CN108535283A - 一种油田原油储罐原油含水量检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田原油储罐原油含水量检测装置及其检测方法，包括安装在储油罐内的测试护管，所述测试护管底部密封，顶部开口，测试护管内安装有用于检测测试护管外原油含水量的微波检测器；所述微波检测器上连接有传感器信息电缆，传感器信息电缆与提拉装置连接，微波检测器通过提拉装置在测试护管内做往复运动，提拉装置通过信道与显示系统相连接。将微波检测器通过测试护管放置到储油罐内对储油罐内原油的含水量进行实时在线检测，根据微波检测器在测试护管内做匀速直线往复运动，对运动结果进行处理后，能够精确的获得原油含水量，减少了人工测量的工作量，降低了人工测量的危险，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明设计原油检测技术领域，尤其涉及一种油田原油储罐原油含水量检测装置及其检测方法。
背景技术
原油也叫重油,是一种黏稠黑色液体，油田生产油井产出的油都是原油。每个油田的生产作业区油井产出的原油首先进入该作业区的输油站的一次沉降罐，原油中的含水在一次沉降罐排水再导入二次沉降罐，二次沉降排水后导入三次沉降罐加破乳剂脱水，原油含水率≤3％达到外输要求进入外输原油储罐。生产油井产出的原油含水率在70％——90％经过多次沉降、破乳、脱水后原油含水率达到≤3％。作业区输油站是采油厂日产量汇集计量单位，全年每天24小时3倒班不间断连续工作，每个班都要对每个油罐的油水界面取样化验原油含水量，确定罐内油水界面和罐内排水量，填报当班产量。
目前国内外测量混合液体的水份方法有两种:1电容法、2电感法,都是通过传感器在测量液体内测量液体的电导后,计算液体的含水量，如各种成品油：汽油、柴油、酒精、白酒等都是用电容法测量含水量很准确可靠。目前的电容法、电感法、传感技术不适合重质原油含水量的测量，因为传感器要放置在被测量的液体内，则导致传感器两级间粘了原油,因此,就测量不到原油中的含水量。
目前罐内原油的油水界面是取样化验，取样工作是这样完成的：每个储油罐顶部都有取样开口，取样口由内径200mm的钢管固定，钢管下端与罐内相通，取样口处安装有固定滑轮支架，固定滑轮通过钢丝连接取样桶，(取样桶的下端连接有配重铅锤)钢丝另一端通过固定滑轮与罐顶固定手摇绞车相连，取样时值班工人连接好取样桶，用手摇绞车通过绞车计数器将取样桶下罐内预取样深度，通过取样桶控制钢丝打开取样桶，取样后通过取样桶控制钢丝关闭取样桶，用罐顶固定手摇绞车将取样桶提出油罐，完成一次罐内油水界面取样工作。
由于每个沉降罐的原油含水都是动态变化的，现场当班工人每个班都要填报每个班的各罐内的油水界面高度，填报本班各罐的进液量和排水量，填报原油产量。目前各油罐内原油的含水量是值班工人通过罐外旋梯爬到罐顶，通过固定在罐顶取样口的滑轮，把带有配重铅锤的取样桶下入油水界面,罐内油水界面的深度是依据上个班界面高度和本班该罐的进液量计算确定，每个班最大的工作量就是各罐取样化验原油含水量。冬天登罐盘梯和罐顶都滑、穿棉衣上罐不安全，并且检测效率低,不利于生产。
发明内容
针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种油田原油储罐原油含水量检测装置及其检测方法，能够实时在线检测原油储罐原油含水量。
为达到以上目的，本发明的技术方案为：
一种油田原油储罐原油含水量检测装置，包括安装在储油罐内的测试护管，所述测试护管底部密封，顶部开口，测试护管内安装有用于检测测试护管外原油含水量的微波检测器；所述微波检测器上连接有传感器信息电缆，传感器信息电缆与提拉装置连接，微波检测器通过提拉装置在测试护管内做往复运动，提拉装置通过信道与显示系统相连接。
所述微波检测器包括依次连接的微波发生器、微波接收器和配重器，微波发生器与传感器信息电缆连接。
所述储油罐上开设有罐顶测试口，测试护管安装在罐顶测试口内，并且用钢卡固定。
