流体的复合采样的制作方法
【专利摘要】流过管道的流体的复合采样包括：在耦合至流体正流过的管道的容器中收集来自管道的流体的第一离散样本，该第一离散样本具有第一选定的体积；以及在容器中并且在距第一样本第一间隔处收集来自管道的流体的第二离散样本，该第二离散样本具有第二选定的体积，藉此在容器耦合至管道时在容器中形成复合样本。该复合样本包括第一离散样本和第二离散样本，并且可包括一个或多个附加离散样本。一种用于收集复合样本的装置，包括气相色谱仪，并且该装置被设置成使得在不从该装置移除复合样本或传输复合样本的情况下将复合样本提供至该气相色谱仪。
【专利说明】流体的复合采样
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2012年I月27日的标题为“Composite Sampling ofFluids (流体的复合采样)”的美国专利申请序列号N0.61/591，809的优先权，该申请以引用方式全文并入本文中。
【技术领域】
[0003]本公开涉及流体的复合样本的形成和分析。
【背景技术】
[0004]在通过管道传递的各种流体上进行分析以评估该流体的各种特征，包括组成、杂质水平等。一个示例包括对于液化天然气(LNG)的组成分析以确定其商业价值。许多天然气储层被发现于遥远的位置或海上的位置，并且经由LNG船将天然气运输到世界各地的市场区域。在允许容积比为标准温度和压力条件下产品的600倍的条件下运输天然气。这通过-162°C的贮存条件来实现。这种类型的大型船舶运载20至30亿立方英尺的天然气。在LNG上进行的组成分析获得包括下列的计算值:气体压缩率、比重、英热单位(BTU)值、每千立方英尺的液体加仑数(GPM)、沃泊(Wobbe)指数、甲烧数(methane number)、和露点。虽然容器和终端设施具有进行LNG的这种组成分析的测试能力，但这种分析通常是有限的，并且为了简单起见，可将全部货物错误地假设为在组成上非常均匀。
【发明内容】
[0005]在一个方面，一种装置包括:入口，其被配置为接收流过管道的流体的一部分；阀，耦合至该入口 ；泵，耦合至该阀；容器，其耦合至该阀；以及气相色谱仪，其耦合至该阀。该装置被配置为在容器中收集复合样本，该复合样本包括流体的两个或更多个离散样本，在距至少一个其它离散样本选定间隔处来收集离散样本中的每一个且离散样本中的每一个具有选定的体积。
[0006]实现可包括下列一个或多个特征。例如，在一些情况下，该装置通过阀门将复合样本从容器转移至气相色谱仪。离散样本中的每一个的体积是用户可选择的。在某些情况下，离散样本中的每一个的体积被选择为相同的。选定的间隔可基于经过时间，并可对应于泵的采样速率。泵的采样速率可以是用户可选择的。在一些示例中，泵为注射器泵。注射器泵可以是可编程的。
[0007]容器可拆卸地耦合至阀。例如，容器可利用快速连接配件耦合至阀，使得复合样本在收集和/或由气相色谱仪分析之后可被留存和/或运输到装置外(例如，以用于附加分析)。气相色谱仪也耦合至入口，并且该装置将流过管道的流体的非复合样本递送到气相色谱仪。因此，可以在对于复合样本的离散样本的收集之前、期间、或之后来分析局部样本(spot sample)。该装置可包括附加入口以用于接收来自附加源的附加流体，其中，气相色谱仪耦合至附加入口并且接收附加流体的样本。附加流体可以是例如从运载液化天然气的船舶到终端设施的若干输送管线中的一个。该装置可评估复合样本、非复合样本、和/或附加流体的样本的组成。
[0008]该装置在容器中自动地收集流体的两个或更多个离散样本。该装置还可包括用户界面和控制器，该控制器操作性地耦合至阀、泵、和气相色谱仪并且被配置为控制容器中流体的两个或更多个离散样本的收集。在一些情况下，该装置耦合至计算机，以允许该装置的远程致动或编程和/或附加的数据处理。
[0009]该装置为便携式并且可以是自给的。在一个示例中，该装置可在没有外部电源的情况下连续操作达至少6-8小时。在一些情况下，外部线路功率经由电源线被供应至该装置。便携式装置允许在远程位置处快速采样和分析多种流体(液体、低温液体、气体)。
[0010]在另一方面，收集流体的复合样本包括:在耦合至流体正流过的管道的容器中收集来自管道的流体的第一离散样本，该第一离散样本具有第一选定的体积；且在该容器中并且在距第一样本第一间隔处收集来自管道的流体的第二离散样本，该第二离散样本具有第二选定的体积，藉此在容器耦合至管道的同时在容器中形成复合样本，该复合样本包括第一离散样本和第二离散样本。因此，复合样本被自动地收集在耦合至管道的一个容器中(例如，容器可以是耦合至管道的装置的一部分)，而不需要分别地收集样本和将这些样本从第一器皿转移到第二器皿。
[0011]实现包括下列一个或多个特征。第一间隔可基于经过时间。例如，可以以预选的采样速率来采样流过管道的流体。在一些情况下，收集复合样本并运输到第二位置以用于分析。在某些情况下，在不运输样本和/或不使容器与将离散样本提供至容器的装置去耦合的情况下，来评估复合样本的组成。例如，可在容器耦合至管道的同时，在容器耦合至耦合至管道的装置的同时，或在容器耦合至在复合样本收集期间耦合至管道的装置的一部分(例如，阀)的同时,来评估复合样本的组成。评估复合样本的组合可包括将复合样本提供至气相色谱仪，该气相色谱仪耦合至管道或在复合样本收集期间耦合至容器。当流体为液体(例如，诸如低温液化天然气之类的低温液体)时，在将样本引入到气相色谱仪之前，或在容器中收集离散样本之前，该流体被汽化。
