CN117741109A - 油井产出液自动取样含水检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油井产出液自动取样含水检测装置及检测方法，装置包括：计量筒，用于容纳检测液；溢放筒，套在计量筒的上部外周，接纳计量筒的溢流液；检测管，底部通过测量连通管与计量筒的下部相连构成连通器，且容纳有指示液，外壁设有对应指示液的液位高度及检测液含水率的刻度线；内储液包，位于计量筒的内腔，采用无张力材料容纳指示液且密封连接在测量连通管的内管口，隔离检测液与指示液的同时传递液柱压力。检测方法依次包括如下步骤：计量筒复位排净残液；检测液从底部注入计量筒中；检测液溢流停止进液；数字液位计检测检测管内的指示液高度并发送给无纸记录仪；无纸记录仪记录并换算得到计量筒中检测液的含水率。

Description

油井产出液自动取样含水检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种取样检测装置，尤其涉及一种油井产出液自动取样含水检测装置，本发明还涉及一种油井产出液自动取样含水检测方法，属于油井产出液检测技术领域。

背景技术

采油井产出液多为油、气、水三相，为了得到单井的产油量，掌握油井含水变化动态，需要对采出液进行取样和含水检测化验，此项工作一般每口油井每三至四天进行一次，针对新井或措施后动态变化大的油井，需要加密进行监测，取样频次有所增加，有时个别井进行一天一到两次。

目前，油井产出液的含水检测工作，是由采油工通过油井的取样闸门将油井产出液放至取样桶中，取样桶依据监测要求不同，分500ml和1000ml两种，再统一集中送至化验室进行含水化验检测，化验后的废油再集中送至站库回收。这样不但使得采油工、化验工的取样及化验工作量大，而且存在原油污染环境的风险。

公开号为CN 116500097A的中国发明申请，公开了一种高含水油井井口含水率测量装置及含水率测量方法，其技术方案为：包括能够对井口产出液进行取样的取样单元，所述取样单元包括能够密封的测量容器，所述测量容器内设置有对所述测量容器内介质的介电常数进行检测的电容式测量单元；还包括能够对所述测量容器内部介质的差压进行检测的差压测量单元以及对所述测量容器内部介质进行加热的加热控温单元；还包括接收、处理和存储所述电容式测量单元、差压测量单元和加热控温单元信号的控制器。该技术方案需要测定检测液的介电常数，而且还需要加热并记录压差，干扰因素比较多，含水率测试不准确，且装置复杂，成本高，精度低。

发明内容

本发明的首要目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油井产出液自动取样含水检测装置，替代原油取样化验工作，降低人员劳动强度，同时避免取样化验过程中原油的污染问题。

为解决以上技术问题，本发明的一种油井产出液自动取样含水检测装置，包括：

计量筒，用于容纳检测液；

溢放筒，套在所述计量筒的上部外周，接纳计量筒的溢流液；

检测管，底部通过测量连通管与所述计量筒的下部相连构成连通器，且容纳有指示液，外壁设有对应指示液的液位高度及检测液含水率的刻度线；

内储液包，位于计量筒的内腔，采用无张力材料容纳指示液且密封连接在所述测量连通管的内管口，隔离检测液与指示液的同时传递液柱压力。

进一步的，所述测量连通管的中段设有容纳指示液的外储液包，所述外储液包为刚性容器。

进一步的，所述检测管的上部设有高精度数字液位计，所述高精度数字液位计测得的指示液的液位高度送入智能无纸记录仪中存储并换算出检测液的含水率。

进一步的，所述计量筒的底部呈锥形且中心最低处连接有计量筒排液管，所述计量筒排液管的中段安装有排液电磁阀，所述计量筒排液管的出口通过套管口连接头与套管气相通。

进一步的，所述计量筒的侧壁底部设有计量筒进液口，所述计量筒进液口与进液管相连，所述进液管的中段安装有进液电磁阀。

进一步的，所述溢放筒的顶部设有将其封闭的溢放筒顶盖，所述溢放筒的底部设有中间高四周低的溢放筒锥底，所述溢放筒锥底的最低处连接有溢放筒排液管且安装有溢流电磁阀。

进一步的，所述溢放筒排液管的下端通过溢流连接管与所述计量筒侧壁底部的计量筒进液口相连。

进一步的，所述溢流连接管低于所述测量连通管，且溢流连接管的中段安装有下磁性浮球开关，所述下磁性浮球开关的底部排口与计量筒排液管相连。

进一步的，所述溢放筒顶盖上设有溢放筒排气口，所述检测管的顶部设有顶部封闭的检测管排气腔，所述溢放筒排气口与检测管排气腔相通，所述检测管排气腔与平衡管相连，所述平衡管的中段设有平衡电磁阀，所述平衡管的出口与套管气相通。

