CN103207214B

CN103207214B - 一种智能型蒸汽干度仪以及检测方法

Info

Publication number: CN103207214B
Application number: CN201210013061.2A
Authority: CN
Inventors: 李世武; 陈安成; 刘新军; 郑涛
Original assignee: SHAANXI DEBO MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: Jiangsu Qiming environmental protection energy saving Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: CN103207214A

Abstract

一种智能型蒸汽干度仪以及检测方法，生水稳流器和炉水稳流器均为由竖直管与水平管直角连通且成L形的管容器；在生水稳流器的水平管上装有生水温度计和生水电导率计，在炉水稳流器的水平管上装有炉水温度计和炉水电导率计。干度处理显示器与生水电导率计、生水温度计、炉水电导率计和炉水温度计通信连接，采集生水电导率计测量电导率、生水温度计测量的生水温度、炉水电导率计测量的炉水电导率、炉水温度计测量的炉水温度，由内置的电导率干度数学模型，得出待测的注汽炉蒸汽干度，并显示。本发明，能自动跟踪注汽炉生水温度、生水电导率、炉水温度、炉水电导率的变化，在线智能化地测量待测的注汽炉蒸汽干度，为注汽炉蒸汽干度的监控提供了技术支持。

Description

一种智能型蒸汽干度仪以及检测方法

技术领域

本发明涉及的是石油开采领域，是一种智能型蒸汽干度仪以及检测方法。

背景技术

在石油开采领域中，稠油热采是一种高耗能的产业，节能潜力大。在稠油热采中，由注汽炉产生湿蒸汽，通过蒸汽管线把湿蒸汽注入到稠油井下，使稠油软化、粘性下降、流动性增大，这样就可以用采油机采油。在稠油热采生产中，所用的蒸汽为湿蒸汽。含有气相水蒸气和液相水的混合物称为湿蒸汽，它是气液两相流流体，其中气相干饱和蒸汽的质量与湿蒸汽质量之比被定义为湿蒸汽干度，简称为蒸汽干度。蒸汽干度是水蒸气的重要品质参数，在稠油热采中蒸汽干度对采油的经济性有着重要的影响。为了提高稠油热采的经济性，注汽炉所产的湿蒸汽其蒸汽干度应控制在75％左右，若蒸汽干度低于70％则稠油热采的经济性就下降，若蒸汽干度高于80％则注汽炉的使用寿命会缩短。为了能有效监控注汽炉蒸汽干度，提高稠油热采的经济性、同时延长注汽炉的使用寿命，应对注汽炉蒸汽干度进行监测。为达到这一目的，本发明提出一种智能型蒸汽干度仪。

发明内容

发明目的：为对注汽炉蒸汽干度进行监测和监控，提高稠油热采的经济性和延长注汽炉使用寿命，本发明提出一种智能型蒸汽干度仪。

液体中含有导电物质就具有了一定的导电性。注汽炉的给水也称为注汽炉生水，由于注汽炉生水含有一些盐类化合物、金属离子等，就具有一定的导电性，这些导电物质简称为盐物质。注汽炉生水在注汽炉中，大部分转变为干饱和蒸汽，因为干饱和蒸汽中不含有导电物质，这样注汽炉生水中的导电物质，就遗留在注汽炉出口湿蒸汽的饱和水中。注汽炉出口的湿蒸汽，经过气液分离器，分离出干饱和蒸汽和饱和水，被气液分离器分离出的饱和水称为注汽炉炉水。根据进、出注汽炉的流体盐物质质量守恒原理，得到：注汽炉生水中的盐物质量等于注汽炉炉水中的盐物质量，由此原理可得出注汽炉出口湿蒸汽的蒸汽干度。智能型蒸汽干度监测仪就是根据这一理论设计的。

为了达到如上目的，本发明采取如下技术方案：包括生水电导率计、生水温度计、炉水温度计、炉水电导率计，其特征在于：还包括仪表箱、干度处理显示器、生水进水管、生水排气管、生水出水管、生水稳流器、生水排污管、炉水排污管、炉水稳流器、炉水出水管、炉水排气管、炉水进水管，生水稳流器和炉水稳流器均为由竖直管与水平管直角连通且成L形的管容器；生水进水管的一端与仪表箱外的注汽炉生水采集管相连、另一端与生水稳流器的竖直管入口连通；生水排气管的一端与仪表箱外的环境大气连通，另一端与生水稳流器的竖直管入口端旁通；生水出水管的一端与仪表箱外的生水集水器相连，另一端与生水稳流器的水平管出口相通；炉水进水管的一端与仪表箱外的注汽炉炉水采集管相连、另一端与炉水稳流器的竖直管入口连通；炉水排气管的一端与仪表箱外的环境大气连通，另一端与炉水稳流器的竖直管入口端旁通；炉水出水管的一端与仪表箱外的炉水集水器相连，另一端与炉水稳流器的水平管出口相通；在生水稳流器的水平管上装有生水电导率计和生水温度计，在炉水稳流器的水平管上装有炉水温度计和炉水电导率计。