[0012]在一些情况下，在距第一离散样本一个或多个附加间隔处，在该容器中收集来自管道的流体的一个或多个附加离散样本，藉此在评估复合样本的组成之前将流体的一个或多个附加离散样本添加到容器中的复合样本中。在某些情况下，将流过管道的流体的样本提供至耦合至管道(或容器)的气相色谱仪。该特征允许在复合样本的收集期间就评估流体的局部样本。如果流体为液体，则在局部样本被评估之前流体被汽化。
[0013]在另一方面，一种装置包括:入口，其被配置为接收流过管道的流体的一部分；阀，其耦合至该入口 ；泵，其耦合至该阀；容器，其耦合至该阀；气相色谱仪，其耦合至该阀；以及控制器，其操作性地耦合至该阀、该泵、和该气相色谱仪。控制器配置为将流过管道的流体的两个或更多个离散样本提供至该容器，其中在距至少一个其它离散样本达选定时间间隔处收集离散样本的每一个，藉此在容器中形成复合样本。
[0014]实现可包括下列一个或多个特征。例如，控制器还可被配置为在容器耦合至阀的同时将复合样本从容器转移至气相色谱仪。控制器可操作地控制离散样本中的每一个的体积、选定的时间间隔、或两者。
[0015]该装置还可包括位于入口和阀之间的压力调节器、汽化器或、两者。在一些情况下，气相色谱仪耦合至入口并且处理器还被配置为将流过管道的流体的非复合样本提供至气相色谱仪。该装置还可包括附加入口，用于接收来自附加管道的附加流体。气相色谱仪耦合至该附加入口并接收来自附加管道的附加流体的样本。
[0016]该装置可操作地评估复合样本、非复合样本、和附加流体的样本的组成。该装置为自给的和便携式，并且还可包括操作性地耦合至控制器的计算机。
[0017]如本文所述，复合采样允许对流过管道的流体的复合样本的自动、实时收集，从而可以评估流体的复合性质。如所述的复合样本的收集允许对大量流体流的复合性质的高效、准确评估，以及根据需要留存复合样本以用于日后分析。在流体流过管道时，局部样本的实时分析提供附加信息。
[0018]这些一般的和具体的方面可使用装置、系统或方法、或装置、系统或方法的任何组合来实现。一个或多个实施例的细节在附图中和下文的描述中阐述。其它特征、目的和优点将从描述和附图以及权利要求显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]考虑到对结合附图的各种实施例的以下详细说明，本文的概念可被更全面地理解，在附图中:
[0020]图1描绘了用于收集和分析流过管道的流体的样本的装置；
[0021]图2描绘了图1所示装置的载气流动路径；
[0022]图3描绘了设计为实现图1所示装置的正压外壳(enclosure)的组件；
[0023]图4和5描绘了图1所示装置的示例的外部视图；
[0024]图6和7描绘了图4所示装置的内部视图；
[0025]图8描绘了在分析仪的实施例中的载气流动路径的示例；以及
[0026]图9描绘了具有图8所示载气流动路径的分析仪的接线图的示例。
【具体实施方式】
[0027]图1中示意性地示出的分析仪100可用来根据本领域已知的标准(诸如，ASTMD1945、GPA 2261、D2163和ISO 8943)来收集和分析流过管道的流体的局部样本和复合样本。分析仪100可用来评估诸如组成(例如，Cl至C5烃类、C6+烃类)、BTU值、比重、和沃泊指数之类的性质、以及诸如CO2和N2的杂质的存在。流体可以是例如液化天然气(LNG)、天然气、液化石油气(LPG)、化学气体(例如，烃类气体、特种气体、和填埋气体)、页岩气、燃气涡轮机燃料气体、试井气体、压缩气体液体(CGL)等。
[0028]分析仪100可用于流体的商业价值的现场、实时确定(例如，LNG的船舶/海岸价值或老化的评估或确认)、管路质量、和(例如，天然气的)气体共混的评估、以及检测流体中的杂质或�：π圆牧�。分析仪可在为了分析而将样本递送到的固定位置使用，或作为自给单元在远程位置使用以进行现场分析，藉此减少对运输样本以分析的需求。对于现场分析来说，分析仪100可手提到现场并且由操作者耦合至管道(例如，输送管线、管路、运输设施)。分析仪100由电池组供电并可在现场连续操作达6-8小时或经由电源线接收外部线路功率，在期望的时间长度上自动地收集复合样本，并且还可以预选择的时间间隔来分析直接来自一个或多个管道或流体源的样本。
[0029]如图1所示，分析仪100可以是包含在耐候外壳102中的便携式自给单元。入口104可耦合至待分析流体所流过的管道106。在一些情况下，分析仪100包括一个或多个附加入口 108，其可耦合至一个或多个附加离散流体源110。每个流体源110可独立地是例如产品管道或加压样本瓶(sample cylinder)。管道106 (和流体源110,如果适用的话)可以是流体输送管线或管路。流过管道106(和流体源110，如果适用的话)的流体可来自共同来源(例如，诸如油箱(tanker)之类的容器)或来自分离的离散来源。在一些示例中，流过管道106(和110，如果适用的话)的流体是液体或低温液体(例如，LNG) 0在其它示例中，流过管道106(和110，如果适用的话)的流体是气体(例如，页岩气)。
[0030]来自入口 104的流体流至压力调节器112。在一些情况下，来自管道106的流体在高达3000psig的压力下被提供至压力调节器112,并且流体在15psig或更小的压力下离开压力调节器112。在某些情况下，例如，当管道106中的流体为低温液体时，调节器112可被加热，从而起到汽化器的作用。来自管道106的流体，从压力调节器112流至气相色谱仪114。合适的气相色谱仪通常包括导热率检测器CTCD)和色谱柱组(column set)，该色谱柱组提供为给定的流体类型所评估的参数的分离。