进一步的，所述套管口连接头的侧壁出口连接有压力表阀门，所述压力表阀门的出口通过三通安装有套管压力表且与所述平衡管的出口相连。

进一步的，所述套管压力表测得的套管气压力值送入智能无纸记录仪中存储并记录，所述智能无纸记录仪根据套管气压力值的增量，通过气体状态方程推算出套管产气量，作为套管气利用的依据。

进一步的，所述溢放筒顶盖上安装有探测溢放筒中液位的上磁性浮球开关。

进一步的，所述外储液包中插接有探测指示液温度的温度传感器，所述温度传感器测得的指示液温度送入智能无纸记录仪中存储并记录。

进一步的，所述溢放筒顶盖上对称设有安装吊耳，所述安装吊耳通过吊索悬吊在三角支架的中心，所述安装吊耳、计量筒及检测管的轴线位于同一个竖直平面内。

进一步的，还包括控制系统，所述控制系统包括：

计量筒复位控制回路，复位按钮FA、继电器KA2的常闭触点、继电器KA3的常闭触点与继电器KA1的线圈相串联，继电器KA1的自保触点与复位按钮FA并联；

计量筒进液控制回路，测量开始按钮CA、继电器KA3的常闭触点与继电器KA2的线圈相串联，继电器KA2测量开始按钮CA并联；

计量筒排液控制回路，测量结束按钮JA、继电器KA2的常闭触点与继电器KA3的线圈相串联，继电器KA3的自保触点与测量结束按钮JA并联；

继电器KA2的常开触点、继电器KA1的常闭触点串联在继电器KFA的线圈回路中，继电器KFA的常开触点控制所述进液电磁阀的打开；

继电器KA1的常开触点与继电器KA3常开触点并联后，串联在继电器KFB及继电器KFD的线圈回路中，继电器KFB的常开触点控制所述溢流电磁阀的打开，继电器KFD的常开触点控制所述排液电磁阀的打开；

继电器KA1、继电器KA2、继电器KA3的常开触点并联后，再串联在继电器KFC的线圈回路中，继电器KFC的常开触点控制则所述平衡电磁阀的打开。

进一步的，所述继电器KA1的线圈回路中串联有下磁性浮球开关的常开触点。

进一步的，所述继电器KA2的线圈回路中串联有上磁性浮球开关的常闭触点。

进一步的，所述继电器KA3的线圈回路中串联有下磁性浮球开关的常开触点。

进一步的，电源“关”按钮TA、电源“开”按钮QA与继电器KA的线圈相串联，继电器KA的自保触点与电源“开”按钮QA相并联，继电器KA的常开出头控制所述计量筒复位控制回路、计量筒进液控制回路及计量筒排液控制回路的电源。

进一步的，可编程时控开关的第一常开触点与继电器KA3的常开触点并联后串联在继电器KD的线圈回路中；所述继电器KA的线圈回路中串联有继电器KD的常闭触点，继电器KD的常开触点与所述电源“开”按钮QA相并联，可编程时控开关的第二常开触点与继电器KD的常闭触点相并联。

进一步的，所述上磁性浮球开关的常开触点串联在延时继电器KT1的线圈回路中，延时继电器KT1的延时闭合常开触点与所述测量结束按钮JA相并联。

本发明的另一个目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种油井产出液自动取样含水检测方法，替代原油取样化验工作，降低人员劳动强度，同时避免取样化验过程中原油的污染问题。

