天然气凝液调压气化器采样系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于天然气凝液样本调节的系统和方法，包括隔热箱体，其具有样本输入部、气化器、加热调节器、气体样本出口和控制系统，用于防止已调节的样本在进入相关联的分析装置之前产生相位分离和/或再液化，并且在具体实施例中，其特征在于自动切断系统，用以防止样本液体进一步处理和经过相关联的分析装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权声明该PCT国际申请请求于2014年2月12日提交的美国临时申请61/938，905的优先权。
本专利技术涉及并且改进了从天然气凝液输入中收集和调节包含重质碳氢化合物的样本，特别的是，涉及来自天然气凝液源的管线样本的温度调节，以维持气体在一个低压下且不再重新液化用于分析，该天然气凝液源为例如页岩。
技术介绍
没有冷冻的气态的天然气凝液(NGL)在气化后还包括相当多分离出的液化天然气。这种分离出的液体的存在破坏了测量气体的能量值的定性精度。该问题随着NGL从水力压裂处理中恢复而变得越来越严重。不像常规来源获得的典型气体，由于重质碳氢化合物(例如，由多于五个碳原子组成并且通常为液态的那些)的存在，NGL引入了新的分析问题，这些重质碳氢化合物在从传统气井中获取的流体中并不存在。例如，根据何时进行测量，在哪里处于相变曲线，宽等级可以完全足够产生相位分离并导致成分不均匀，其中该宽等级包含甲烷至C5的基本范围以及重质成分，例如沥青，沸点在300-400°F(148-204℃)范围内的材料。轻质和重质的成分分层导致这种偏差并且使分析产生偏差。在分析前气化后再液化导致更加严重的情形。因为大多数GCs在低于150°F(65℃)且高于180°F(82℃)的温度和低于10psig的压力下不能适当地操作，如果液体被引入常规气相色谱仪(GC)，将会使液体溢出分析装置并使分析装置失效。许多用于NGL的处理设备依靠多种和重复，最多高达25个气相色谱仪和湿度分析装置，大多数布置在中游。众所周知，这种分析装置，尤其是气相色谱仪，每个花费高达50，000美元。如果使液体溢出了GC，则必须关闭和重建甚至替换GC。除了处理这种关闭造成的中断的成本，还会导致基本维护、劳力和设备成本。许多样本提取和调节单元包含液体阻挡特征，从而避免液体溢出问题。然而已经发现，布置这种常规的液体阻挡物将去除调节箱内的温度和压力限制，因而允许显著增加的“液体重物”完全气化。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种新型天然气凝液采样系统和方法，其可以在包含液体状物的NGL方面替代和改善现有技术的性能。本专利技术的一方面的另一个目的是防止相关联的气体分析装置由于液体进入导致液体溢出。本专利技术的另一个目的是减少与重质碳氢化合物和包含NGL的液体的线性实时分析相关联的设备和劳力成本。本专利技术的另一个目的是提供一种系统，可以进行NGL采样和分析，防止蒸气和/或液体发生两相/多相分离。本专利技术的另一个目的是监测调节系统的参数和在检测到预定的参数偏移阈值和/或电损失时中断样本分析处理。这些和其他目的通过本专利技术实现，在第一实施例中，其特征在于一种系统，该系统用于提取和调节非冷冻的含宽等级的天然气凝液样本，用于分析，该系统包括：a)隔热箱体；b)液体样本输入线路；c)气化器，该气化器用于使液体快速气化并连接至输入线路；d)气化样本输出线路；e)加热压力调节器，该加热压力调节器用于从气化样本输出线路接收气化样本；f)输出样本气体导管线路，该输出样本气体导管线路通向位于隔热箱体外部的气体样本分析装置，该输出导管线路的一端连接至加热压力调节器；和g)控制器单元，该控制器单元电连接至气化器和加热压力调节器；该控制器连接至电源；该控制器用于监测从加热调节器输出的气化样本的温度和压力以处于气体样本分析装置的许可操作范围内。本专利技术的系统在第二个实施例中的特征在于速度环，该速度环与气化器相关联。本专利技术的系统在第三个实施例中的进一步特征在于减压阀，该减压阀用于在从加热调
节器输出的气体样本超过气体样本分析装置的许可操作范围的情况下减小压力。本专利技术的系统在第四个实施例中的特征在于通信设备，该通信设备与控制器单元相关联。本专利技术的系统在第五个实施例中的进一步特征在于液体过滤器，该液体过滤器布置在样本输入线路和气化器中。本专利技术的系统在第六个实施例中的进一步特征在于电磁驱动阀，该电磁驱动阀布置在液体过滤器和气化器的输入部之间，用于中断液体样本向气化器的流动。本专利技术的系统在进一步实施例中的特征在于一种系统，该系统用于提取和调节非冷冻的液体样本，用于通过下游分析装置分析，该系统的特征在于：a)隔热箱体；b)样本输入线路；c)气化器，该气化器用于使样本快速气化并连接至输入线路；d)气化样本输出线路；e)加热压力调节器，该加热压力调节器用于从气化样本输出线路接收气化样本；f)输出样本气体导管线路，该输出样本气体导管线路通向位于隔热箱体外部的气体样本分析装置，该输出导管线路的一端连接至加热压力调节器；和g)控制器单元，该控制器单元用于监测隔热箱体中的处理情况，包括在检测到处理情况偏离预设范围时驱动电磁阀以中断液体流入气化器；该控制器与气化器、加热压力调节器、电磁阀和情况检测传感器进行操作信号通信，用于当样本经过该系统到达气化样本输出线路时监测样本的温度和压力，以处于许可操作范围；该控制器连接至电源；该控制器和通信模块用于远程传送监测的情况。本专利技术的系统在比先前实施例更进一步的实施例中的进一步特征在于过滤器和相关联的速度环，该速度环布置在样本输入线路中。本专利技术的系统在第二个进一步实施例中的进一步特征在于电磁阀，该电磁阀电连接至控制器单元，并且具有常闭位置，该电磁阀在激励时释放加压空气以驱动布置在液体样本输入线路中的球形阀，从而切断样本流动。本专利技术的系统在第三个进一步实施例中的进一步特征在于多个电磁阀，该多个电磁阀电连接至控制器单元，每一个电磁阀具有常闭位置，每一个电磁阀在断电时分别释放加压空气以驱动布置在液体样本输入线路中的相关联的球形阀，从而切断液体向气化器流动，