[0031]气相色谱仪114被配置为静态采样配置或连续流配置。在静态采样配置中，样本气体在分析开始之前没有连续流过气相色谱仪114。而是，一定量的样本气体(例如，大约50-100cc)在分析之前流过气相色谱仪114。在连续流配置中，样本气体以恒定的速率流过(例如，旁通)气相色谱仪114，并且以选定的采样间隔被引导至色谱柱(column)。因此，连续流配置允许在分析样本之前彻底吹扫(purge)气体管线。当流体为诸如LNG的低温产品时，可优选的是以连续流配置来操作气相色谱仪114，以便维持通过调节器112的低温产品的合适流动(和因此合适的气化)。来自气相色谱仪114的废物通过出口 116离开分析仪100。
[0032]为了收集和分析由结合两个或更多个局部样本(或非复合样本)而形成的复合样本，来自调节器112的流体流至阀118。在一个示例中，阀118为四通阀。泵120和容器122耦合至阀118。在一些情况下，容器122可拆卸地耦合至阀118(例如，利用快速连接配件)。泵120为容积泵，例如，诸如具有可编程的抽出/注入体积和收集速率的自动化的采样注射器。泵120能够压缩采样的流体(S卩，气体)，并可用来抽空分析仪100的部分(例如，输送管线)。泵120的合适示例包括可得自Harvard Apparatus (HoiIiston, MA)的各种可编程的注射器泵。在一个示例中，容器122是可得自Entech Instruments (Simi Valle, CA)的MiniCans? MC450SQT。在一些情况下，容器122位于外壳102内。然而，在其它情况下，如图1所示，容器122位于外壳102外，藉此帮助容器122从分析仪100 (例如，从阀118)去耦合。
[0033]在分析仪100的操作期间，泵120将来自管道106的流体的离散样本提供至容器122，从而在容器122中形成复合样本。如本文所用，在容器122中收集的“复合样本”通常包括来自管道106的流体的两个或更多个离散样本，每个离散样本具有已知的体积，并且在距至少一个其它离散样本选定的非零间隔处从管道106获取每一个离散样本。离散样本的体积可以是相同或不同的，并且第一对离散样本之间的间隔可被选择成与在第二对离散样本之间的间隔相同或不同。两个离散样本之间的间隔可基于在样本之间的经过时间(例如，采样速率)、或基于通过管道106的流体流的体积。离散样本的体积通常在5cc至10cc的范围内，或者说是适合于选定的应用。采样速率或离散样本之间的间隔也可被选择。在一个示例中，以I小时的间隔收集50cc的样本体积。
[0034]为了收集复合样本，操作阀118和泵120以使得选定体积的流体被吸入泵120中，然后转移到容器122。该过程以选定的间隔重复，使得流体的附加样本被转移到容器122，藉此形成复合样本。容器122中的两个离散样本的收集之间(或期间)，可由气相色谱仪114分析来自管道106的非复合或局部样本。
[0035]复合样本可包括在一段时间内以选定的米样速率收集的多个局部(非复合)样本。因此，对于从油箱转移到终端设施的诸如LNG的流体来说，可以在转移过程的时长内收集复合样本。在一些情况下，采样速率被选择为以从容器的选定的排放百分比(例如，排放25%、排放50%和排放75% )来形成复合样本。在复合样本的收集完成之后,通过阀118和采样端口 104’，将复合样本提供至气相色谱仪114，以允许在不使容器122与分析仪100去耦合的情况下分析复合样本。即，当容器122处于耦合至阀118的状态时，由分析仪100实时收集(当流体流过管道106时，组合局部或非复合样本来逐渐形成复合样本)并分析复合样本，而不使容器122与分析仪100分离。在一些情况下，在分析仪100耦合至管道106时，复合样本通过阀118从容器122转移到气相色谱仪114。
[0036]在一些情况下，可期望从分析仪100移除容器122以用于样本留存和/或进行附加非现场分析。附加分析可包括例如硫化合物、离子物类的检测、和/或选择未被气相色谱仪114上的色谱柱组所标识的烃物类。
[0037]一个或多个入口 108可分别耦合至一个或多个流体源110，以用于以针对来自管道106的流体的局部分析所描述的类似的方式对来自流体源的样本进行局部分析(spotanalysis)。流体源110包括例如流体所流过的管道、包含流体的瓶等。在某些情况下,一个或多个入口 108可包括快速连接配件以允许到管道或瓶的便利耦合，以用于管道或瓶中的流体的局部分析。来自流体源110的流体流过压力调节器112 (也可用作汽化器)至气相色谱仪114的采样端口 108’以用于分析。与来自管道106的样本一样，气相色谱仪114可被编程以便以预选的间隔分析来自流体源110的样本。
[0038]分析仪100包括操作性地耦合至一个或多个控制器(多个)126的用户界面124。(多个)控制器126具有一种或多种处理器126’和存储器单元126"。(多个)存储器单元126〃存储指令以控制色谱仪114、阀118、和泵120，并且(多个)控制器126与色谱仪114、阀118和泵120配合，使得分析仪自动操作以收集和分析样本。可由用户预选或输入参数(例如，气相色谱仪114的待分析的样本流和分析模式(例如，静态或连续的流操作)、将被收集在容器122中的离散样本的采样速率和样本体积、以及在复合样本被提供至气相色谱仪之前待收集的样本的数量)。在一些情况下，(多个)处理器126操作性地耦合至计算机128,从而远程控制分析仪100。
