開涉及流體的復合樣本的形成和分析。
【背景技術】
[0004]在通過管道傳遞的各種流體上進行分析以評估該流體的各種特征，包括組成、雜質水平等。一個示例包括對于液化天然氣(LNG)的組成分析以確定其商業價值。許多天然氣儲層被發現于遙遠的位置或海上的位置，并且經由LNG船將天然氣運輸到世界各地的市場區域。在允許容積比為標準溫度和壓力條件下產品的600倍的條件下運輸天然氣。這通過-162°C的貯存條件來實現。這種類型的大型船舶運載20至30億立方英尺的天然氣。在LNG上進行的組成分析獲得包括下列的計算值:氣體壓縮率、比重、英熱單位(BTU)值、每千立方英尺的液體加侖數(GPM)、沃泊(Wobbe)指數、甲燒數(methane number)、和露點。雖然容器和終端設施具有進行LNG的這種組成分析的測試能力，但這種分析通常是有限的，并且為了簡單起見，可將全部貨物錯誤地假設為在組成上非常均勻。
【發明內容】
[0005]在一個方面，一種裝置包括:入口，其被配置為接收流過管道的流體的一部分；閥，耦合至該入口 ；泵，耦合至該閥；容器，其耦合至該閥；以及氣相色譜儀，其耦合至該閥。該裝置被配置為在容器中收集復合樣本，該復合樣本包括流體的兩個或更多個離散樣本，在距至少一個其它離散樣本選定間隔處來收集離散樣本中的每一個且離散樣本中的每一個具有選定的體積。
[0006]實現可包括下列一個或多個特征。例如，在一些情況下，該裝置通過閥門將復合樣本從容器轉移至氣相色譜儀。離散樣本中的每一個的體積是用戶可選擇的。在某些情況下，離散樣本中的每一個的體積被選擇為相同的。選定的間隔可基于經過時間，并可對應于泵的采樣速率。泵的采樣速率可以是用戶可選擇的。在一些示例中，泵為注射器泵。注射器泵可以是可編程的。
[0007]容器可拆卸地耦合至閥。例如，容器可利用快速連接配件耦合至閥，使得復合樣本在收集和/或由氣相色譜儀分析之后可被留存和/或運輸到裝置外(例如，以用于附加分析)。氣相色譜儀也耦合至入口，并且該裝置將流過管道的流體的非復合樣本遞送到氣相色譜儀。因此，可以在對于復合樣本的離散樣本的收集之前、期間、或之后來分析局部樣本(spot sample)。該裝置可包括附加入口以用于接收來自附加源的附加流體，其中，氣相色譜儀耦合至附加入口并且接收附加流體的樣本。附加流體可以是例如從運載液化天然氣的船舶到終端設施的若干輸送管線中的一個。該裝置可評估復合樣本、非復合樣本、和/或附加流體的樣本的組成。
[0008]該裝置在容器中自動地收集流體的兩個或更多個離散樣本。該裝置還可包括用戶界面和控制器，該控制器操作性地耦合至閥、泵、和氣相色譜儀并且被配置為控制容器中流體的兩個或更多個離散樣本的收集。在一些情況下，該裝置耦合至計算機，以允許該裝置的遠程致動或編程和/或附加的數據處理。
[0009]該裝置為便攜式并且可以是自給的。在一個示例中，該裝置可在沒有外部電源的情況下連續操作達至少6-8小時。在一些情況下，外部線路功率經由電源線被供應至該裝置。便攜式裝置允許在遠程位置處快速采樣和分析多種流體(液體、低溫液體、氣體)。
[0010]在另一方面，收集流體的復合樣本包括:在耦合至流體正流過的管道的容器中收集來自管道的流體的第一離散樣本，該第一離散樣本具有第一選定的體積；且在該容器中并且在距第一樣本第一間隔處收集來自管道的流體的第二離散樣本，該第二離散樣本具有第二選定的體積，藉此在容器耦合至管道的同時在容器中形成復合樣本，該復合樣本包括第一離散樣本和第二離散樣本。因此，復合樣本被自動地收集在耦合至管道的一個容器中(例如，容器可以是耦合至管道的裝置的一部分)，而不需要分別地收集樣本和將這些樣本從第一器皿轉移到第二器皿。
[0011]實現包括下列一個或多個特征。第一間隔可基于經過時間。例如，可以以預選的采樣速率來采樣流過管道的流體。在一些情況下，收集復合樣本并運輸到第二位置以用于分析。在某些情況下，在不運輸樣本和/或不使容器與將離散樣本提供至容器的裝置去耦合的情況下，來評估復合樣本的組成。例如，可在容器耦合至管道的同時，在容器耦合至耦合至管道的裝置的同時，或在容器耦合至在復合樣本收集期間耦合至管道的裝置的一部分(例如，閥)的同時,來評估復合樣本的組成。評估復合樣本的組合可包括將復合樣本提供至氣相色譜儀，該氣相色譜儀耦合至管道或在復合樣本收集期間耦合至容器。當流體為液體(例如，諸如低溫液化天然氣之類的低溫液體)時，在將樣本引入到氣相色譜儀之前，或在容器中收集離散樣本之前，該流體被汽化。
[0012]在一些情況下，在距第一離散樣本一個或多個附加間隔處，在該容器中收集來自管道的流體的一個或多個附加離散樣本，藉此在評估復合樣本的組成之前將流體的一個或多個附加離散樣本添加到容器中的復合樣本中。在某些情況下，將流過管道的流體的樣本提供至耦合至管道(或容器)的氣相色譜儀。該特征允許在復合樣本的收集期間就評估流體的局部樣本。如果流體為液體，則在局部樣本被評估之前流體被汽化。
[0013]在另一方面，一種裝置包括:入口，其被配置為接收流過管道的流體的一部分；閥，其耦合至該入口 ；泵，其耦合至該閥；容器，其耦合至該閥；氣相色譜儀，其耦合至該閥；以及控制器，其操作性地耦合至該閥、該泵、和該氣相色譜儀?？刂破髋渲脼閷⒘鬟^管道的流體的兩個或更多個離散樣本提供至該容器，其中在距至少一個其它離散樣本達選定時間間隔處收集離散樣本的每一個，藉此在容器中形成復合樣本。