为解决以上技术问题，本发明的一种油井产出液自动取样含水检测方法，采用如权利要求9所述的油井产出液自动取样含水检测装置，依次包括如下步骤：

S1、计量筒复位，排净残液；

S2、打开进液电磁阀和平衡电磁阀，关闭溢流电磁阀和排液电磁阀，检测液从底部注入计量筒中；

S3、检测液从计量筒的上端口溢流进入溢放筒中，关闭进液电磁阀和平衡电磁阀，计量筒停止进液；

S4、计量筒中的液柱压力通过内储液包向检测管中传递，高精度数字液位计检测检测管内的指示液高度；

S5、无纸记录仪记录检测管内的指示液高度值，并换算得到计量筒中检测液的含水率。

进一步的，所述检测管中的指示液高度与计量筒中检测液含水率之间的对应关系，按如下步骤标定：

B1、用纯水注入计量筒中直至溢流，检测管中的指示液稳定后，对应的最高液位标定为100%含水率；

B2、用原油注入计量筒中直至溢流，检测管中的指示液稳定后，对应的最低液位标定为0%含水率；

B3、在最高液位与最低液位之间均匀划分刻度线，即对于实际检测液的含水率。

相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：1、针对油田的特定区块，原油物性是特定的，即每口油井的原油密度是恒定的，油井混合液中的含水率与混合液密度呈线性对应关系，利用简单的装置即可精确测出油井产出液的含水率，简单实用，不受干扰因素的影响。

2、油井产出液自动取样含水检测装置，安装在油井旁边，实现油井产出液的可设置定时自动取样和含水检测，记录在无纸记录仪中或通过信息化系统上传检测结果。

3、通过设定可编程时控开关的不同时间段，完成每天多次取样和含水检测记录，全过程无需要人员干预；改变了原有人工采用取样桶取样，集中送化验室化验，以及废液的转移与处理，大大降低了采油工、化验工的劳动强度。

4、利用套管气平衡连通器两端的顶部压力，使测量更准确；且利用套管气的压力可以加速排液，提高测量效率；此外可以监测套管气的压力及其回收价值。

5、全过程密闭检测，残液和废气均直接回井，完全避免环境污染。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。

图1为本发明油井产出液自动取样含水检测装置的组成及管路连接图；

图2为本发明的检测装置悬吊后的状态图；

图3为三角支架的俯视图；

图4为本发明中的控制电路图；

图中：1.计量筒；2.溢放筒；3.内储液包；4.外储液包；5.检测管；6.安装吊耳；7.高精度数字液位计；8.上磁性浮球开关；9.下磁性浮球开关；10.温度传感器；11.套管压力表；12.进液管；13.计量筒排液管；14.溢放筒排液管；15.平衡管；16.套管口连接头；17.进液电磁阀；18.溢流电磁阀；19.平衡电磁阀；20.排液电磁阀；21.压力表阀门；22.三角支架；23.吊索。

具体实施方式

在本发明的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。

如图1至图3所示，本发明的油井产出液自动取样含水检测装置由计量筒1、溢放筒2、检测管5、高精度数字液位计7、进液电磁阀17、溢流电磁阀18、平衡电磁阀19、排液电磁阀20、套管压力表11、温度传感器10等组成。

计量筒1是装置的计量关键部件，长度不小于1米，通常采用1米至1.5米。计量筒1的底部呈锥形且中心最低处连接有计量筒排液管13，计量筒排液管13的中段安装有排液电磁阀20，计量筒排液管13的出口通过套管口连接头16与套管气相通。

计量筒1的侧壁底部设有计量筒进液口，计量筒进液口与进液管12相连，进液管12的中段安装有进液电磁阀17。

溢放筒2的顶部设有将其封闭的溢放筒顶盖，溢放筒2的底部设有中间高四周低的溢放筒锥底，溢放筒锥底的最低处连接有溢放筒排液管14且安装有溢流电磁阀18；溢放筒顶盖上安装有探测溢放筒2中液位的上磁性浮球开关8。

溢放筒排液管14的下端通过溢流连接管与计量筒1侧壁底部的计量筒进液口相连。溢流连接管低于测量连通管，且溢流连接管的中段安装有下磁性浮球开关9，下磁性浮球开关9的底部排口与计量筒排液管13相连。

溢放筒顶盖上设有溢放筒排气口，检测管5的顶部设有顶部封闭的检测管排气腔，溢放筒排气口与检测管排气腔相通，检测管排气腔与平衡管15相连，平衡管15的中段设有平衡电磁阀19，平衡管15的出口与套管气相通。

套管口连接头16的侧壁出口连接有压力表阀门21，压力表阀门21的出口通过三通安装有套管压力表且与平衡管15的出口相连。套管压力表测得的套管气压力值送入智能无纸记录仪中存储并记录，智能无纸记录仪根据套管气压力值的增量，通过气体状态方程推算出套管产气量，作为套管气利用的依据。