[0039]分析仪100可包括一个或多个电池130以用于进行自给远程操作达一段时间(例如,6-8小时)。分析仪100还可包括一个或多个备用电池以用于延长的操作。在一些情况下，分析仪100经由电源线由线电压供电。
[0040]氦气可用作气相色谱仪114的载气。氦气允许气相色谱仪114中的导热率检测器(TCD)以及用于实现组分分离的装置的操作。图2是描绘分析仪100的载气组件的示意图。如图2所描绘的，分析仪100包括两个氦气贮存器200。氦气贮存器200可具有例如在标准温度和压力下为224升的氦气总容量。该体积的氦气可产生分析仪100的多达6天的连续运行时间。氦气贮存器200可通过入口 202填充。回流阀204被定位在管线内，藉此抑制氦气从贮存器200到入口 202的流动，并且允许贮存器200直接被氦气填充。一旦压力稳定(例如，在1200psig的最大填充压力下)，氦气源就可与入口 202断开。
[0041]氦气贮存器200利用快速连接配件安装在分析仪100中。贮存器为可互换的，并可彼此独立地断开，藉此提供附加氦气而不中断分析仪100的操作。耗尽的贮存器200可替换成新的或再填充的贮存器。
[0042]在操作期间，来自氦气贮存器200的氦气流经计量器206并且通过样本入口 208进入气相色谱仪114。氦气通过色谱柱通气孔210和计量器口通气孔212离开气相色谱仪114，并且样本气体通过样本通气孔214离开气相色谱仪。
[0043]分析仪100设计为具有用于在归类为等级1、分区2环境的环境中操作的正压外壳。图3描绘了分析仪100中的吹扫系统的组件，包括转子流量计300和压力计302。惰性气体(例如，氮气或空气)从耦合至入口 304的源向分析仪100的流动由转子流量计300控制，并且压力计302监测外壳102中的气体压力。转子流量计300上的控制阀被操作以实现足以满足正压要求的惰性气体通过外壳102的流动。气体通过耦合至压力计302的惰性气体吹扫口 306排放。
[0044]图4和5描绘了分析仪400 (结合图1_3描述的分析仪100的示例)的外视图。如图4所示，分析仪400包括外壳402，其具有约50cm X 50cm X 32cm的尺寸。柄部404有利于分析仪400的便携性。触摸屏PC 406对应于图1中描绘的用户界面124。触摸屏PC 406还可包括图1中描绘的一个或多个控制器、处理器、和/或存储器单元。转子流量计408和压力计410对应于图3中所示的转子流量计300和压力计302。图5示出分析仪400的另一个外部视图，其包括触摸屏PC 406和与图4中所示柄部404相对的第二柄部404’。电端口 500包括120 VAC电连接器502，通过该电连接器502，例如分析仪400可被供电，或者图1中所描绘的电池130中的一个或多个可被充电。隔板面板502包括入口(例如，对应于图1中所示入口 104和108、图2中所示入口 202、图3中所示入口 304、以及图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，对应于图1中所示出口 116、图2中所示出口 214、图3中所示出口 306、以及图8中所示出口 COMP-SI 和 VACUUM 的出口)。
[0045]图6和7描绘了分析仪400的内部视图。柄部404、转子流量计408、和压力计410在外壳402内部可见。在外壳402的门602中的电池600对应于图1中的电池130。电池600可以是例如14.8VDC的锂离子电池。分析仪400也包括电源604和DC/DC转换器606以及数字采集单元608、模拟输入�？�610、和继电器�？�612。电源604可以是例如120VAC至19VDC电源，并且DC/DC转换器606可以是例如12V至24VDC/DC转换器。气相色谱仪614对应于图1中所示气相色谱仪114。可编程泵616和不锈钢注射器618 —起对应于图1中所示泵120和图8中所示注射器/泵组件813。双向电磁阀620对应于图8中所示双向电磁阀 804^8040^ 804^ 压力换能器 622 (例如，0-100PSIG)和 624 (例如，14.5-0PSIG)被定位成靠近调节器626，该调节器626对应于图1中所示调节器112。调节器626可以是例如单级调节器(例如，0-500PSIG)。图7示出分析仪400的内部视图，其具有耦合至气相色谱仪614的氦气贮存器700。氦气贮存器700对应于图2中所示氦气贮存器200中的一个。
[0046]图8是示出分析仪800中的气体流的示例的示意图，分析仪800具有针型阀801、三通配件802、四通配件803、双向电磁阀804、压力传感器805、真空传感器806、注射器/泵组件808、载气贮存器809、吹扫系统810、流量计811、压力调节器812、气相色谱仪813、止回阀814、采样蓄积器(混合罐)815、以及计量阀816。入口 GCl-Sl可耦合至待分析流体所流过的产品管道。在一些情况下，分析仪800包括一个或多个附加入口(GC2-S2、GC3-S3和CALGAS)，这些入口可耦合至一个或多个附加的离散流体源。每个流体源可独立地为产品管道或加压的样本瓶。产品管道可以是流体输送管线或管路。流过通往歧管的产品管道的流体可来自公共源(例如，油箱)或来自单独的离散源。在一些示例中，流过产品管道的流体是液体或低温液体(例如，LNG) 0在其它示例中，流过产品管道的流体是气体(例如，页岩气)O