[0014]實現可包括下列一個或多個特征。例如，控制器還可被配置為在容器耦合至閥的同時將復合樣本從容器轉移至氣相色譜儀?？刂破骺刹僮鞯乜刂齐x散樣本中的每一個的體積、選定的時間間隔、或兩者。
[0015]該裝置還可包括位于入口和閥之間的壓力調節器、汽化器或、兩者。在一些情況下，氣相色譜儀耦合至入口并且處理器還被配置為將流過管道的流體的非復合樣本提供至氣相色譜儀。該裝置還可包括附加入口，用于接收來自附加管道的附加流體。氣相色譜儀耦合至該附加入口并接收來自附加管道的附加流體的樣本。
[0016]該裝置可操作地評估復合樣本、非復合樣本、和附加流體的樣本的組成。該裝置為自給的和便攜式，并且還可包括操作性地耦合至控制器的計算機。
[0017]如本文所述，復合采樣允許對流過管道的流體的復合樣本的自動、實時收集，從而可以評估流體的復合性質。如所述的復合樣本的收集允許對大量流體流的復合性質的高效、準確評估，以及根據需要留存復合樣本以用于日后分析。在流體流過管道時，局部樣本的實時分析提供附加信息。
[0018]這些一般的和具體的方面可使用裝置、系統或方法、或裝置、系統或方法的任何組合來實現。一個或多個實施例的細節在附圖中和下文的描述中闡述。其它特征、目的和優點將從描述和附圖以及權利要求顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]考慮到對結合附圖的各種實施例的以下詳細說明，本文的概念可被更全面地理解，在附圖中:
[0020]圖1描繪了用于收集和分析流過管道的流體的樣本的裝置；
[0021]圖2描繪了圖1所示裝置的載氣流動路徑；
[0022]圖3描繪了設計為實現圖1所示裝置的正壓外殼(enclosure)的組件；
[0023]圖4和5描繪了圖1所示裝置的示例的外部視圖；
[0024]圖6和7描繪了圖4所示裝置的內部視圖；
[0025]圖8描繪了在分析儀的實施例中的載氣流動路徑的示例；以及
[0026]圖9描繪了具有圖8所示載氣流動路徑的分析儀的接線圖的示例。
【具體實施方式】
[0027]圖1中示意性地示出的分析儀100可用來根據本領域已知的標準(諸如，ASTMD1945、GPA 2261、D2163和ISO 8943)來收集和分析流過管道的流體的局部樣本和復合樣本。分析儀100可用來評估諸如組成(例如，Cl至C5烴類、C6+烴類)、BTU值、比重、和沃泊指數之類的性質、以及諸如CO2和N2的雜質的存在。流體可以是例如液化天然氣(LNG)、天然氣、液化石油氣(LPG)、化學氣體(例如，烴類氣體、特種氣體、和填埋氣體)、頁巖氣、燃氣渦輪機燃料氣體、試井氣體、壓縮氣體液體(CGL)等。
[0028]分析儀100可用于流體的商業價值的現場、實時確定(例如，LNG的船舶/海岸價值或老化的評估或確認)、管路質量、和(例如，天然氣的)氣體共混的評估、以及檢測流體中的雜質或危害性材料。分析儀可在為了分析而將樣本遞送到的固定位置使用，或作為自給單元在遠程位置使用以進行現場分析，藉此減少對運輸樣本以分析的需求。對于現場分析來說，分析儀100可手提到現場并且由操作者耦合至管道(例如，輸送管線、管路、運輸設施)。分析儀100由電池組供電并可在現場連續操作達6-8小時或經由電源線接收外部線路功率，在期望的時間長度上自動地收集復合樣本，并且還可以預選擇的時間間隔來分析直接來自一個或多個管道或流體源的樣本。
[0029]如圖1所示，分析儀100可以是包含在耐候外殼102中的便攜式自給單元。入口104可耦合至待分析流體所流過的管道106。在一些情況下，分析儀100包括一個或多個附加入口 108，其可耦合至一個或多個附加離散流體源110。每個流體源110可獨立地是例如產品管道或加壓樣本瓶(sample cylinder)。管道106 (和流體源110,如果適用的話)可以是流體輸送管線或管路。流過管道106(和流體源110，如果適用的話)的流體可來自共同來源(例如，諸如油箱(tanker)之類的容器)或來自分離的離散來源。在一些示例中，流過管道106(和110，如果適用的話)的流體是液體或低溫液體(例如，LNG) 0在其它示例中，流過管道106(和110，如果適用的話)的流體是氣體(例如，頁巖氣)。
[0030]來自入口 104的流體流至壓力調節器112。在一些情況下，來自管道106的流體在高達3000psig的壓力下被提供至壓力調節器112,并且流體在15psig或更小的壓力下離開壓力調節器112。在某些情況下，例如，當管道106中的流體為低溫液體時，調節器112可被加熱，從而起到汽化器的作用。來自管道106的流體，從壓力調節器112流至氣相色譜儀114。合適的氣相色譜儀通常包括導熱率檢測器CTCD)和色譜柱組(column set)，該色譜柱組提供為給定的流體類型所評估的參數的分離。