本发明进一步技术方案在于：还包括仪表箱内的中上部的仪表箱隔板，将仪表箱分为上下两部分，干度处理显示器位于仪表箱内的仪表箱隔板上方。

本发明进一步技术方案在于：干度处理显示器与生水电导率计、生水温度计、炉水温度计、炉水电导率计通信连接。

采集生水电导率计测量的生水在25℃时的电导率生水温度计测量的生水温度T_S、炉水电导率计测量的炉水在25℃时的电导率炉水温度计测量的炉水温度T_L，由内置的电导率干度数学模型，即

D_{S}^{T} = D_{S}^{25} + (T_{S} - 25) \times K_{S}

D_{L}^{T} = D_{L}^{25} + (T_{L} - 25) \times K_{L}

X = \frac{D_{L}^{T} - D_{S}^{T}}{D_{L}^{T}}

得出待测的注汽炉蒸汽干度X，并显示。上式中，为生水温度T_S下的电导率，K_S为生水电导率的修正系数，它由标定实验得出，为炉水温度T_L下的电导率，K_L为炉水电导率的修正系数，它由标定实验得出。

本发明进一步技术方案在于：生水进水管、生水排气管和生水出水管的管外径均小于生水稳流器的管内径；炉水进水管、炉水排气管和炉水出水管的管外径均小于炉水稳流器的管内径。

每两周定期排污一次，排污时间30秒。

本发明的一种智能型蒸汽干度仪，具有如下有益效果：能自动跟踪注汽炉生水温度、生水电导率、炉水温度、炉水电导率的变化，在线智能化地测量待测的注汽炉蒸汽干度，为注汽炉蒸汽干度的监控提供了技术支持。

附图说明

附图为本发明的结构示意图，其中：

1.仪表箱；2.干度处理显示器；3.仪表箱隔板；4.生水进水管；5.生水排气管；6.生水出水管；7.生水电导率计；8.生水温度计；9.生水稳流器；10.生水排污管；11.炉水排污管；12.炉水稳流器；13.炉水温度计；14.炉水电导率计；15.炉水出水管；16.炉水排气管；17.炉水进水管。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：

本实施例包括仪表箱1、干度处理显示器2、仪表箱隔板3、生水进水管4、生水排气管5、生水出水管6、生水电导率计7、生水温度计8、生水稳流器9、生水排污管10、炉水排污管11、炉水稳流器12、炉水温度计13、炉水电导率计14、炉水出水管15、炉水排气管16、炉水进水管17，其中，仪表箱1内中上部有仪表箱隔板3，将仪表箱1分为上下两部分；干度处理显示器2位于仪表箱1内的仪表箱隔板3上方；仪表箱1内且位于仪表箱隔板3下方，有生水稳流器9和炉水稳流器12；生水稳流器9和炉水稳流器12均为由竖直管与水平管直角连通且成L形的管容器；生水进水管4的一端与仪表箱1外的注汽炉生水采集管相连、另一端与生水稳流器9的竖直管入口连通；生水排气管5的一端与仪表箱1外的环境大气连通，另一端与生水稳流器9的竖直管入口端旁通；生水出水管6的一端与仪表箱1外的生水集水器相连，另一端与生水稳流器9的水平管出口相通；炉水进水管17的一端与仪表箱1外的注汽炉炉水采集管相连、另一端与炉水稳流器12的竖直管入口连通；炉水排气管16的一端与仪表箱外的环境大气连通，另一端与炉水稳流器12的竖直管入口端旁通；炉水出水管15的一端与仪表箱1外的炉水集水器相连，另一端与炉水稳流器12的水平管出口相通；在生水稳流器9的水平管上装有生水电导率计7和生水温度计8，在炉水稳流器9的水平管上装有炉水温度计13和炉水电导率计14。干度处理显示器2与生水电导率计7、生水温度计8、炉水温度计13、炉水电导率计14通信连接，采集生水电导率计7测量的生水在25℃时的电导率生水温度计8测量的生水温度T_S、炉水电导率计测量的炉水在25℃时的电导率炉水温度计测量的炉水温度T_L，由内置的电导率干度数学模型，即