[0047]来自入口 GCl-S I的流体流至混合罐815。在一些情况下，来自产品管道的流体将以高达450psig的压力进入GC1-S1、GC2-S2或GC3-S3，并且小孔配管和线内硬件将有效压力降低至15psig或更小。当产品管道通过GCl-S I被采样并且进入混合罐815时，样本接着从混合罐815流过四通配件803。流体从四通配件803i穿过双向电磁阀SCM1，然后穿过止回阀814。流体接着穿过第二四通配件8032，穿过第二双向电磁阀8042，然后穿过三通配件8022。从该点，流体进入气相色谱仪813。合适的气相色谱仪通常包括导热率检测器(TCD)和色谱柱组，该色谱柱组提供为给定的流体类型而评估的参数的分离。
[0048]气相色谱仪813被配置为静态采样配置或连续流配置。在静态采样配置中，样本气体在分析开始之前没有连续流过气相色谱仪813。而是，一定量的样本气体(例如，大约50-100cc)在分析之前流过气相色谱仪813。在连续流配置中，样本气体以恒定的速率流过(例如，旁通)气相色谱仪813，并且以选定的采样间隔被导向至色谱柱。因此，连续流配置允许在分析样本之前彻底吹扫气体管线。当流体是诸如LNG的低温产品时，可能优选的是在连续流配置中操作气相色谱仪813，以便维持通过系统配管、配件和其它系统硬件的低温产品的合适流动进行合适的汽化。来自气相色谱仪813的废物通过出口 COMP-Sl离开分析仪 800。
[0049]为了收集和分析由结合两个或更多个局部样本(或非复合样本)而形成的复合样本，流体流过混合罐815,流过四通配件8031;流过双向电磁阀8042，流过止回阀814,流过四通配件8032，并且进入注射器/泵组件808中，注射器/泵组件808是具有可编程的抽出注入体积和收集速率的自动化的采样注射器。样本等分试样(aliquot)接着由注射器/泵组件808推动通过四通配件8032，通过双向电磁阀8043，通过四通配件8033，然后推出到标有vacuum(真空)的歧管位置。注射器/泵组件808能够压缩采样的流体(即，气体)并且抽空某些管线和器皿(例如，在本篇中描述的复合样本收集器皿)。可工作的注射器/泵组件的合适示例包括可得自Harvard Apparatus (Holliston, MA)的各种自动注射器/泵系统。收集罐使用快速连接类型的连接件附接到歧管。在一个示例中，罐是可得自EntechInstruments (Simi Valle, CA)的 MiniCans? MC450SQT。在一些情况下，复合样本器皿可位于分析仪外壳的内部。然而，在其它情况下，复合样本的器皿位于分析仪外壳的外部，从而有利于复合样本器皿从分析仪的去耦合。
[0050]在分析仪的操作期间，注射器/泵组件808将流体的离散样本从产品管道提供至复合样本罐，藉此在复合样本罐中形成复合样本。如本文所用，在复合样本罐中收集的“复合样本”通常包括来自产品管道的流体的两个或更多个离散样本，每个离散样本具有已知的体积，并且在距至少一个其它离散样本选定的非零间隔处从产品管道获取每个离散样本。离散样本的体积可以是相同或不同的，并且在第一对离散样本之间的间隔可被选择成与在第二对离散样本之间的间隔相同或不同。在两个离散样本之间的间隔可基于在样本之间的经过时间(例如，采样速率)或基于通过产品管道的流体流的体积。离散样本的体积通常在5cc至10cc的范围内，或者说适合于选定的应用。采样速率或离散样本之间的间隔也可被选择。在一个示例中，以I小时的间隔收集50cc的样本体积。
[0051]为了收集复合样本，注射器/泵组件808被操作使得选定体积的流体被抽入注射器中，然后转移到复合样本罐。以选定的间隔重复该过程，使得流体的附加样本被转移到复合样本罐，藉此形成复合样本。在复合样本罐中收集两个离散样本之间(或期间)，来自客户的产品管道的非复合或局部样本可由气相色谱仪813分析。
[0052]复合样本可包括在一段时间长度内以选定的米样速率收集的多个局部(非复合)样本。因此，对于从油箱转移到终端设施的诸如LNG的流体来说，复合样本可以在转移过程的持续时间内收集。在一些情况下，采样速率被选择以从容器的选定的排放百分比(例如，排放25%、排放50%和排放75% )来形成复合样本。在复合样本的收集完成之后,通过四通配件8033、双向电磁阀8043、四通配件8032将复合样本提供至气相色谱仪813，并且进入注射器/泵组件808中。样本接着通过止回阀814、通过双向电磁阀8042、通过三通配件8022从注射器/泵组件808排入四通配件8032中，并且进入气相色谱仪813中。在复合样本罐耦合至阀和本文所述管件配置的同时，由分析仪800实时收集(当流体流过产品管道时，局部或非复合样本递增地结合以形成复合样本)复合样本并分析，而不使复合样本罐与分析仪分离。在一些情况下，在分析仪通过GCl-Sl耦合至产品管道的同时，复合样本通过GC2-S2或GC3-S3从复合样本罐转移到气相色谱仪813。
[0053]在一些情况下，可能期望从分析仪移除复合样本罐以用于样本留存和/或用于附加非现场分析。附加分析可包括例如硫化合物、离子物类的检测、和/或选择未被气相色谱仪813上的色谱柱组标识的烃物类。
