NO843420L - Fremgangsmaate og innretning for kontinuerlig detektering og overvaakning av hydrokarbonduggpunkt for en gass - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innretning for kontinuerlig detektering og overvåkning av hydrokarbonduggpunktet eller endringer i duggpunktegenskapene til en gass. For tiden er det et behov, både til lands og til sjøs, for en fremgangsmåte og en innretning som er egnet for kontinuerlig overvåkning av hydrokarbonduggpunktet og den mengde kondensat som frembringes, ved eller noe under duggpunktet, fra rørledningsgass.

Duggpunktdetektorer som er basert på prinsippet med deteksjon av tilstedeværelse av dugg på en avkjølt over-flate, for eksempel et speil, er allerede tilgjengelige. Prismatiske anordninger som omfatter synlig eller infrarødt lys, kan også benyttes, hvilke anordninger er basert på prinsippet med total indre refleksjon ved fravær av en væske eller et annet medium på overflaten. Tilstedeværelsen av væske eller et annet medium på overflaten tillater lys å unnslippe og reduserer intensiteten av returstrålebunten.

En sådan ubalanse kan benyttes til å signalisere duggpunkt når kondensert væske danner seg på overflaten, og endringen i lysintensitet kan forsterkes for å drive passende, indi-kerende registreringsanordninger og releer.

For å oppnå en nøyaktig indikasjon på duggpunktet, er det imidlertid nødvendig å oppfylle bestemte krav med hensyn til temperatur og trykk, og det vil være nødvendig å presentere en gassprøve som skal undersøkes, under kontrol-lerte tilstander til detektoren.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å til-veiebringe en fremgangsmåte og en innretning for kontinuerlig detektering og overvåkning av hydrokarbonduggpunktet eller endringer i duggpunktegenskapene til en gass, hvor gassprøvestrømmen presenteres for detektoren under kontrol-lerte tilstander.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å tilveie-bringe en sådan fremgangsmåte og innretning ved hvilken stans av gasstrømmen som følge av hydratisering eller væske-dannelse, hindres.

Oppfinnelsen tilveiebringer derfor en fremgangsmåte for kontinuerlig detektering og overvåkning av hydro karbonduggpunktet eller endringer i duggpunktegenskapene til en gass, omfattende de trinn å tilføre en gassprøve som skal undersøkes, til en duggpunktdetektor; å gradvis senke temperaturen av eni;del av prøvegasstrømmen som skal under-søkes, inntil duggpunktet oppnås, idet temperatursenkningstrinnet finner sted forut for deteksjon; å detektere tilstedeværelsen av kondensat i den strømmende gass og senere oppvarme den tilførte gassprøve til over duggpunktet, og å gjenta ovennevnte prosedyre med avkjøling og oppvarming av gasstrømmen kontinuerlig på syklisk måte.

Oppfinnelsen tilveiebringer videre en innretning for kontinuerlig detektering og overvåkning av hydrokarbonduggpunktet eller endringer i duggpunktegenskapene til en gass, hvilken innretning omfatter en anordning som er innrettet til å tilføre en prøvegass som skal undersøkes, til en duggpunktdetektor, en anordning som er innrettet til å avkjøle og å oppvarme gasstrømmen på en syklisk måte i forutbestemte punkter forut for deteksjon, og en anordning som er innrettet til å detektere tilstedeværelse av kondensat i gasstrømmen.

Oppfinnelsen er basert på det faktum at den gass-strøm som skal undersøkes, kan avkjøles til duggpunktet ved hjelp av en kontrollert utvidelse til en konstant temperatur av en del av den nevnte gasstrøm.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et eksempel under henvisning til tegningen hvis ene figur på skjematisk måte viser et arrangement av duggpunkt-overvåkningsanordningen ifølge oppfinnelsen.

På figuren blir en prøvegasstrøm "A" som skal undersøkes, ved hjelp av hvilken som helst passende anordning oppdelt i minst to strømmer "B" hhv. "C". Den første strøm "B" passerer gjennonren måleventil 1 og ekspanderes til et bestemt trykk, for eksempel atmosfæretrykk, via en oscillerende ventil 2 som tillater et regulert gassvolum å utvide seg raskt med en styrbar frekvens. I en fordelaktig utfø-relse av oppfinnelsen kan denne ventil 2 være luftpåvirket og/eller temperaturstyrt. Den oscillerende virkning hindrer hydrater, som kan danne seg i den ekspansivt avkjølte gass, fra å blokkere ventilen. Den andre strøm "C" passerer ekspansivt gjennom en trykkregulator 3 som styrer det ende-lige trykk i en detektorcelle 7. Strømmen "C" passerer der-etter gjennom en varmeveksler 4 som er forsynt med en oppvarmingsanordning 4a som kan være for eksempel varmt vann, lavtrykksdamp eller passende, direkte eller indirekte, elektrisk oppvarming. Strømmen av oppvarmingsmiddel styres ved hjelp av duggpunktdetektorens styresystem og er bare aktiv når kondensatprismet tømmes for å heve temperaturen på strømmen "C" over duggpunktet. En varmeveksler 5, med en oppvarmingsanordning 5a av samme type som beskrevet for varmeveksleren 4, kan benyttes dersom prøvegasstrømmen "A" allerede befinner seg nær duggpunktet. Prøvegasstrømmen "C" avkjøles ved hjelp av den ekspanderte, kalde, oscillerende gasstrøm "B" i et avkjølingskammer 6 som er ventilert ved 6a. Senere strømmer den kalde gasstrøm "C" inn i detek-torcellen 7 (skjematisk vist) og slippes ut ved 8 via en strømstyreanordning 9. Avkjølingsprosessen fortsettes inntil duggpunktet oppnås.