内储液包3、外储液包4及检测管5中置有纯水或40%的酒精（考虑冬季的防冻问题）作为指示液，内储液包3采用无张力材料，位于计量筒1的内腔，最大容积为350-500mL，密封连接在测量连通管的内管口，隔离检测液与指示液的同时传递液柱压力。外储液包4为刚性壳体，检测管5与计量筒1通过内储液包3仍起到连通作用，实现计量筒1中的检测液与检测管5中的指示液相互隔离并传递压力，计量筒1通过内储液包3与检测管5构成连通器原理。

检测管5上部500mm进行毫米刻度标识，用来对高精度数字液位计7进行标定；高精度数字液位计7采用铠装直杆式液位变送器，测量范围0-300mm，精度0.2%。高精度数字液位计7测得的指示液的液位高度送入智能无纸记录仪中存储并换算出检测液的含水率。

此外，外储液包中插接有探测指示液温度的温度传感器10，温度传感器10测得的指示液温度送入智能无纸记录仪中存储并记录，来修正温度对检测液密度的影响，整套装置的含水率精度可控制在1%，且呈线性，不受含水率范围的影响。

溢放筒顶盖上对称设有两只安装吊耳6，两只安装吊耳6通过吊索23悬吊在三角支架22的中心。两只安装吊耳6的连线与计量筒1、检测管5、计量筒排液管13的轴线位于同一个竖直平面内，保证整个装置在三角支架22的作用下与地面垂直，从而不用进行水平、垂直度的二次调整。

计量筒1采用聚四氟乙烯材料，或内表面喷涂不粘油涂料，防止计量后内壁粘油而影响下次计量的精度。

装置排液是通过平衡管15，将装置顶部通过高精度数字液位计7的连接件、平衡电磁阀19、平衡管15、压力表阀门21连通套管气，依靠液体重力来实现计量筒1、溢放筒2的排液；计量筒1的底部呈锥状，溢放筒2的底部带坡度，均是为了便于液体从装置中排尽。

计量筒1的进液口低于内储液包3，下磁性浮球开关9的上部入口与计量筒1的底部相连，下磁性浮球开关9的下部排口低于计量筒1的进液口，且与计量筒排液管13相连，作用是检测计量筒1是否排液彻底，保证下次检测的液体为新进的油井产液。

装置设计溢放筒2的目的，是确保计量筒1中液体高度的精准度，防止上磁性浮球开关8的动作误差（位置、时间），避免影响需要计量的油井产出液的高度。

现场安装：装置与三角支架22组装完成后，将进液管12的入口与油井取样闸门连接，出液管13的出口与套管口连接头16相连，套管口连接头16与套管卡箍头相连，平衡管15与套管压力表11的三通接头相连。

温度传感器10的作用是修正检测液的密度受温度的影响，即解决装置的温漂（尤其是酒精的密度受温度影响较大）。

套管压力表11通过对一段时间内套管气压力增量的测量，再通过气体状态方程公式估算油井的套管产气量，作为套管气利用的依据。

工作原理：计量筒1通过内储液包3与检测管5构成连通器原理，由连通器原理可知：

当油井产出液全水时，检测管5中液体高度处于最高位，与计量筒1内液体平衡后的高度一致。

当油井产出液全油时，由于原油密度低于水且基本恒定，检测管5中的液体高度处于最低位；且由于计量筒1上下直径一样，油井产出液的含水体积比（简称含水率）与检测管5中的液位高度成线性对应关系，通过高精度数字液位计7对检测管5中的指示液高度进行测量，即可换算出油井产出液的含水率。

装置标定：检测管5中的指示液高度与计量筒1中检测液含水率之间的对应关系，按如下步骤标定：

B1、用纯水注入计量筒1中直至溢流，检测管5中的指示液稳定后，对应的最高液位标定为100%含水率；

B2、用原油注入计量筒1中直至溢流，检测管5中的指示液稳定后，对应的最低液位标定为0%含水率；

B3、在最高液位与最低液位之间均匀划分刻度线，即对于实际检测液的含水率。

如采用已知与原油密度相当的其它介质，需要与原油密度进行对比，通过线性折算可得对应的含水率。

检测管5采用玻璃管，其上部500mm位置进行毫米刻度，此长度在高精度数字液位计7的探测范围内，用来对高精度数字液位计7进行标定。

工作过程：

1）计量筒复位

每次取样检测时需要对计量筒1和溢放筒2内是否有残液进行检测，若有残液则需要进行排空，从而保证计量筒1内为新取到的油井产液。

2）计量筒进液

进液管12与油井取样闸门连接；装置投用后，取样闸门常开，装置进液时，进液电磁阀17、平衡电磁阀19打开，溢流电磁阀18、排液电磁阀20关闭。

液体由进液管12、进液电磁阀17从计量筒1的底部进入计量筒1的内腔，当计量筒1中的液体进满，达到计量筒1的上沿时，受重力影响液体自动溢流至溢放筒2，从而保证计量筒1中的液体高度为恒定值。

