CN105987854A - 称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法 - Google Patents
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一种称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法，该方法使用了一套耐压力测量装置(1)，通过取样柱塞(13)的往复运动来获取被测液体的样本，采用电加热器(10)对液体样本加热至100度以上，经过一段时间的加热将液体样本中的水分蒸发掉，并通过高精度电子秤(19)对加热前后的液体样本重量进行计量，求出其差值重量，再将差值重量与液体样本加热前的重量进行比较，其比例便是含水率。
Description
技术领域 本发明涉及在油田的油井生产现场直接采用蒸馏法测量原油含水率的一种方法。
背景技术 原油的含水比例是一项重要生产数据。由于油井中的石油和水在地心热能的作用下已经混合成一种液体，因此要想测量此混合液体中含水率的方法比较繁琐。目前测量原油含水率常规的方法为蒸馏法。其实现方法为：先将混合液体放入密闭容器冷却，使水和石油尽可能分离，再通过滤网过滤掉混合液体中的水分，然后通过蒸馏法把残存的水蒸发出去，最后剩余的就是石油，再通过计量和精确计算即可得到原油液体含水的比例。但这种方法必须经过冷却、过滤、蒸馏三个流程，其耗时长，效率低下；而且该种方法只能在实验室的条件下完成。
发明目的 用机械装置和电子控制技术替代人工，实现原油含水率的全自动化测量。提高原油含水率的测量精度。
发明内容 本发明是一种称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法。本发明的方法是使用加热蒸馏法去除原油样本中的水分；选用带计算机接口的高精度电子秤，通过对蒸馏前后的原油样本称重，通过计算获得精准的原油含水比例。同时利用进、出液单向阀与取样柱塞的组合结构，使得进入取样室的原油样本只能单方向顺序流动，经过柱塞多次往复运动抽吸取样，保证了所取原油样本的新鲜度，排除了前次样本对测量结果的干扰。
称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法的特征在于：该方法使用了一套耐压力测量装置(1)，通过取样柱塞(13)的往复运动来获取被测液体的样本，采用电加热器(10)对液体样本加热至100度以上，经过一段时间的加热将液体样本中的水分蒸发掉，并通过高精度电子秤(19)对加热前后的液体样本重量进行计量，求出其差值重量，再将差值重量与液体样本加热前的重量进行比较，其比例便是含水率。本蒸馏测量法所使用的设备称为耐压力测量装置。耐压力测量装置(1)是由取样室(2)、进液口软管(3)、进液单向阀(4)、蒸汽出口(5)、蒸汽出口电动阀(6)、排液口软管(7)、排液单向阀(8)、取样室高温密封圈(9)、取样室外壳(10)、电加热器(11)、柱塞密封圈(12)、取样柱塞(13)、柱塞丝杆(14)、导向定位销(15)、轴承(16)、装置壳体(17)、传动键(18)和高精度电子秤(19)共同组成。根据人工取样的标准，耐压力测量装置(1)设计成取样容积100毫升、耐压8Mpa的装置，其下端与电动机连接，从电动机获取动力。耐压力测量装置(1)与电动机连接后形成一个整体并与高精度电子秤(19)组合成为实现称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法的一个设备。其中，高精度电子秤(19)是安装在最上部并与外部相连，整个耐压力测量装置(1)包括电动机驱动机构和蒸汽出口电动阀(6)均悬吊在高精度电子秤(19)的下面，利用高精度电子秤(19)的去皮功能，精确计量原油液体样本中被蒸发掉水分的重量。此外，使用进液单向阀(4)、和排液单向阀(8)与取样柱塞(13)的组合结构，使得进入取样室的原油样本只能单方向顺序流动，取样柱塞(13)通过多次往复运动来排除前次液体样本的残留物并获取被测液体的最新样本。本发明的称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法的设备与原油管线是通过两根软管连接的，这两根软管会对称重计量的结果产生干扰，所以进液口软管(3)和排液口软管(7)其长度应在0.3米以上，以减少其对称重计量的干扰
发明效果 人工操作的原油蒸馏法需要采油工在油井生产现场取样，然后带回实验室测定，由于原油乳化液属于不稳定体系，随着时间的延长，油水不断分离，上部油样含水率不断减少，下部油样含水率不断增加，因此，任何一个部位油样的原油含水率都不能代表该油井真实的原油含水率。若采用摇动(混匀)油样，会因人不同或前后时间不同产生不确定误差。本发明的称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法节省了大量的采油工和化验工，提高了劳动生产率；因为对原油样本采用了在油田生产现场直接从生产原油管线中实时取样并即时测量，所以保证了测量的准确性；同时选用十万分之一的高精度电子秤，其含水率的测量精度提高了一个数量级。
发明的实施例 附图1是本发明的结构示意图，本发明主要由20种元件组成，除了图中有标号的元件外，在图的最下方还安装有防爆电动机，附图1绘出了它们之间的具体位置。