[0031]氣相色譜儀114被配置為靜態采樣配置或連續流配置。在靜態采樣配置中，樣本氣體在分析開始之前沒有連續流過氣相色譜儀114。而是，一定量的樣本氣體(例如，大約50-100cc)在分析之前流過氣相色譜儀114。在連續流配置中，樣本氣體以恒定的速率流過(例如，旁通)氣相色譜儀114，并且以選定的采樣間隔被引導至色譜柱(column)。因此，連續流配置允許在分析樣本之前徹底吹掃(purge)氣體管線。當流體為諸如LNG的低溫產品時，可優選的是以連續流配置來操作氣相色譜儀114，以便維持通過調節器112的低溫產品的合適流動(和因此合適的氣化)。來自氣相色譜儀114的廢物通過出口 116離開分析儀100。
[0032]為了收集和分析由結合兩個或更多個局部樣本(或非復合樣本)而形成的復合樣本，來自調節器112的流體流至閥118。在一個示例中，閥118為四通閥。泵120和容器122耦合至閥118。在一些情況下，容器122可拆卸地耦合至閥118(例如，利用快速連接配件)。泵120為容積泵，例如，諸如具有可編程的抽出/注入體積和收集速率的自動化的采樣注射器。泵120能夠壓縮采樣的流體(S卩，氣體)，并可用來抽空分析儀100的部分(例如，輸送管線)。泵120的合適示例包括可得自Harvard Apparatus (HoiIiston, MA)的各種可編程的注射器泵。在一個示例中，容器122是可得自Entech Instruments (Simi Valle, CA)的MiniCans? MC450SQT。在一些情況下，容器122位于外殼102內。然而，在其它情況下，如圖1所示，容器122位于外殼102外，藉此幫助容器122從分析儀100 (例如，從閥118)去耦合。
[0033]在分析儀100的操作期間，泵120將來自管道106的流體的離散樣本提供至容器122，從而在容器122中形成復合樣本。如本文所用，在容器122中收集的“復合樣本”通常包括來自管道106的流體的兩個或更多個離散樣本，每個離散樣本具有已知的體積，并且在距至少一個其它離散樣本選定的非零間隔處從管道106獲取每一個離散樣本。離散樣本的體積可以是相同或不同的，并且第一對離散樣本之間的間隔可被選擇成與在第二對離散樣本之間的間隔相同或不同。兩個離散樣本之間的間隔可基于在樣本之間的經過時間(例如，采樣速率)、或基于通過管道106的流體流的體積。離散樣本的體積通常在5cc至10cc的范圍內，或者說是適合于選定的應用。采樣速率或離散樣本之間的間隔也可被選擇。在一個示例中，以I小時的間隔收集50cc的樣本體積。
[0034]為了收集復合樣本，操作閥118和泵120以使得選定體積的流體被吸入泵120中，然后轉移到容器122。該過程以選定的間隔重復，使得流體的附加樣本被轉移到容器122，藉此形成復合樣本。容器122中的兩個離散樣本的收集之間(或期間)，可由氣相色譜儀114分析來自管道106的非復合或局部樣本。
[0035]復合樣本可包括在一段時間內以選定的米樣速率收集的多個局部(非復合)樣本。因此，對于從油箱轉移到終端設施的諸如LNG的流體來說，可以在轉移過程的時長內收集復合樣本。在一些情況下，采樣速率被選擇為以從容器的選定的排放百分比(例如，排放25%、排放50%和排放75% )來形成復合樣本。在復合樣本的收集完成之后,通過閥118和采樣端口 104’，將復合樣本提供至氣相色譜儀114，以允許在不使容器122與分析儀100去耦合的情況下分析復合樣本。即，當容器122處于耦合至閥118的狀態時，由分析儀100實時收集(當流體流過管道106時，組合局部或非復合樣本來逐漸形成復合樣本)并分析復合樣本，而不使容器122與分析儀100分離。在一些情況下，在分析儀100耦合至管道106時，復合樣本通過閥118從容器122轉移到氣相色譜儀114。
[0036]在一些情況下，可期望從分析儀100移除容器122以用于樣本留存和/或進行附加非現場分析。附加分析可包括例如硫化合物、離子物類的檢測、和/或選擇未被氣相色譜儀114上的色譜柱組所標識的烴物類。
[0037]一個或多個入口 108可分別耦合至一個或多個流體源110，以用于以針對來自管道106的流體的局部分析所描述的類似的方式對來自流體源的樣本進行局部分析(spotanalysis)。流體源110包括例如流體所流過的管道、包含流體的瓶等。在某些情況下,一個或多個入口 108可包括快速連接配件以允許到管道或瓶的便利耦合，以用于管道或瓶中的流體的局部分析。來自流體源110的流體流過壓力調節器112 (也可用作汽化器)至氣相色譜儀114的采樣端口 108’以用于分析。與來自管道106的樣本一樣，氣相色譜儀114可被編程以便以預選的間隔分析來自流體源110的樣本。
[0038]分析儀100包括操作性地耦合至一個或多個控制器(多個)126的用戶界面124。(多個)控制器126具有一種或多種處理器126’和存儲器單元126"。(多個)存儲器單元126〃存儲指令以控制色譜儀114、閥118、和泵120，并且(多個)控制器126與色譜儀114、閥118和泵120配合，使得分析儀自動操作以收集和分析樣本?？捎捎脩纛A選或輸入參數(例如，氣相色譜儀114的待分析的樣本流和分析模式(例如，靜態或連續的流操作)、將被收集在容器122中的離散樣本的采樣速率和樣本體積、以及在復合樣本被提供至氣相色譜儀之前待收集的樣本的數量)。在一些情況下，(多個)處理器126操作性地耦合至計算機128,從而遠程控制分析儀100。