当溢放筒2内液体达到上磁性浮球开关8的检测位置时，上磁性浮球开关8发出信号，关闭进液电磁阀17、平衡电磁阀19，计量筒1停止进液。

3）含水率检测记录

进液过程中，与计量筒1连通的检测管5内的液体在计量筒1内液体的压力作用下而上升，通过延时继电器，保持一段稳定时间（可设定），同时，高精度数字液位计7检测到检测管5内的指示液高度，并记录在无纸记录仪中，通过标定的刻度值即可得到计量筒1内检测液的含水率。此过程中，若油井有气体，可通过平衡管15进入套管环形空间内，不影响检测液含水率测试结果。

4）装置排液

检测结束，延时继电器动作，溢流电磁阀18、平衡电磁阀19、排液电磁阀20打开，进液电磁阀17处于关闭状态；装置上部通过高精度数字液位计7的连接件、平衡电磁阀19、平衡管15、压力表阀门21连通套管气，依靠液体重力来实现计量筒1、溢放筒2的排液。

液位下降至下磁性浮球开关9的检测位置时，排液结束，发出信号使溢流电磁阀18、平衡电磁阀19、排液电磁阀20关闭，完成一次测量，等待下次取样检测。

整个装置工作过程中的取样、检测、排液均不与空气接触，解决了常规取样化验中取样筒、化验仪器以及化验结束后残液的处置等环境污染问题。

如图4所示，控制系统包括电源回路、计量筒复位控制回路、计量筒进液控制回路、计量筒排液控制回路和电磁阀控制回路，

计量筒复位控制回路中：复位按钮FA、继电器KA2的常闭触点KA2-2、继电器KA3的常闭触点KA3-2、下磁性浮球开关9的常开触点9-1与继电器KA1的线圈相串联，继电器KA1的自保触点KA1-1及继电器KD的常开触点KD-3与复位按钮FA并联。

计量筒进液控制回路中：测量开始按钮CA、继电器KA3的常闭触点KA3-3、上磁性浮球开关8的常闭触点8-2与继电器KA2的线圈相串联，继电器KA2测量开始按钮CA并联。继电器KA2的自保触点KA2-1与测量开始按钮CA相并联，继电器KD的常开触点KD-4与下磁性浮球开关9的常闭触点9-3串联后并联在测量开始按钮CA的两端。

计量筒排液控制回路中：测量结束按钮JA、继电器KA2的常闭触点KA2-3、下磁性浮球开关9的常开触点9-2与继电器KA3的线圈相串联，继电器KA3的自保触点KA3-1与测量结束按钮JA并联。上磁性浮球开关8的常开触点8-1串联在延时继电器KT1的线圈回路中，延时继电器KT1的延时闭合常开触点KT1-1与测量结束按钮JA相并联。

继电器KA2的常开触点KA2-4、继电器KA1的常闭触点KA1-2串联在继电器KFA的线圈回路中，继电器KFA的常开触点控制进液电磁阀17的打开。

继电器KA1的常开触点KA1-3与继电器KA3的常开触点KA3-4并联后，串联在继电器KFB及继电器KFD的线圈回路中，继电器KFB的常开触点控制溢流电磁阀18的打开，继电器KFD的常开触点控制排液电磁阀20的打开。

继电器KA1的常开触点KA1-4、继电器KA2的常开触点KA2-5、继电器KA3的常开触点KA3-6并联后，再串联在继电器KFC的线圈回路中，继电器KFC的常开触点控制则平衡电磁阀19的打开。

电源“关”按钮TA、电源“开”按钮QA与继电器KA的线圈相串联，继电器KA的自保触点与电源“开”按钮QA相并联，继电器KA的常开出头控制计量筒复位控制回路、计量筒进液控制回路及计量筒排液控制回路的电源。