D_{S}^{T} = D_{S}^{25} + (T_{S} - 25) \times K_{S}

D_{L}^{T} = D_{L}^{25} + (T_{L} - 25) \times K_{L}

X = \frac{D_{L}^{T} - D_{S}^{T}}{D_{L}^{T}} \times 100

得出待测的注汽炉蒸汽干度X，并显示。在上式中，为生水温度T_S下的电导率，K_S为生水电导率的修正系数，由实验得出，其值为0.989，为炉水温度T_L下的电导率，K_L为炉水电导率的修正系数，由实验得出，其值为0.998。

生水进水管、生水排气管和生水出水管的管外径均为8mm，生水稳流器的管内径为16mm；炉水进水管、炉水排气管和炉水出水管的管外径均8mm，炉水稳流器的管内径为16mm。

在生水排污管10上装有生水排污阀，在炉水排污管11上装有炉水排污阀，每两周定期打开生水排污阀和炉水排污阀一次，进行30秒钟的排污。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种智能型蒸汽干度仪，包括生水电导率计(7)、生水温度计(8)、炉水温度计(13)、炉水电导率计(14)，其特征在于：还包括仪表箱(1)、干度处理显示器(2)、生水进水管(4)、生水排气管(5)、生水出水管(6)、生水稳流器(9)、生水排污管(10)、炉水排污管(11)、炉水稳流器(12)、炉水出水管(15)、炉水排气管(16)、炉水进水管(17)，生水稳流器(9)和炉水稳流器(12)均为由竖直管与水平管直角连通且成L形的管容器；生水进水管(4)的一端与仪表箱(1)外的注汽炉生水采集管相连、另一端与生水稳流器(9)的竖直管入口连通；生水排气管(5)的一端与仪表箱(1)外的环境大气连通，另一端与生水稳流器(9)的竖直管入口端旁通；生水出水管(6)的一端与仪表箱(1)外的生水集水器相连，另一端与生水稳流器(9)的水平管出口相通；炉水进水管(17)的一端与仪表箱(1)外的注汽炉炉水采集管相连、另一端与炉水稳流器(12)的竖直管入口连通；炉水排气管(16)的一端与仪表箱外的环境大气连通，另一端与炉水稳流器(12)的竖直管入口端旁通；炉水出水管(15)的一端与仪表箱(1)外的炉水集水器相连，另一端与炉水稳流器(12)的水平管出口相通；在生水稳流器(9)的水平管上装有生水电导率计(7)和生水温度计(8)，在炉水稳流器(9)的水平管上装有炉水温度计(13)和炉水电导率计(14)。

2.如权利要求1所述的一种智能型蒸汽干度仪，其特征在于：还包括仪表箱(1)内的中上部的仪表箱隔板(3)，将仪表箱(1)分为上下两部分，干度处理显示器(2)位于仪表箱(1)内的仪表箱隔板(3)上方。

3.如权利要求1所述的一种智能型蒸汽干度仪，其特征在于：干度处理显示器(2)与生水电导率计(7)、生水温度计(8)、炉水温度计(13)、炉水电导率计(14)通信连接。

4.如权利要求1所述的一种智能型蒸汽干度仪，其特征在于：生水进水管(4)、生水排气管(5)和生水出水管(6)的管外径小于生水稳流器(9)的管内径，炉水进水管(11)、炉水排气管(12)和炉水出水管(15)的管外径均小于炉水稳流器(12)的管内径。

5.利用权利要求1-4中任一智能型蒸汽干度仪的一种智能型蒸汽干度测定方法，其特征在于：采集生水电导率计测量的生水在25℃时的电导率生水温度计测量的生水温度T_S、炉水电导率计测量的炉水在25℃时的电导率炉水温度计测量的炉水温度T_L，由内置的电导率干度数学模型，即

D_{S}^{T} = D_{S}^{25} + (T_{S} - 25) \times K_{S}

D_{L}^{T} = D_{L}^{25} + (T_{L} - 25) \times K_{L}

X = \frac{D_{L}^{T} - D_{S}^{T}}{D_{L}^{T}}

上式中，为生水温度T_S下的电导率，K_S为生水电导率的修正系数，它由标定实验得出，为炉水温度T_L下的电导率，K_L为炉水电导率的修正系数，它由标定实验得出；得出待测的注汽炉蒸汽干度X，并显示。

6.如权利要求5所述的一种智能型蒸汽干度测定方法，其特征在于：K_L为炉水电导率的修正系数，由实验得出，其值为0.998。

7.如权利要求5所述的一种智能型蒸汽干度测定方法，其特征在于：每两周定期排污一次，排污时间30秒。