[0039]分析儀100可包括一個或多個電池130以用于進行自給遠程操作達一段時間(例如,6-8小時)。分析儀100還可包括一個或多個備用電池以用于延長的操作。在一些情況下，分析儀100經由電源線由線電壓供電。
[0040]氦氣可用作氣相色譜儀114的載氣。氦氣允許氣相色譜儀114中的導熱率檢測器(TCD)以及用于實現組分分離的裝置的操作。圖2是描繪分析儀100的載氣組件的示意圖。如圖2所描繪的，分析儀100包括兩個氦氣貯存器200。氦氣貯存器200可具有例如在標準溫度和壓力下為224升的氦氣總容量。該體積的氦氣可產生分析儀100的多達6天的連續運行時間。氦氣貯存器200可通過入口 202填充?；亓鏖y204被定位在管線內，藉此抑制氦氣從貯存器200到入口 202的流動，并且允許貯存器200直接被氦氣填充。一旦壓力穩定(例如，在1200psig的最大填充壓力下)，氦氣源就可與入口 202斷開。
[0041]氦氣貯存器200利用快速連接配件安裝在分析儀100中。貯存器為可互換的，并可彼此獨立地斷開，藉此提供附加氦氣而不中斷分析儀100的操作。耗盡的貯存器200可替換成新的或再填充的貯存器。
[0042]在操作期間，來自氦氣貯存器200的氦氣流經計量器206并且通過樣本入口 208進入氣相色譜儀114。氦氣通過色譜柱通氣孔210和計量器口通氣孔212離開氣相色譜儀114，并且樣本氣體通過樣本通氣孔214離開氣相色譜儀。
[0043]分析儀100設計為具有用于在歸類為等級1、分區2環境的環境中操作的正壓外殼。圖3描繪了分析儀100中的吹掃系統的組件，包括轉子流量計300和壓力計302。惰性氣體(例如，氮氣或空氣)從耦合至入口 304的源向分析儀100的流動由轉子流量計300控制，并且壓力計302監測外殼102中的氣體壓力。轉子流量計300上的控制閥被操作以實現足以滿足正壓要求的惰性氣體通過外殼102的流動。氣體通過耦合至壓力計302的惰性氣體吹掃口 306排放。
[0044]圖4和5描繪了分析儀400 (結合圖1_3描述的分析儀100的示例)的外視圖。如圖4所示，分析儀400包括外殼402，其具有約50cm X 50cm X 32cm的尺寸。柄部404有利于分析儀400的便攜性。觸摸屏PC 406對應于圖1中描繪的用戶界面124。觸摸屏PC 406還可包括圖1中描繪的一個或多個控制器、處理器、和/或存儲器單元。轉子流量計408和壓力計410對應于圖3中所示的轉子流量計300和壓力計302。圖5示出分析儀400的另一個外部視圖，其包括觸摸屏PC 406和與圖4中所示柄部404相對的第二柄部404’。電端口 500包括120 VAC電連接器502，通過該電連接器502，例如分析儀400可被供電，或者圖1中所描繪的電池130中的一個或多個可被充電。隔板面板502包括入口(例如，對應于圖1中所示入口 104和108、圖2中所示入口 202、圖3中所示入口 304、以及圖8中所示入口 GCl-SU GC2-S2、GC3-S3、CARRIER、PRG-1N 和 CALGAS 的入口 )和出口 (例如，對應于圖1中所示出口 116、圖2中所示出口 214、圖3中所示出口 306、以及圖8中所示出口 COMP-SI 和 VACUUM 的出口)。
[0045]圖6和7描繪了分析儀400的內部視圖。柄部404、轉子流量計408、和壓力計410在外殼402內部可見。在外殼402的門602中的電池600對應于圖1中的電池130。電池600可以是例如14.8VDC的鋰離子電池。分析儀400也包括電源604和DC/DC轉換器606以及數字采集單元608、模擬輸入模塊610、和繼電器模塊612。電源604可以是例如120VAC至19VDC電源，并且DC/DC轉換器606可以是例如12V至24VDC/DC轉換器。氣相色譜儀614對應于圖1中所示氣相色譜儀114?？删幊瘫?16和不銹鋼注射器618 —起對應于圖1中所示泵120和圖8中所示注射器/泵組件813。雙向電磁閥620對應于圖8中所示雙向電磁閥 804^8040^ 804^ 壓力換能器 622 (例如，0-100PSIG)和 624 (例如，14.5-0PSIG)被定位成靠近調節器626，該調節器626對應于圖1中所示調節器112。調節器626可以是例如單級調節器(例如，0-500PSIG)。圖7示出分析儀400的內部視圖，其具有耦合至氣相色譜儀614的氦氣貯存器700。氦氣貯存器700對應于圖2中所示氦氣貯存器200中的一個。
[0046]圖8是示出分析儀800中的氣體流的示例的示意圖，分析儀800具有針型閥801、三通配件802、四通配件803、雙向電磁閥804、壓力傳感器805、真空傳感器806、注射器/泵組件808、載氣貯存器809、吹掃系統810、流量計811、壓力調節器812、氣相色譜儀813、止回閥814、采樣蓄積器(混合罐)815、以及計量閥816。入口 GCl-Sl可耦合至待分析流體所流過的產品管道。在一些情況下，分析儀800包括一個或多個附加入口(GC2-S2、GC3-S3和CALGAS)，這些入口可耦合至一個或多個附加的離散流體源。每個流體源可獨立地為產品管道或加壓的樣本瓶。產品管道可以是流體輸送管線或管路。流過通往歧管的產品管道的流體可來自公共源(例如，油箱)或來自單獨的離散源。在一些示例中，流過產品管道的流體是液體或低溫液體(例如，LNG) 0在其它示例中，流過產品管道的流體是氣體(例如，頁巖氣)O