可编程时控开关的第一常开触点KS-1与继电器KA3的常开触点KA3-5并联后串联在继电器KD的线圈回路中；继电器KA的线圈回路中串联有继电器KD的常闭触点KD-2，可编程时控开关的第二常开触点KS-2与继电器KD的常闭触点KD-2相并联。

控制过程如下：

1、装置采用24V直流电源供电，可采用手动按电源“开”按钮QA、复位按钮FA、测量开始按钮CA、测量结束按钮JA、电源“关”按钮TA来实现人工取样、含水检测和排液；同时，装置也通过可编程时控开关来实现每天的定时、多次取样、含水检测和排液。

2、装置电源通断

可编程时控开关到达设定的开始时间，其第一常开触点KS-1闭合，或者继电器KA3的常开触点KA3-5闭合时，继电器KD的线圈得电，继电器KD的常开触点KD-1闭合。

可编程时控开关的第二常开触点KS-2闭合时，按下电源“开”按钮QA，或者继电器KD的常开触点KD-1闭合，继电器KA的线圈得电，其常开触点KA-1闭合维持继电器KA的线圈得电，电源指示灯L1亮，继电器KA的常开触点KA-2闭合，将装置电源接通。

按下电源“关”按钮TA，或可编程时控开关到达设定的结束时间，其常开触点KS-1、KS-2均断开，继电器KD的线圈失电，继电器KD的常闭触点KD-2断开，继电器KA的线圈也失电，电源指示灯L1熄灭，继电器KA的常开触点KA-2断开，将装置电源断开。

3、计量筒复位准备，目的是排掉计量筒可能存在的残液，保证检测到的油井产液为新进计量筒的液体。

按下复位按钮FA，或可编程时控开关到达设定的开始时间，继电器KD的常开触点KD-3闭合，继电器KA1的线圈得电，继电器KA1的常开触点KA1-1闭合自保，复位指示灯L2亮，继电器KA1的常闭触点KA1-2断开，使继电器KFA不能得电，进液电磁阀17处于关闭状态；

继电器KA1的常开触点KA1-4闭合，继电器KFC得电，平衡电磁阀19打开；

继电器KA1的常开触点KA1-3闭合，继电器KFB、继电器KFD得电，溢流电磁阀18、排液电磁阀20打开，装置排液。

KA1-2起互锁作用，防止排液时继电器KFA得电，避免进液电磁阀17打开进液；当排液完成后，下磁性浮球开关9的常开触点9-1断开，继电器KA1的线圈失电，下磁性浮球开关9的常开触点9-2断开，继电器KA3的线圈失电，复位结束。

当计量筒1内无残液时，下磁性浮球开关9的常开触点9-1处于断开状态，按下复位开关按钮，继电器KA1的线圈无法得电，复位指示灯L2也不亮。

4、计量筒进液。

按下测量开始按钮CA，或可编程时控开关到达设定的开始时间，继电器KD常开触点KD-4闭合，因计量筒1经过复位过程，此时下磁性浮球开关9的常闭触点9-3处于闭合状态，继电器KA2的线圈得电，其常开触点KA2-1闭合自保，进液指示灯L3亮，继电器KA2的常开触点KA2-4闭合，继电器KFA得电，进液电磁阀17打开，计量筒1进液；继电器KA2的常闭触点KA2-2切断继电器KA1的线圈回路。

继电器KA2的常开触点KA2-5闭合，继电器KFC得电，平衡电磁阀19打开，保持计量筒1及检测管5的顶部压力平衡。

继电器KA2的常闭触点KA2-3断开，排液电路为断路，使继电器KA3的线圈失电，排液电路中继电器KFB、继电器KFD不能得电，溢流电磁阀18及排液电磁阀20处于关闭状态。

当计量筒1中检测液进满，达到计量筒1的上沿时，自动溢流至溢放筒2中，当溢放筒2内液体达到上磁性浮球开关8的检测位置时，上磁性浮球开关8的常闭触点8-2断开，进液电路中继电器KA2的线圈失电，进液电磁阀17、平衡电磁阀19关闭，进液结束。

继电器KA2的常闭触点KA2-3、继电器KA3的常闭触点KA3-3起互锁作用，防止进液电路的继电器KA2的线圈和排液电路的继电器KA3的线圈同时得电。

5、装置检测记录。溢放筒2内液体达到上磁性浮球开关8的检测位置时，进液结束后，上磁性浮球开关8的常开触点8-1闭合，延时继电器KT1的线圈得电，考虑进液过程波动对检测数据影响，增加检测记录延时电路，延时继电器KT1可以选0~30分钟，延时一段时间后，延时闭合常开触点KT1-1闭合，继电器KA3的线圈得电，进行排液动作，从而保证高精度数字液位计7能够检测记录到稳定的液位数据。继电器KA3的线圈得电时，其常闭触点KA3-2切断继电器KA1的线圈回路。