Da detektorer som sådanne er kjente, slik som allerede tidligere angitt, vil de ikke bli beskrevet i detalj. Den gradvise reduksjon i temperatur kan indikeres på hvilken som helst måte som er passende for formålet, for eksempel ved hjelp av et termoelement (ikke vist) nær detek-torprismet .(ikke vist). Den_ temperatur ved hvilken detektoren indikerer tilstedeværelsen av kondensat på prismet,

er duggpunktet. Det vil innses at detektoren kan være til-koplet på hvilken som helst passende måte til passende sig-nalindikatorer, for eksempel registreringsapparater.

Når duggpunktet er blitt oppnådd, avstenges (luft-tilførselen til den oscillerende ventil 2, og en strøm av oppvarmingsmiddel 4a til oppvarmingsanordningen 4 startes. Systemets temperatur stiger på nytt, og når detektorrespon-sen viser at prismet er fritt for kondensat, gjenoppstartes avkjølingssyklusen. Ovennevnte prosess med avkjøling og oppvarming av gasstrømmen gjentas kontinuerlig på syklisk måte forut for deteksjonstrinnet. Det vil innses at avkjø-lingshastigheten ved benyttelse av gasstrømmen "B" kan inn- stilles ved den oscillerende ventil 2 for å passe til egen-skapene for forskjellige gasser "A".

I en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen ligger trykket i rørlednings-prøvegassen på ca. 70 bar og måle-duggpunktet ligger på 28,6 bar, idet det benyttes en strøm på ca. 3 m-Vh av gass gjennom detektoren.

Det vil videre innses at hvilke som helst syklustider som er egnet for formålet, kan benyttes.

Ved en fordelaktig utførelse av oppfinnelsen ble det observert syklustider på ca. 20 minutter. Syklustiden er primært en funksjon av varmekapasiteten til oppvarmingsanordningen og detektorlegemet, og ved hjelp av passende modifikasjoner av disse komponenter benyttes syklustider på 6-10 minutter i andre fordelaktige utførelser av oppfinnelsen.

I en annen fordelaktig utførelse kan gassprøven oppvarmes, dersom det ønskes, etter ekspansjonstrinnet.

Det er også mulig å benytte den gass som slippes ut fra avkjølingskammeret, for å hjelpe til ved avkjølingen av detektorlegemet.

En ytterligere fordel ved oppfinnelsen er at lyset for duggpunkt-deteksjonssystemet kan tilføres via lysledere fra et sikkert område på avstand fra farlige områder på f.eks. oljerigger, produksjonsplattformer, gasseparasjons-og gassbehandlingsanlegg og liknende. På liknende måte kan alle elektriske koplingskomponenter og elektrisk ledende komponenter, såsom registreringsapparater, solenoidventiler, skrivere etc, være beliggende på avstand fra prøvekondisjo-nerings- og duggpunktdeteksjonsmodulen som kan være beliggende i et farlig område.

Forskjellige modifikasjoner av oppfinnelsen vil være åpenbare for fagfolk på området ut fra den foregående beskrivelse og den tilhørende tegning. Sådanne modifikasjoner er ment å falle innenfor rammen av de etterfølgende krav.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig detektering og overvåkning av hydrokarbonduggpunktet eller endringer i duggpunktegenskapene til en gass, karakterisert ved at den omfatter de trinn å tilfø re en gassprøve som skal undersøkes, til en duggpunktdetektor, å senke temperaturen på en del av prøvegasstrømmen som skal undersøkes, gradvis inntil duggpunktet oppnås, idet temperatursenkningstrinnet finner sted forut for deteksjon, å detektere tilstedeværelse av kondensat i den strømmende gass og senere oppvarme den tilførte gassprøve til over duggpunktet, og å gjenta ovennevnte prosedyre med avkjøling og oppvarming av gasstrømmen kontinuerlig på syklisk måte.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved det trinn å oppdele til førsels-prøvegasstrømmen i minst to strømmer under avkjølingssyklusen og utvide en første del av gassen for avkjøling av den andre del av gassen .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved det trinn å utvide den første del av gassen med hyppige og regelmessige mellomrom.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved det trinn å oppvarme gassprøven etter utvidelsestrinnet.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 2-4, karakterisert ved det trinn å kople på en luftdrevet oscillator ved et valgt temperaturinterval1 over duggpunktet, og fortsette den oscillerende virkning inntil detektoren viser tilstedeværelse av kondensat når den oscillerende virkning og strømmen av den første gassdel avbrytes.

6. Innretning for kontinuerlig detektering og overvåkning av hydrokarbonduggpunktet eller endringer i duggpunktegenskapene til en gass, karakterisert ved at den omfatter en anordning som er innrettet til å til-føre en prøvegass som skal undersøkes, til en duggpunkt detektor, en anordning som er innrettet til å avkjøle og å oppvarme gasstrømmen på en syklisk måte i forutbestemte punkter forut for deteksjon, og en anordning som er innrettet til å detektere tilstedeværelse av kondensat i gasstrømmen.

7. Innretning ifølge krav 6, kar "akte ri-sert ved at den omfatter en anordning for oppdeling av prøvegassen i minst to deler, og en anordning for kontrollert ekspansjon av den første del av gassen for å avkjøle den andre del av gassen.

8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at den omfatter en anordning som er innrettet til å oscillere ekspansjonsanordningen med hyppige og regelmessige mellomrom.

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at den omfatter en luftdrevet oscillator.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at den luftdrevne oscillator er temperaturstyrt.