[0047]來自入口 GCl-S I的流體流至混合罐815。在一些情況下，來自產品管道的流體將以高達450psig的壓力進入GC1-S1、GC2-S2或GC3-S3，并且小孔配管和線內硬件將有效壓力降低至15psig或更小。當產品管道通過GCl-S I被采樣并且進入混合罐815時，樣本接著從混合罐815流過四通配件803。流體從四通配件803i穿過雙向電磁閥SCM1，然后穿過止回閥814。流體接著穿過第二四通配件8032，穿過第二雙向電磁閥8042，然后穿過三通配件8022。從該點，流體進入氣相色譜儀813。合適的氣相色譜儀通常包括導熱率檢測器(TCD)和色譜柱組，該色譜柱組提供為給定的流體類型而評估的參數的分離。
[0048]氣相色譜儀813被配置為靜態采樣配置或連續流配置。在靜態采樣配置中，樣本氣體在分析開始之前沒有連續流過氣相色譜儀813。而是，一定量的樣本氣體(例如，大約50-100cc)在分析之前流過氣相色譜儀813。在連續流配置中，樣本氣體以恒定的速率流過(例如，旁通)氣相色譜儀813，并且以選定的采樣間隔被導向至色譜柱。因此，連續流配置允許在分析樣本之前徹底吹掃氣體管線。當流體是諸如LNG的低溫產品時，可能優選的是在連續流配置中操作氣相色譜儀813，以便維持通過系統配管、配件和其它系統硬件的低溫產品的合適流動進行合適的汽化。來自氣相色譜儀813的廢物通過出口 COMP-Sl離開分析儀 800。
[0049]為了收集和分析由結合兩個或更多個局部樣本(或非復合樣本)而形成的復合樣本，流體流過混合罐815,流過四通配件8031;流過雙向電磁閥8042，流過止回閥814,流過四通配件8032，并且進入注射器/泵組件808中，注射器/泵組件808是具有可編程的抽出注入體積和收集速率的自動化的采樣注射器。樣本等分試樣(aliquot)接著由注射器/泵組件808推動通過四通配件8032，通過雙向電磁閥8043，通過四通配件8033，然后推出到標有vacuum(真空)的歧管位置。注射器/泵組件808能夠壓縮采樣的流體(即，氣體)并且抽空某些管線和器皿(例如，在本篇中描述的復合樣本收集器皿)?？晒ぷ鞯淖⑸淦?泵組件的合適示例包括可得自Harvard Apparatus (Holliston, MA)的各種自動注射器/泵系統。收集罐使用快速連接類型的連接件附接到歧管。在一個示例中，罐是可得自EntechInstruments (Simi Valle, CA)的 MiniCans? MC450SQT。在一些情況下，復合樣本器皿可位于分析儀外殼的內部。然而，在其它情況下，復合樣本的器皿位于分析儀外殼的外部，從而有利于復合樣本器皿從分析儀的去耦合。
[0050]在分析儀的操作期間，注射器/泵組件808將流體的離散樣本從產品管道提供至復合樣本罐，藉此在復合樣本罐中形成復合樣本。如本文所用，在復合樣本罐中收集的“復合樣本”通常包括來自產品管道的流體的兩個或更多個離散樣本，每個離散樣本具有已知的體積，并且在距至少一個其它離散樣本選定的非零間隔處從產品管道獲取每個離散樣本。離散樣本的體積可以是相同或不同的，并且在第一對離散樣本之間的間隔可被選擇成與在第二對離散樣本之間的間隔相同或不同。在兩個離散樣本之間的間隔可基于在樣本之間的經過時間(例如，采樣速率)或基于通過產品管道的流體流的體積。離散樣本的體積通常在5cc至10cc的范圍內，或者說適合于選定的應用。采樣速率或離散樣本之間的間隔也可被選擇。在一個示例中，以I小時的間隔收集50cc的樣本體積。
[0051]為了收集復合樣本，注射器/泵組件808被操作使得選定體積的流體被抽入注射器中，然后轉移到復合樣本罐。以選定的間隔重復該過程，使得流體的附加樣本被轉移到復合樣本罐，藉此形成復合樣本。在復合樣本罐中收集兩個離散樣本之間(或期間)，來自客戶的產品管道的非復合或局部樣本可由氣相色譜儀813分析。
[0052]復合樣本可包括在一段時間長度內以選定的米樣速率收集的多個局部(非復合)樣本。因此，對于從油箱轉移到終端設施的諸如LNG的流體來說，復合樣本可以在轉移過程的持續時間內收集。在一些情況下，采樣速率被選擇以從容器的選定的排放百分比(例如，排放25%、排放50%和排放75% )來形成復合樣本。在復合樣本的收集完成之后,通過四通配件8033、雙向電磁閥8043、四通配件8032將復合樣本提供至氣相色譜儀813，并且進入注射器/泵組件808中。樣本接著通過止回閥814、通過雙向電磁閥8042、通過三通配件8022從注射器/泵組件808排入四通配件8032中，并且進入氣相色譜儀813中。在復合樣本罐耦合至閥和本文所述管件配置的同時，由分析儀800實時收集(當流體流過產品管道時，局部或非復合樣本遞增地結合以形成復合樣本)復合樣本并分析，而不使復合樣本罐與分析儀分離。在一些情況下，在分析儀通過GCl-Sl耦合至產品管道的同時，復合樣本通過GC2-S2或GC3-S3從復合樣本罐轉移到氣相色譜儀813。