所述测试护管为聚四氟乙烯测试护管。
所述提拉装置包括电动绞车、第一电缆导向滑轮以及第二电缆导向滑轮；所述电动绞车设置在储油罐底部外侧，第一电缆导向滑轮设置在储油罐顶部边缘，第二电缆导向滑轮设置在储油罐测试护管开口处，传感器信息电缆一端与电动绞车连接，另一端穿过第一电缆导向滑轮以及第二电缆导向滑轮后，与微波检测器连接。
一种油田原油储罐原油含水量检测方法，包括：
1)、将测试护管安装于储油罐内，并且在测试护管内安装微波检测器；
2)、通过传感器信息电缆将微波检测器与提拉装置相连接，并且提拉装置提拉微波检测器在测试护管内做上下往复运动；
3)、微波检测器中微波发生器发射的微波透过被测量的原油传输到微波接收器，获取微波功率的衰减值和相位移的改变值；
4)、根据衰减值和相位移的改变值计算原油中的水分含量。
所述微波检测器在测试护管内做匀速直线往复运动。
所述匀速直线往复运动速度为0.8—1.2m/min。
与现有技术比较，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种油田原油储罐原油含水量在线检测装置及其检测方法，通过利用高频微波透射介质时产生的衰减、相位改变的特性，将微波检测器通过测试护管放置到储油罐内对储油罐内原油的含水量进行实时在线检测，根据微波检测器在测试护管内做匀速直线往复运动，对运动结果进行处理后，能够精确的获得原油含水量，原油含水率测量范围0—100％、测量精度0.5％，实现了传感器外Φ100mm范围微波原油水分的测量，减少了人工测量的工作量，降低了人工测量的危险，提高工作效率，实现了原油储罐内原油含水量的在线检测信息自动化管理。
附图说明
图1是本发明油田原油储罐原油含水量检测装置结构示意图；
图2是本发明油田原油储罐原油含水量检测装置显示系统结构图。
图中，1—电动绞车；2—传感器信息电缆；3—第一电缆导向滑轮；4—第二电缆导向滑轮；5—罐顶测试口；6—微波发生器；7—微波；8—微波接收器；9—配重器；10—测试护管；11—排气孔；12—储油罐。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种油田原油储罐原油含水量检测装置，包括安装在储油罐12内用于检测原油含水量的测试护管10，储油罐12顶部设置有排气孔11，所述测试护管10底部密封，顶部开口，测试护管10内安装有用于检测测试护管10外原油含水量的微波检测器；所述微波检测器上连接有传感器信息电缆2，传感器信息电缆2与提拉装置连接，微波检测器通过提拉装置在测试护管10内做往复运动，提拉装置通过信道与显示系统相连接。
具体的，所述微波检测器包括依次连接的微波发生器6、微波接收器8和配重器9，微波发生器6与传感器信息电缆2连接，当微波发生器6和微波接收器8工作时，产生微波7。
本发明中，所述储油罐12上开设有罐顶测试口5，测试护管10安装在罐顶测试口5内，并且用钢卡固定。所述测试护管10为聚四氟乙烯测试护管。测试护管10内径Φ28mm，壁厚3mm下部堵头密封。测试护管10总长24m，外径Φ34mm，其内部与储油罐12原油封闭内壁。
优选的，所述提拉装置包括电动绞车1、第一电缆导向滑轮3以及第二电缆导向滑轮4；所述电动绞车1设置在储油罐12底部外侧，第一电缆导向滑轮3设置在储油罐12顶部边缘，第二电缆导向滑轮4设置在储油罐12测试护管10开口处，传感器信息电缆2一端与电动绞车1连接，另一端穿过第一电缆导向滑轮3以及第二电缆导向滑轮4后，与微波检测器的微波发生器6连接。
本发明还提供了一种油田原油储罐原油含水量检测方法，包括：
1)、将测试护管10安装于储油罐12内，并且在测试护管10内安装微波检测器；
2)、通过传感器信息电缆2将微波检测器与提拉装置相连接，并且提拉装置提拉微波检测器在测试护管10内做上下往复运动；
3)、微波检测器中微波发生器发射的微波透过被测量的原油传输到微波接收器，获取微波功率的衰减值和相位移的改变值；
4)、根据衰减值和相位移的改变值计算原油中的水分含量。