以及驱动布置在气化样本输出线路中的球形阀，从而切断气化样本向分析装置流动。本专利技术的系统在第四个进一步的实施例中的进一步特征在于热电偶输入部，该热电偶输入部与分析装置相关联并且与控制器单元通信，以便当检测的分析装置的温度下降至低于预定最小值以下时驱动电磁阀，从而切断样本流动。在详细说明中，涉及“一个实施例”、“实施例”或者“在多个实施例中”，意指该指定特征包括在本专利技术的至少一个实施例中。此外，单独参考“一个实施例”、“实施例”或者“多个实施例”，不一定指向相同的实施例；然而它们不是互相排斥的实施例，除非如此描述出来以及对于本领域技术人员是明显的。因此，本专利技术可以包括在此描述的实施例的各种组合和/或全体集合。这里使用的术语仅是为了描述特定的实施例示例并且不是意图限制本专利技术。在此使用的单数形式的“一”、“一个”、“该”也意指包括复数形式，除非上下文清楚地表示出其他意思。应当理解的是，在说明书中使用的“包括”和/或“具有”指定说明的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是并不阻碍存在或者附加至少一个其他特征、步骤、操作、元件和/或其组合。在此使用的术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”、“包含(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或者任何其他的变体，都意指覆盖非排除性的包括。例如，过程、方法、项目或者设备，其包括一列特征，其不一定仅仅局限于这些特征，而可以包括这种过程、方法、项目或者设备没有明确列出或者非固有特征的其他特征。用于限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，所述系统用于提取和调节非冷冻的含宽等级的天然气凝液样本，用于分析，所述系统的特征在于：a)隔热箱体；b)液体样本输入线路；c)气化器，所述气化器用于使液体快速气化并连接至输入线路；d)气化样本输出线路；e)加热压力调节器，所述加热压力调节器用于从所述气化样本输出线路接收气化样本；f)输出样本气体导管线路，所述输出样本导管线路通向位于所述隔热箱体外部的气体样本分析装置，所述输出导管线路的一端连接至所述加热压力调节器；和g)控制器单元，所述控制器单元电连接至所述气化器和所述加热压力调节器；所述控制器连接至电源；所述控制器用于监测从所述加热压力调节器输出的气化样本的温度和压力，以处于所述气体样本分析装置的许可操作范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.12 US 61/938,9051.一种系统，所述系统用于提取和调节非冷冻的含宽等级的天然气凝液样本，用于分析，所述系统的特征在于：a)隔热箱体；b)液体样本输入线路；c)气化器，所述气化器用于使液体快速气化并连接至输入线路；d)气化样本输出线路；e)加热压力调节器，所述加热压力调节器用于从所述气化样本输出线路接收气化样本；f)输出样本气体导管线路，所述输出样本导管线路通向位于所述隔热箱体外部的气体样本分析装置，所述输出导管线路的一端连接至所述加热压力调节器；和g)控制器单元，所述控制器单元电连接至所述气化器和所述加热压力调节器；所述控制器连接至电源；所述控制器用于监测从所述加热压力调节器输出的气化样本的温度和压力，以处于所述气体样本分析装置的许可操作范围内。2.如权利要求1所述的系统，其进一步特征在于速度环，所述速度环与所述气化器相关联。3.如权利要求1至2中任一项所述的系统，其进一步特征在于减压阀，所述减压阀用于在从所述加热调节器输出的气体样本超过所述气体样本分析装置的所述许可操作范围的情况下减小压力。4.如权利要求1至2中任一项所述的系统，其进一步特征在于通信设备，所述通信设备与所述控制器单元相关联。5.如权利要求1至2中任一项所述的系统，其进一步特征在于液体过滤器，所述液体过滤器布置在所述样本输入线路和所述气化器中。6.如权利要求1至2中任一项所述的系统，其进一步特征在于电磁驱动阀，所述电磁驱动阀布置在所述液体过滤器和所述气化器的输入部之间，用于中断液体样本向所述气化器流动。7.如权利要求1至2中任一项所述的系统，其进一步特征在于电磁驱动阀，所述电磁驱动阀布置在所述液体过滤器和所述气化器的输入部之间，用于中断液体样本向所述气化器流动。8.一种系统，所述系统用于提取和调节非冷冻液体样本，用于通过下游分析装置分析，所述系统的特征在于：a)隔热箱体；b)样本输入线路；c)气化器，所述气化器用于使样本快速气化并且连接至输入线路；d)气化样本输出线路；e)加热压力调节器，所述加热压力调节器用于从所述气化样本输出线路接收气化样本；f)输出样本气体导管线路，所述输出样本气体导管线路...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思·O·汤普森，迈卡·A·柯蒂斯，
申请(专利权)人：玛氏唐森普林有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US