[0053]在一些情況下，可能期望從分析儀移除復合樣本罐以用于樣本留存和/或用于附加非現場分析。附加分析可包括例如硫化合物、離子物類的檢測、和/或選擇未被氣相色譜儀813上的色譜柱組標識的烴物類。
[0054]一個或多個入口 GCl-Sl、GC2-S2、GC3-S3和CALGAS可分別耦合至一個或多個流體源，以用于以針對來自產品管道的流體的局部分析所描述的類似的方式對來自流體源的樣本進行局部分析。流體源包括例如流體所流過的管道、包含流體的瓶等。在某些情況下，一個或多個入口可包括快速連接配件以允許到管道或瓶的便利耦合，以用于管道或瓶中的流體的局部分析。與來自本文所述產品管道的樣本一樣，氣相色譜儀813可被編程以便以預選的間隔分析來自其它流體源的氣體樣本。分析儀可被配置為具有附加的混合罐以處理多個液體樣本。
[0055]氦氣可用作氣相色譜儀813的載氣。氦氣允許氣相色譜儀813中的導熱率檢測器(TCD)以及用于實現組分分離的裝置的操作。如圖8中所描繪的，分析儀800包括一個或多個載氣(例如，氦氣)貯存器809。氦氣通常被用作載氣。載氣貯存器809可具有例如在標準溫度和壓力下809升的氦氣總容量。該體積的氦氣可產生分析儀的多達6天的連續運行時間。載氣貯存器809可通過入口 CARRIER(載氣)填充。一旦壓力穩定(例如，在1200psig的最大填充壓力下)，載氣源就可從入口 CARRIER斷開。載氣貯存器809利用快速連接配件安裝在分析儀800中。耗盡的載氣貯存器809可替換成新的或再填充的貯存器。
[0056]在操作期間，來自載氣貯存器809的載氣流過壓力調節器812并且通過入口 CAR進入氣相色譜儀813。載氣通過結合圖2描述的通氣孔離開氣相色譜儀813。
[0057]圖9是分析儀800中的電接線的示例的示意圖，其具有120VAC插頭901、逆變器902、端子塊903、繼電器904和905、模擬輸入模塊906、雙向電磁閥804、壓力傳感器805、真空傳感器806、端子塊910、數據采集模塊911、注射器/泵組件808、計算機913、氣相色譜儀813、緊急停止裝置915、吹掃系統810、熱電偶917、和加熱板918。用戶界面操作性地耦合至計算機913。計算機913具有一個或多個處理器和存儲器單元。(多個)存儲器單元存儲指令以控制氣相色譜儀813、雙向電磁閥804^804和8043、以及注射器/泵組件808。計算機913與氣相色譜儀813和注射器/泵組件808配合，使得分析儀自動地操作以收集和分析樣本?？捎捎脩纛A選或輸入參數(例如，氣相色譜儀813的待分析的樣本流和分析模式(例如，靜態或連續的流操作)、將收集在復合樣本罐中的離散樣本的采樣速率和樣本體積以及在復合樣本被提供至氣相色譜儀之前待收集的樣本的數量)。
[0058]分析儀800可包括一個或多個電池以用于一段時間(例如，6-8小時)的自給遠程操作。在一些情況下，分析儀800具有一個或多個備用電池以用于延長的操作。在某些情況下，分析儀800通過插頭901由線電壓供電。
[0059]本說明書中描述的主題的實施和操作可實施于數字電子電路中、或計算機軟件、固件或硬件中，包括在本說明書中公開的結構及其結構等同物、或它們中的一個或多個的組合。本說明書中描述的主題的實施可實施為一個或多個計算機程序，即，計算機程序指令的一個或多個模塊，其被編碼在計算機存儲介質上，以用于由數據處理裝置執行或控制數據處理裝置的操作。備選地或此外，程序指令可被編碼在人工生成的傳播信號，例如，機器生成的電氣、光學或電磁信號，其被生成以編碼用于傳輸到合適的接收器裝置以由數據處理裝置執行的信息。計算機存儲介質可以是計算機可讀存儲裝置、計算機可讀存儲基底、隨機或串行存取存儲陣列或裝置、或它們中的一個或多個的組合或包括在計算機可讀存儲裝置、計算機可讀存儲基底、隨機或串行存取存儲陣列或裝置、或它們中的一個或多個的組合中。此外，雖然計算機存儲介質不是傳播的信號，但計算機存儲介質可以是編碼在人工生成的傳播信號中的計算機程序指令的來源或目的地。計算機存儲介質也可以是一個或多個單獨的物理組件或介質(例如，多個CD、磁盤、或其它存儲裝置)或包括在一個或多個單獨的物理組件或介質中。
[0060]在本說明書中描述的操作可以實現為由數據處理裝置對存儲在一個或多個計算機可讀存儲裝置上存儲的或從其它來源接收的數據執行的操作。
[0061]術語“數據處理裝置”涵蓋用于處理數據的所有種類的裝置、裝置和機器，包括舉例來說一個或多個可編程處理器、計算機、系統芯片、或它們的組合。該裝置可包括專用邏輯電路，例如，FPGA(現場可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)。除了硬件之外，裝置還可包括為所關注的計算機程序創造執行環境的代碼，例如，構成處理器固件、協議棧、數據庫管理系統、操作系統、跨平臺運行環境、虛擬機、或它們中的一個或多個的組合的代碼。裝置和執行環境可實現各種不同的計算模型基礎結構，例如，Web服務、分布式計算和網格計算基礎結構。