[0054]一个或多个入口 GCl-Sl、GC2-S2、GC3-S3和CALGAS可分别耦合至一个或多个流体源，以用于以针对来自产品管道的流体的局部分析所描述的类似的方式对来自流体源的样本进行局部分析。流体源包括例如流体所流过的管道、包含流体的瓶等。在某些情况下，一个或多个入口可包括快速连接配件以允许到管道或瓶的便利耦合，以用于管道或瓶中的流体的局部分析。与来自本文所述产品管道的样本一样，气相色谱仪813可被编程以便以预选的间隔分析来自其它流体源的气体样本。分析仪可被配置为具有附加的混合罐以处理多个液体样本。
[0055]氦气可用作气相色谱仪813的载气。氦气允许气相色谱仪813中的导热率检测器(TCD)以及用于实现组分分离的装置的操作。如图8中所描绘的，分析仪800包括一个或多个载气(例如，氦气)贮存器809。氦气通常被用作载气。载气贮存器809可具有例如在标准温度和压力下809升的氦气总容量。该体积的氦气可产生分析仪的多达6天的连续运行时间。载气贮存器809可通过入口 CARRIER(载气)填充。一旦压力稳定(例如，在1200psig的最大填充压力下)，载气源就可从入口 CARRIER断开。载气贮存器809利用快速连接配件安装在分析仪800中。耗尽的载气贮存器809可替换成新的或再填充的贮存器。
[0056]在操作期间，来自载气贮存器809的载气流过压力调节器812并且通过入口 CAR进入气相色谱仪813。载气通过结合图2描述的通气孔离开气相色谱仪813。
[0057]图9是分析仪800中的电接线的示例的示意图，其具有120VAC插头901、逆变器902、端子块903、继电器904和905、模拟输入�？�906、双向电磁阀804、压力传感器805、真空传感器806、端子块910、数据采集�？�911、注射器/泵组件808、计算机913、气相色谱仪813、紧急停止装置915、吹扫系统810、热电偶917、和加热板918。用户界面操作性地耦合至计算机913。计算机913具有一个或多个处理器和存储器单元。(多个)存储器单元存储指令以控制气相色谱仪813、双向电磁阀804^804和8043、以及注射器/泵组件808。计算机913与气相色谱仪813和注射器/泵组件808配合，使得分析仪自动地操作以收集和分析样本。可由用户预选或输入参数(例如，气相色谱仪813的待分析的样本流和分析模式(例如，静态或连续的流操作)、将收集在复合样本罐中的离散样本的采样速率和样本体积以及在复合样本被提供至气相色谱仪之前待收集的样本的数量)。
[0058]分析仪800可包括一个或多个电池以用于一段时间(例如，6-8小时)的自给远程操作。在一些情况下，分析仪800具有一个或多个备用电池以用于延长的操作。在某些情况下，分析仪800通过插头901由线电压供电。
[0059]本说明书中描述的主题的实施和操作可实施于数字电子电路中、或计算机软件、固件或硬件中，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物、或它们中的一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实施可实施为一个或多个计算机程序，即，计算机程序指令的一个或多个�？椋浔槐嗦朐诩扑慊娲⒔橹噬希杂糜谟墒荽碜爸弥葱谢蚩刂剖荽碜爸玫牟僮�。备选地或此外，程序指令可被编码在人工生成的传播信号，例如，机器生成的电气、光学或电磁信号，其被生成以编码用于传输到合适的接收器装置以由数据处理装置执行的信息。计算机存储介质可以是计算机可读存储装置、计算机可读存储基底、随机或串行存取存储阵列或装置、或它们中的一个或多个的组合或包括在计算机可读存储装置、计算机可读存储基底、随机或串行存取存储阵列或装置、或它们中的一个或多个的组合中。此外，虽然计算机存储介质不是传播的信号，但计算机存储介质可以是编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的来源或目的地。计算机存储介质也可以是一个或多个单独的物理组件或介质(例如，多个CD、磁盘、或其它存储装置)或包括在一个或多个单独的物理组件或介质中。
[0060]在本说明书中描述的操作可以实现为由数据处理装置对存储在一个或多个计算机可读存储装置上存储的或从其它来源接收的数据执行的操作。
[0061]术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有种类的装置、装置和机器，包括举例来说一个或多个可编程处理器、计算机、系统芯片、或它们的组合。该装置可包括专用逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件之外，装置还可包括为所关注的计算机程序创造执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行环境、虚拟机、或它们中的一个或多个的组合的代码。装置和执行环境可实现各种不同的计算模型基础结构，例如，Web服务、分布式计算和网格计算基础结构。
[0062]计算机程序(也称为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以任何形式的编程语言编写，包括汇编语言或解释语言、声明性语言或过程式语言，并且它可以部署成任何形式，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程、对象、或适合在计算环境中使用的其它单元。计算机程序可以但未必对应于文件系统中的文件。程序可存储在容纳其它程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、在专用于所关注的程序的单个文件中、或在多个协调的文件(例如，存储一个或多个�？椤⒆映绦�、或代码的部分的文件)中。计算机程序可被部署为在一个计算机上或在位于一个位置或分布在多个位置且由通信网络互连的多个计算机上执行。