所述微波检测器在测试护管10内做匀速直线往复运动，所述匀速直线往复运动速度为0.8—1.2m/min。优选地，以1m/min的速度由下向上再由上向下，在测试护管10内做匀速直线往复运动，
本发明的工作原理：
工作时：值班室通过绞车程序控制系统，控制电动绞车1工作，电动绞车1通过传感器信息电缆2、第一电缆导向滑轮3和第二电缆导向滑轮4，控制微波检测器以1m/min的速度由下向上再由上向下，在测试护管10内做匀速直线往复运动，微波检测器用高频微波在线检测测试护管10外原油的含水量，检测范围Φ100mm直径。微波检测器的微波接收器8随时将检测信息，通过传感器信息电缆2传输给储罐监测信息运算的显示系统，检测信息通过运算将运算结果直接显示在显示系统的模拟储罐画面上，监测数据随机连续自动存储。
如图2所示，所示显示系统为液晶显示器，显示系统将模拟的各个储罐画面、位置进行显示，能够方便工作人员辨认、操作以及读取数据。
本发明针对水的性质设计了特定射频微波，实现了重质原油中水分微波穿透的测量。采用时差法算法，以皮秒级的时域技术进行数据处理及检测运算，设计微波检测器外径Φ26mm，微波有效测量面积Φ126mm，原油含水率测量范围0—100％、测量精度0.5％，实现了传感器外Φ100mm范围微波原油水分的测量。
对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。
Claims (8)
1.一种油田原油储罐原油含水量检测装置，其特征在于，包括安装在储油罐(12)内的测试护管(10)，所述测试护管(10)底部密封，顶部开口，测试护管(10)内安装有用于检测测试护管(10)外原油含水量的微波检测器；所述微波检测器上连接有传感器信息电缆(2)，传感器信息电缆(2)与提拉装置连接，微波检测器通过提拉装置在测试护管(10)内做往复运动，提拉装置通过信道与显示系统相连接。
2.根据权利要求1所述的油田原油储罐原油含水量检测装置，其特征在于，所述微波检测器包括依次连接的微波发生器(6)、微波接收器(8)和配重器(9)，微波发生器(6)与传感器信息电缆(2)连接。
3.根据权利要求1所述的油田原油储罐原油含水量检测装置，其特征在于，所述储油罐(12)上开设有罐顶测试口(5)，测试护管(10)安装在罐顶测试口(5)内，并且用钢卡固定。
4.根据权利要求1或3所述的油田原油储罐原油含水量检测装置，其特征在于，所述测试护管(10)为聚四氟乙烯测试护管。
5.根据权利要求1所述的油田原油储罐原油含水量检测装置，其特征在于，所述提拉装置包括电动绞车(1)、第一电缆导向滑轮(3)以及第二电缆导向滑轮(4)；所述电动绞车(1)设置在储油罐(12)底部外侧，第一电缆导向滑轮(3)设置在储油罐(12)顶部边缘，第二电缆导向滑轮(4)设置在储油罐(12)测试护管(10)开口处，传感器信息电缆(2)一端与电动绞车(1)连接，另一端穿过第一电缆导向滑轮(3)以及第二电缆导向滑轮(4)后，与微波检测器连接。
6.一种基于根据权利要求1所述的油田原油储罐原油含水量检测装置的检测方法，其特征在于，包括：
1)、将测试护管(10)安装于储油罐(12)内，并且在测试护管(10)内安装微波检测器；
2)、通过传感器信息电缆(2)将微波检测器与提拉装置相连接，并且提拉装置提拉微波检测器在测试护管(10)内做上下往复运动；
3)、微波检测器中微波发生器发射的微波透过被测量的原油传输到微波接收器，获取微波功率的衰减值和相位移的改变值；
4)、根据衰减值和相位移的改变值计算原油中的水分含量。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述微波检测器在测试护管(10)内做匀速直线往复运动。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述匀速直线往复运动速度为0.8—1.2m/min。
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