[0062]計算機程序(也稱為程序、軟件、軟件應用、腳本或代碼)可以任何形式的編程語言編寫，包括匯編語言或解釋語言、聲明性語言或過程式語言，并且它可以部署成任何形式，包括作為獨立程序或作為模塊、組件、子例程、對象、或適合在計算環境中使用的其它單元。計算機程序可以但未必對應于文件系統中的文件。程序可存儲在容納其它程序或數據(例如，存儲在標記語言文檔中的一個或多個腳本)的文件的一部分中、在專用于所關注的程序的單個文件中、或在多個協調的文件(例如，存儲一個或多個模塊、子程序、或代碼的部分的文件)中。計算機程序可被部署為在一個計算機上或在位于一個位置或分布在多個位置且由通信網絡互連的多個計算機上執行。
[0063]在本說明書中描述的過程和邏輯流可由一個或多個可編程的處理器執行，所述處理器執行一個或多個計算機程序以通過在輸入數據上操作和生成輸出來執行動作。過程和邏輯流可由專用邏輯電路例如FPGA(現場可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)執行，并且裝置也可實現為專用邏輯電路例如FPGA (現場可編程門陣列)或ASIC (專用集成電路)。
[0064]適合執行計算機程序的處理器包括舉例來說通用和專用微處理器兩者、以及任何類型的數字計算機的任何一個或多個處理器。通常，處理器將從只讀存儲器或隨機存取存儲器或兩者接收指令和數據。計算機的必要元件是用于根據指令執行動作的處理器和用于存儲指令和數據的一個或多個存儲器裝置。通常，計算機還將包括用于存儲數據的一個或多個大規模存儲裝置，例如，磁盤、磁光盤或光盤，或操作性地聯接以從所述一個或多個大規模存儲裝置接收數據和/或將數據傳遞到所述一個或多個大規模存儲裝置。然而，計算機不一定具有此類裝置。此外，計算機可以內嵌在另一個裝置中，例如，移動電話、個人數字助理(PDA)、移動音頻或視頻播放器、游戲控制臺、全球定位系統(GPS)接收器、或便攜式存儲裝置(例如，通用串行總線(USB)閃速驅動器)，等等。適合存儲計算機程序指令和數據的裝置包括所有形式的非易失性存儲器、介質和存儲器裝置，包括舉例來說:半導體存儲器裝置，例如，EPROM、EEPR0M、和閃速存儲器裝置；磁盤，例如，內部硬盤或可移動磁盤；磁光盤；以及⑶-ROM和DVD-ROM盤。處理器和存儲器可由專用邏輯電路輔助或并入專用邏輯電路中。
[0065]為了提供與用戶的交互，本說明書中描述的主題的實施可在具有顯示裝置的計算機上實現，顯示裝置為例如CRT (陰極射線管)或LCD (液晶顯示器)顯示器，以用于將信息顯示給用戶和鍵盤和定點裝置，例如，鼠標或軌跡球，用戶可通過鍵盤和定點裝置提供輸入至計算機。其它種類的裝置也可用來提供與用戶的交互，例如，提供給用戶的反饋可以是任何形式感觀反饋，例如，視覺反饋、聽覺反饋或觸覺反饋；并且來自用戶的輸入可以任何形式接收，包括聲音、語音或觸覺輸入。此外，通過將文檔發送至由用戶使用的裝置和從該裝置接收文檔，例如，通過響應于從在用戶的客戶端裝置上的網頁瀏覽器接收的請求而將網頁發送至該網頁瀏覽器，計算機可與用戶交互。
[0066]在本說明書中描述的主題的實施可以在計算系統中實現，該系統包括后端組件(例如，作為數據服務器)，或者包括中間件組件(例如，應用服務器)，或者包括前端組件(例如，具有圖形用戶界面或網頁瀏覽器的客戶端計算機，用戶可通過其與在本說明書中描述的主題的實施交互)、或一個或多個此類后端、中間件或前端組件的任何組合。系統的組件可由任何形式或介質的數字數據通信互連，例如，通信網絡。通信網絡的示例包括局域網(“LAN”)和廣域網(“WAN”)、互聯網(如，因特網)、以及對等網絡(如，自組織對等網絡)。
[0067]計算機系統可包括客戶端和服務器?？蛻舳撕头掌魍ǔ１舜诉h離并且典型地通過通信網絡交互?？蛻舳撕头掌鞯年P系借助于在相應的計算機上運行且彼此具有客戶端-服務器關系的計算機程序發生。在一些實施中，服務器將數據(例如，HTML頁)傳輸至客戶端裝置(例如，為了將數據顯示給與該客戶端裝置交互的用戶和從用戶接收用戶輸入)。在客戶端裝置處生成的數據(例如，用戶交互的結果)可從在服務器處的客戶端裝置接收。
[0068]雖然本說明書包含許多具體實施細節，但這些細節不應理解為限制任何發明的范圍或可要求保護的內容的范圍，而應理解為對特定發明的特定實施特有的特征的描述。在本說明書的單獨的實施的上下文中描述的某些特征也可以在單個實施中組合實施。反之，在單個實施的上下文中描述的各種特征也可在多個實施中單獨地或以任何合適的子組合實施。此外，雖然在上面可將特征描述為在某些組合中起作用，并且甚至最初是這樣要求保護的，但來自所要求保護的組合中的一個或多個特征在某些情況下可從該組合中切除，并且所要求保護的組合可指向子組合或子組合的變型。
[0069]類似地，雖然在附圖中以特定的順序描繪了操作，但這不應理解為要求所述操作以所示的具體順序或以連續的順序來執行，或者要執行所有圖示的操作，以達到期望的結果。在某些情況下，多任務和并行處理可能是有利的。此外，在上述實施中各種系統組件的分離不應理解為在所有實施中都需要這種分離，并且應當理解，所描述的程序組件和系統通常可在單個軟件產品中集成在一起或包裝到多個軟件產品中。