本发明是以耐压力测量装置(1)为中心，在其上部安装了高精度电子秤(19)的吊钩和蒸汽出口(5)；在蒸汽出口(5)的端部安装了蒸汽出口电动阀(6)；在耐压力测量装置(1)的上部或中部安装了两根耐压高温软管，在实际使用中这两根软管与输油管线连接；在耐压力测量装置(1)的内部安装了进液单向阀(4)和排液单向阀(8)，它们分别与进液口软管(3)和排液口软管(7)连通，生产管线中的原油样本只能从进液口软管(3)流经进液单向阀(4)进入取样室(2)，当取样室(2)更换样本时，被排除的原油液体只能经过排液单向阀(8)和排液口软管(7)流回原油生产管线。在耐压力测量装置(1)的下部安装有取样室外壳(10)，取样室外壳(10)上部安装了取样室高温密封圈(9)，取样室外壳(10)的侧下部安装了柱塞密封圈(12)，取样室外壳(10)的外部安装了电加热器(11)，取样室外壳(10)的下部安装了取样柱塞(13)，由上述元件组成了一个密闭的取样室(2)。取样柱塞(13)的下部安装了两个导向定位销(15)，取样柱塞(13)的中间安装了柱塞丝杆(14)，柱塞丝杆(14)通过两个轴承(16)被固定在装置壳体(17)上；柱塞丝杆(14)的下部安装有传动键(18)，传动键(18)负责将外部电动机的动力传入整个设备。下面通过实施例说明本发明的工作原理。
为保证称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法能在油田现场正常使用，首先将进液口软管(3)和排液口软管(7)连接在原油生产管路上，获得原油取样和排液的通道。
获取原油样本：整个设备的工作是由计算机控制的，当测量工作刚开始时，计算机发出电动机反转指令，电动机的反转动力通过传动键(18)带动柱塞丝杆(14)逆时针旋转，取样柱塞(13)下部安装的两个导向定位销(15)限制并迫使取样柱塞(13)不能做旋转运动，只能向上运行进入取样室(2)；随着取样柱塞(13)不断进入取样室(2)，取样室(2)的有效容积被不断缩小，取样室(2)内的介质被迫经排液单向阀(8)和排液口软管(7)流回原油生产管线，当取样柱塞(13)完全进入取样室(2)时，计算机发出电动机停止指令；此时，取样室(2)内的原有介质已被全部排出取样室(2)。上述运行动作的结束，使得整个设备进入了正式测量阶段。
正式自动测量：计算机发出高精度电子秤(19)去皮指令和电动机正转指令，柱塞丝杆(14)顺时针旋转，取样柱塞(13)向下运行退出取样室(2)；取样室(2)的内容腔扩大，容腔内形成负压，原油生产管线里的高压原油经过进液口软管(3)并流经进液单向阀(4)进入取样室(2)，当取样柱塞(13)向下运行到达终点时，计算机发出电动机停转指令，取样柱塞(13)便不再向下运行，取样室(2)内充满了被测原油样本；接下来计算机发出称重指令并记录下被测原油样本的原始重量；计算机还发出加热指令和打开蒸汽出口电动阀(6)的指令，电加热器(11)被通电加热，当被测原油样本的温度上升到100度时，被测原油样本内的水分变成水蒸汽通过蒸汽出口电动阀(6)排入大气；同时，计算机通过与高精度电子秤(19)的数据接口实时监测被测原油样本的重量，当被测原油样本的重量不再减少时，便可断定被测原油样本内的水分已被蒸发干净，计算机便将此时的原油样本重量记录下来，将该重量除以加热蒸发前的原始重量便得出了原油和其它杂质与被测原油样本的比率，将1减去该比率便得出原油的含水率。
在上述程序完成后便进入更换原油样本的工序。
更换原油样本：本工序与获取原油样本的过程完全一样。不过由于进液口软管(3)和进液单向阀(4)的存在，在这两个元件的内部均留有上次取样的残存油样，因此需要再次启动更换原油样本的工序才能保证取样的准确性。至于启动更换原油样本工序的次数，完全取决于进液口软管(3)和进液单向阀(4)的内部空间容积的大小而确定。
Claims (4)
1.一种称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法，其特征在于：该方法使用了一套耐压力测量装置(1)，通过取样柱塞(13)的往复运动来获取被测原油液体的样本，采用电加热器(10)对原油液体样本加热至100度以上，经过一段时间的加热将原油液体样本中的水分蒸发掉，并通过高精度电子秤(19)对加热前后的原油液体样本重量进行计量，求出其差值重量，再将差值重量与原油液体样本加热前的重量进行比较，其比例便是含水率。本蒸馏测量法的耐压力测量装置(1)是由取样室(2)、进液口软管(3)、进液单向阀(4)、蒸汽出口(5)、蒸汽出口电动阀(6)、排液口软管(7)、排液单向阀(8)、取样室高温密封圈(9)、取样室外壳(10)、电加热器(11)、柱塞密封圈(12)、取样柱塞(13)、柱塞丝杆(14)、导向定位销(15)、轴承(16)、装置壳体(17)、传动键(18)和高精度电子秤(19)组成。
2.根据权利要求1所述的称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法，其特征在于：高精度电子秤(19)是安装在最上部并与外部相连，整个耐压力测量装置(1)包括电动机驱动机构和蒸汽出口电动阀(6)均悬吊在高精度电子秤(19)的下面，利用高精度电子秤(19)的去皮功能，精确计量原油液体样本中被蒸发掉水分的重量。
3.根据权利要求1所述的称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法，其特征在于：使用进液单向阀(4)和排液单向阀(8)与取样柱塞(13)的组合结构，使得进入取样室的原油液体样本只能单方向顺序流动，取样柱塞(13)通过多次往复运动来排除前次原油液体样本的残留物并获取最新的原油液体样本。
4.根据权利要求1所述的称重式柱塞往复抽吸取样的全自动原油含水率蒸馏测量法，其特征在于：进液口软管(3)和排液口软管(7)其长度应在0.3米以上，以减少其对称重计量的干扰。
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