6、计量筒排液。按下测量结束按钮JA，或延时继电器KT1到达设定时间，常开触点KT1-1闭合，继电器KA3闭合，其常开触点KA3-1闭合自保，排液指示灯L4亮；排液电磁阀控制电路中继电器KA3的常开触点KA3-4闭合，排液电路接通，继电器KFB、继电器KFD得电，溢流电磁阀18、排液电磁阀20打开，装置排液。继电器KA3的常开触点KA3-6闭合，继电器KFC得电，平衡电磁阀19打开，利用套管气的压力使排液更加顺畅。

排液结束，下磁性浮球开关9的常开触点9-1断开，继电器KA3的线圈失电，其常开触点KA3-4断开，继电器KFB、继电器KFD断电，溢流电磁阀18、排液电磁阀20关闭；继电器KA3的常开触点KA3-6断开，继电器KFC断电，平衡电磁阀19关闭。

当可编程控开关到达设定的时间段，继电器KD的常闭触点KD-2断开，继电器KA的线圈失电，整个装置断电。某些检测液比较粘，排液缓慢，为防止排液未完成的情况下装置断电，将继电器KA3的常开触头KA3-5与继电器KD的常闭触点KD-2相并联，保证排液完成前，装置不会断电。

可编程时控开关设定的时间段需要稍大于完成一次复位、进液、检测记录、排液的总时间。完成上述动作后，等待下一次设定的取样检测时间，进入下一轮复位、取样、检测记录、排液循环。

以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，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，非因此局限本发明的专利保护范围，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。除上述实施例外，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还可以有其他实施方式。本发明还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (23)

1.一种油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，包括：

计量筒，用于容纳检测液；

溢放筒，套在所述计量筒的上部外周，接纳计量筒的溢流液；

检测管，底部通过测量连通管与所述计量筒的下部相连构成连通器，且容纳有指示液，外壁设有对应指示液的液位高度及检测液含水率的刻度线；

内储液包，位于计量筒的内腔，采用无张力材料容纳指示液且密封连接在所述测量连通管的内管口，隔离检测液与指示液的同时传递液柱压力。

2.根据权利要求1所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述测量连通管的中段设有容纳指示液的外储液包，所述外储液包为刚性容器。

3.根据权利要求1所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述检测管的上部设有高精度数字液位计，所述高精度数字液位计测得的指示液的液位高度送入智能无纸记录仪中存储并换算出检测液的含水率。

4.根据权利要求1所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述计量筒的底部呈锥形且中心最低处连接有计量筒排液管，所述计量筒排液管的中段安装有排液电磁阀，所述计量筒排液管的出口通过套管口连接头与套管气相通。

5.根据权利要求4所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述计量筒的侧壁底部设有计量筒进液口，所述计量筒进液口与进液管相连，所述进液管的中段安装有进液电磁阀。

6.根据权利要求5所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述溢放筒的顶部设有将其封闭的溢放筒顶盖，所述溢放筒的底部设有中间高四周低的溢放筒锥底，所述溢放筒锥底的最低处连接有溢放筒排液管且安装有溢流电磁阀。

7.根据权利要求6所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述溢放筒排液管的下端通过溢流连接管与所述计量筒侧壁底部的计量筒进液口相连。

8.根据权利要求7所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述溢流连接管低于所述测量连通管，且溢流连接管的中段安装有下磁性浮球开关，所述下磁性浮球开关的底部排口与计量筒排液管相连。

9.根据权利要求6所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述溢放筒顶盖上设有溢放筒排气口，所述检测管的顶部设有顶部封闭的检测管排气腔，所述溢放筒排气口与检测管排气腔相通，所述检测管排气腔与平衡管相连，所述平衡管的中段设有平衡电磁阀，所述平衡管的出口与套管气相通。

10.根据权利要求9所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述套管口连接头的侧壁出口连接有压力表阀门，所述压力表阀门的出口通过三通安装有套管压力表且与所述平衡管的出口相连。