[0070]因此，已描述了本主題的特定實施。其它實施在所附權利要求的范圍內。在一些情況下，在權利要求書中敘述的動作可以不同的次序執行，并且仍實現期望的結果。此外，在附圖中描繪的過程不一定需要所示特定次序或順序次序來實現期望的結果。在某些實施中，多任務和并行處理可能是有利的。
【權利要求】
1.一種裝置，包括: 入口，其被配置為接收流過管道的流體的一部分； 閥，其耦合至所述入口； 泵，其耦合至所述閥； 容器，其耦合至所述閥；以及 氣相色譜儀，其耦合至所述閥， 其中，所述裝置被配置為在所述容器中收集復合樣本，所述復合樣本包括所述流體的兩個或更多個離散樣本，在距至少一個其它離散樣本選定的間隔處收集所述離散樣本的每一個并且所述離散樣本的每一個具有選定的體積。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括控制器，所述控制器操作性地耦合至所述閥、所述泵、和所述氣相色譜儀并且被配置為控制在所述容器中收集所述流體的所述兩個或更多個離散樣本。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述控制器還被配置為在所述容器耦合至所述閥時將所述復合樣本從所述容器轉移到所述氣相色譜儀。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述控制器可操作用于控制所述離散樣本中的每一個的體積。
5.根據權利要求2至4中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述控制器可操作用于控制所述選定的時間間隔。
6.根據權利要求2至5中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述氣相色譜儀耦合至所述入口并且所述控制器還被配置為將流過所述管道的所述流體的非復合樣本提供至所述氣相色譜儀。
7.根據權利要求2至6中的任一項所述的裝置，其特征在于，還包括操作性地耦合至所述控制器的計算機。
8.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置通過所述閥將所述復合樣本從所述容器轉移到所述氣相色譜儀。
9.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述離散樣本中的每一個的體積是用戶可選擇的。
10.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述選定的間隔基于經過時間。
11.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述泵為注射器泵。
12.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述容器可拆卸地耦合至所述閥。
13.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述氣相色譜儀耦合至所述入口并且所述裝置將流過所述管道的所述流體的非復合樣本提供至所述氣相色譜儀。
14.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，還包括用于接收來自附加源的附加流體的附加入口，其中，所述氣相色譜儀耦合至所述附加入口并且接收所述附加流體的樣本。
15.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置評價所述復合樣本、所述非復合樣本、和/或所述附加流體的樣本的組成。
16.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括電池并且在沒有外部電源的情況下能夠連續地操作達至少48小時。
17.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，還包括位于所述入口和所述閥之間的壓力調節器和/或汽化器。
18.根據前述權利要求中的任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置為自給的和便攜的。
19.一種方法,包括: 在耦合至流體正流過的管道的容器中收集來自所述管道的流體的第一離散樣本，所述第一離散樣本具有第一選定的體積；以及 在所述容器中并且在距所述第一樣本第一間隔處收集來自所述管道的所述流體的第二離散樣本，所述第二離散樣本具有第二選定的體積，從而在所述容器耦合至管道時在所述容器中形成復合樣本，所述復合樣本包括所述第一離散樣本和所述第二離散樣本。
20.根據權利要求19所述的方法，還包括評價所述復合樣本的組成。
【文檔編號】G01N1/00GK104321647SQ201380012536
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年1月25日 優先權日:2012年1月27日
【發明者】W·A·克里爾, S·拉泰里 申請人:Sgs北美股份有限公司
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