[0063]在本说明书中描述的过程和逻辑流可由一个或多个可编程的处理器执行，所述处理器执行一个或多个计算机程序以通过在输入数据上操作和生成输出来执行动作。过程和逻辑流可由专用逻辑电路例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)执行，并且装置也可实现为专用逻辑电路例如FPGA (现场可编程门阵列)或ASIC (专用集成电路)。
[0064]适合执行计算机程序的处理器包括举例来说通用和专用微处理器两者、以及任何类型的数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的必要元件是用于根据指令执行动作的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大规模存储装置，例如，磁盘、磁光盘或光盘，或操作性地联接以从所述一个或多个大规模存储装置接收数据和/或将数据传递到所述一个或多个大规模存储装置。然而，计算机不一定具有此类装置。此外，计算机可以内嵌在另一个装置中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏控制台、全球定位系统(GPS)接收器、或便携式存储装置(例如，通用串行总线(USB)闪速驱动器)，等等。适合存储计算机程序指令和数据的装置包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置，包括举例来说:半导体存储器装置，例如，EPROM、EEPR0M、和闪速存储器装置；磁盘，例如，内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及⑶-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路辅助或并入专用逻辑电路中。
[0065]为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施可在具有显示装置的计算机上实现，显示装置为例如CRT (阴极射线管)或LCD (液晶显示器)显示器，以用于将信息显示给用户和键盘和定点装置，例如，鼠标或轨迹球，用户可通过键盘和定点装置提供输入至计算机。其它种类的装置也可用来提供与用户的交互，例如，提供给用户的反馈可以是任何形式感观反�。纾泳醴蠢�、听觉反馈或触觉反�。徊⑶依醋杂没У氖淙肟梢匀魏涡问浇邮眨ㄉ�、语音或触觉输入。此外，通过将文档发送至由用户使用的装置和从该装置接收文档，例如，通过响应于从在用户的客户端装置上的网页浏览器接收的请求而将网页发送至该网页浏览器，计算机可与用户交互。
[0066]在本说明书中描述的主题的实施可以在计算系统中实现，该系统包括后端组件(例如，作为数据服务器)，或者包括中间件组件(例如，应用服务器)，或者包括前端组件(例如，具有图形用户界面或网页浏览器的客户端计算机，用户可通过其与在本说明书中描述的主题的实施交互)、或一个或多个此类后端、中间件或前端组件的任何组合。系统的组件可由任何形式或介质的数字数据通信互连，例如，通信网络。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、互联网(如，因特网)、以及对等网络(如，自组织对等网络)。
[0067]计算机系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且典型地通过通信网络交互。客户端和服务器的关系借助于在相应的计算机上运行且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序发生。在一些实施中，服务器将数据(例如，HTML页)传输至客户端装置(例如，为了将数据显示给与该客户端装置交互的用户和从用户接收用户输入)。在客户端装置处生成的数据(例如，用户交互的结果)可从在服务器处的客户端装置接收。
[0068]虽然本说明书包含许多具体实施细节，但这些细节不应理解为限制任何发明的范围或可要求保护的内容的范围，而应理解为对特定发明的特定实施特有的特征的描述。在本说明书的单独的实施的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施中组合实施。反之，在单个实施的上下文中描述的各种特征也可在多个实施中单独地或以任何合适的子组合实施。此外，虽然在上面可将特征描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初是这样要求保护的，但来自所要求保护的组合中的一个或多个特征在某些情况下可从该组合中切除，并且所要求保护的组合可指向子组合或子组合的变型。
[0069]类似地，虽然在附图中以特定的顺序描绘了操作，但这不应理解为要求所述操作以所示的具体顺序或以连续的顺序来执行，或者要执行所有图示的操作，以达到期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，在上述实施中各种系统组件的分离不应理解为在所有实施中都需要这种分离，并且应当理解，所描述的程序组件和系统通�？稍诘ジ鋈砑分屑稍谝黄鸹虬暗蕉喔鋈砑分小�
[0070]因此，已描述了本主题的特定实施。其它实施在所附权利要求的范围内。在一些情况下，在权利要求书中叙述的动作可以不同的次序执行，并且仍实现期望的结果。此外，在附图中描绘的过程不一定需要所示特定次序或顺序次序来实现期望的结果。在某些实施中，多任务和并行处理可能是有利的。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 入口，其被配置为接收流过管道的流体的一部分； 阀，其耦合至所述入口； 泵，其耦合至所述阀； 容器，其耦合至所述阀；以及 气相色谱仪，其耦合至所述阀， 其中，所述装置被配置为在所述容器中收集复合样本，所述复合样本包括所述流体的两个或更多个离散样本，在距至少一个其它离散样本选定的间隔处收集所述离散样本的每一个并且所述离散样本的每一个具有选定的体积。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器操作性地耦合至所述阀、所述泵、和所述气相色谱仪并且被配置为控制在所述容器中收集所述流体的所述两个或更多个离散样本。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器还被配置为在所述容器耦合至所述阀时将所述复合样本从所述容器转移到所述气相色谱仪。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述控制器可操作用于控制所述离散样本中的每一个的体积。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的装置，其特征在于，所述控制器可操作用于控制所述选定的时间间隔。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的装置，其特征在于，所述气相色谱仪耦合至所述入口并且所述控制器还被配置为将流过所述管道的所述流体的非复合样本提供至所述气相色谱仪。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括操作性地耦合至所述控制器的计算机。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置通过所述阀将所述复合样本从所述容器转移到所述气相色谱仪。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述离散样本中的每一个的体积是用户可选择的。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述选定的间隔基于经过时间。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述泵为注射器泵。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述容器可拆卸地耦合至所述阀。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述气相色谱仪耦合至所述入口并且所述装置将流过所述管道的所述流体的非复合样本提供至所述气相色谱仪。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括用于接收来自附加源的附加流体的附加入口，其中，所述气相色谱仪耦合至所述附加入口并且接收所述附加流体的样本。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置评价所述复合样本、所述非复合样本、和/或所述附加流体的样本的组成。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括电池并且在没有外部电源的情况下能够连续地操作达至少48小时。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，还包括位于所述入口和所述阀之间的压力调节器和/或汽化器。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为自给的和便携的。
19.一种方法,包括: 在耦合至流体正流过的管道的容器中收集来自所述管道的流体的第一离散样本，所述第一离散样本具有第一选定的体积；以及 在所述容器中并且在距所述第一样本第一间隔处收集来自所述管道的所述流体的第二离散样本，所述第二离散样本具有第二选定的体积，从而在所述容器耦合至管道时在所述容器中形成复合样本，所述复合样本包括所述第一离散样本和所述第二离散样本。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括评价所述复合样本的组成。
【文档编号】G01N1/00GK104321647SQ201380012536
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年1月25日 优先权日:2012年1月27日
【发明者】W·A·克里尔, S·拉泰里 申请人:Sgs北美股份有限公司
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