11.根据权利要求10所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述套管压力表测得的套管气压力值送入智能无纸记录仪中存储并记录，所述智能无纸记录仪根据套管气压力值的增量，通过气体状态方程推算出套管产气量，作为套管气利用的依据。

12.根据权利要求6所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述溢放筒顶盖上安装有探测溢放筒中液位的上磁性浮球开关。

13.根据权利要求6所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述外储液包中插接有探测指示液温度的温度传感器，所述温度传感器测得的指示液温度送入智能无纸记录仪中存储并记录。

14.根据权利要求6所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于：所述溢放筒顶盖上对称设有安装吊耳，所述安装吊耳通过吊索悬吊在三角支架的中心，所述安装吊耳、计量筒及检测管的轴线位于同一个竖直平面内。

15.根据权利要求9所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括：

计量筒复位控制回路，复位按钮FA、继电器KA2的常闭触点、继电器KA3的常闭触点与继电器KA1的线圈相串联，继电器KA1的自保触点与复位按钮FA并联；

计量筒进液控制回路，测量开始按钮CA、继电器KA3的常闭触点与继电器KA2的线圈相串联，继电器KA2测量开始按钮CA并联；

计量筒排液控制回路，测量结束按钮JA、继电器KA2的常闭触点与继电器KA3的线圈相串联，继电器KA3的自保触点与测量结束按钮JA并联；

继电器KA2的常开触点、继电器KA1的常闭触点串联在继电器KFA的线圈回路中，继电器KFA的常开触点控制所述进液电磁阀的打开；

继电器KA1的常开触点与继电器KA3常开触点并联后，串联在继电器KFB及继电器KFD的线圈回路中，继电器KFB的常开触点控制所述溢流电磁阀的打开，继电器KFD的常开触点控制所述排液电磁阀的打开；

继电器KA1、继电器KA2、继电器KA3的常开触点并联后，再串联在继电器KFC的线圈回路中，继电器KFC的常开触点控制则所述平衡电磁阀的打开。

16.根据权利要求15所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，所述继电器KA1的线圈回路中串联有下磁性浮球开关的常开触点。

17.根据权利要求15所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，所述继电器KA2的线圈回路中串联有上磁性浮球开关的常闭触点。

18.根据权利要求15所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，所述继电器KA3的线圈回路中串联有下磁性浮球开关的常开触点。

19.根据权利要求15所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，电源“关”按钮TA、电源“开”按钮QA与继电器KA的线圈相串联，继电器KA的自保触点与电源“开”按钮QA相并联，继电器KA的常开出头控制所述计量筒复位控制回路、计量筒进液控制回路及计量筒排液控制回路的电源。

20.根据权利要求19所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，可编程时控开关的第一常开触点与继电器KA3的常开触点并联后串联在继电器KD的线圈回路中；所述继电器KA的线圈回路中串联有继电器KD的常闭触点，继电器KD的常开触点与所述电源“开”按钮QA相并联，可编程时控开关的第二常开触点与继电器KD的常闭触点相并联。

21.根据权利要求20所述的油井产出液自动取样含水检测装置，其特征在于，所述上磁性浮球开关的常开触点串联在延时继电器KT1的线圈回路中，延时继电器KT1的延时闭合常开触点与所述测量结束按钮JA相并联。

22.一种油井产出液自动取样含水检测方法，其特征在于，采用如权利要求9所述的油井产出液自动取样含水检测装置，依次包括如下步骤：

S1、计量筒复位，排净残液；

S2、打开进液电磁阀和平衡电磁阀，关闭溢流电磁阀和排液电磁阀，检测液从底部注入计量筒中；

S3、检测液从计量筒的上端口溢流进入溢放筒中，关闭进液电磁阀和平衡电磁阀，计量筒停止进液；

S4、计量筒中的液柱压力通过内储液包向检测管中传递，高精度数字液位计检测检测管内的指示液高度；

S5、无纸记录仪记录检测管内的指示液高度值，并换算得到计量筒中检测液的含水率。

23.根据权利要求22所述的油井产出液自动取样含水检测方法，其特征在于，所述检测管中的指示液高度与计量筒中检测液含水率之间的对应关系，按如下步骤标定：

B1、用纯水注入计量筒中直至溢流，检测管中的指示液稳定后，对应的最高液位标定为100%含水率；

B2、用原油注入计量筒中直至溢流，检测管中的指示液稳定后，对应的最低液位标定为0%含水率；

B3、在最高液位与最低液位之间均匀划分刻度线，即对于实际检测液的含水率。