CN1789969A - 测量储油罐中原油含水率和纯原油含量的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测量储油罐中原油含水率和纯原油含量的装置，主要由液位测量元件、压力测量仪表、数据处理显示仪等组成。液位测量元件测量储油罐内原油的液位，压力测量仪表测量储油罐中无原油部分的罐壁压力和底部承受的压力，通过经验公式，计算出原油的含水率和纯原油的含量。本发明适用于在线测定储油罐中原油含水率和纯原油含量，适用于测量储油罐中主要含两种组分之流体的组分含量。具有结构简单、造价低廉、测量准确及时、安全、无污染等优点。

Description

测量储油罐中原油含水率和纯原油含量的装置

                          技术领域

本发明涉及测量两种组分组成的混合流体中各组分含量的装置，具体来说是一种测量储油罐中原油的含水率和纯原油含量的装置。

                          技术背景

石油开采生产中，从地底采出的原油经过脱气之后，往往需要先在储油罐中存够一定量后，才通过输油管道或油罐车运走。由于储油罐中的原油总是处于动态变化的状态，因此人们对罐中的原油含水率和纯原油含量等情况很难随时掌握，这给开采原油的生产管理、科学使用等带来了莫大困难。

                          发明内容

本发明的目的在于提供一种自动连续测量储油罐中原油含水率和纯原油含量的装置。

基于原油的成份中主要是纯原油和水两种成份的特点，原油中的少量杂质计算时可以忽略不计或包含在纯原油含量之中。本发明主要由液位测量元件、压力测量仪表和数据处理显示仪所组成。液位测量元件放置在储油罐内原油的液面上，用于测量液体的液位高度；两个压力测量仪表分别安装在储油罐中油面之上方和储油罐内之罐底处，分别测量出两处的压力；数据处理显示仪将液位测量元件、压力测量仪表的信号进行数据处理并将结果作出显示。

若储油罐为非密闭状态时，储油罐内油面上方的压力与大气压力相等，则无需使用安装在储油罐中油面上方的压力测量仪表。

本发明的工作原理和运行程序是：

1)液位测量元件1能够测量出储油罐内原油的液位高度h，进而得出原油的总体积V：

V＝πr²h

式中：π为圆周率，r为储油罐的半径。

2)压力测量仪表2测出储油罐中无原油部分的压力P₁；压力测量仪表3测出储油罐的罐底压力P₂。进而计算出储油罐内原油的压力差ΔP＝P₂-P₁；

如果储油罐为非密闭结构，此时储油罐内压力与外界的大气压力相等，储油罐内原油的压力差ΔP＝P₂，则可以不用压力测量仪表2。

3)数据处理显示仪6根据上述储油罐内原油的液位高度h、总体积计量V和原油的压力差ΔP，计算出原油含水率x和纯原油含量c，其关系式为：

x＝ΔP·k+d

c＝V(1-x)

式中：根据大量试验，得到的经验公式是k＝1/(ρ_水gh-ρ_油gh)，d＝ρ_油gh/(ρ_油gh-ρ_水gh)，g为重力加速度，ρ_水、ρ_油分别为水的密度和纯原油的密度。

数据处理显示仪6将计算结果在显示屏上直接显示出来。

本发明，能够连续而准确地检测出储油罐中原油的含水率和纯原油含量情况。本发明结构简单，造价低廉，使用方便，安全无污染，适用于测量含两种主要成份含量之各种罐装混合流体。

                        附图说明

附图1.本发明在密闭式储油罐中的位置示意图；

附图2.本发明在非密闭式储油罐中的位置示意图；

附图3.本发明的电路方框示意图。

图中，1是液位测量元件，2是罐内无液部分的压力测量仪表，3是罐底的压力测量仪表，4是储油罐，5是原油，6是数据处理显示仪。

                        具体实施方式

下面结合附图叙述两个实施例，以对本发明作进一步描述。

实施例1，一台测量密闭式储油罐中之原油含水率和纯原油含量的装置。

各部件间的连接如图1、图3所示。液位测量元件1采用浮子式液位仪，将其放置在储油罐4内的原油5液面上，用之测量罐内原油的液位高度h(单位：m)；罐内无液部分的压力测量仪表2采用压阻式压力传感器，将其安装在液面上方的储油罐内壁上，用之测出罐中无原油部分的压力P₁(单位：Pa)；压力测量仪表3采用压阻式压力传感器，将其安装在储油罐之底部，测出储油罐的罐底压力P₂(单位：Pa)。液位测量元件1、罐内无液部分的压力测量仪表2、压力测量仪表3分别与数据处理显示仪6电路连接，数据处理显示仪6采用常用的工业控制计算机。

数据处理显示仪6依据下述经验公式计算出密闭式储油罐中之原油含水率x(％)和纯原油含量c(m³)：

x＝ΔP·k+d

c＝V(1-x)

式中：k＝1/(ρ_水gh-ρ_油gh)，d＝ρ_油gh/(ρ_油gh-ρ_水gh)，g为重力加速度(9.8N/kg)，ρ_水、ρ_油分别为水的密度(kg/m³)和纯原油的密度(kg/m³)。

实施例2，一台测量非密闭储油罐中原油含水率和纯原油含量的装置。

如图2所示。本测量装置与上述实施例1基本相同，不同之处在于：由于储油罐4为非密闭状态，故该装置省去了罐内无液部分的压力测量仪表2。

数据处理显示仪6依据下述经验公式计算出非密闭式储油罐中之原油含水率x和纯原油含量c：

x＝P₁·k+d

c＝V(1-x)

式中：k＝1/(ρ_水gh-ρ_油gh)，d＝ρ_油gh/(ρ_油gh-ρ_水gh)，g为重力加速度(9.8N/kg)，ρ_水、ρ_油分别为水的密度(kg/m³)和纯原油的密度(kg/m³)。

Claims (3)

1.测量储油罐中原油含水率和纯原油含量的装置，其特征在于：有液位测量元件(1)、压力测量仪表(3)和数据处理显示仪(6)构成，液位测量元件(1)放置在储油罐内原油(5)的液面上，压力测量仪表(3)安装在储油罐(4)内之底部，液位测量元件(1)和压力测量仪表(3)分别与数据处理显示仪(6)电路连接。

2.按照权利要求1所说的测量测量储油罐中原油含水率和纯原油含量的装置，其特征在于：在油面上方之储油罐(4)内，安装有压力测量仪表(2)，其与数据处理显示仪(6)电路连接。

3.按照权利要求1所说的测量装置，其特征在于：数据处理显示仪(6)按以下公式进行计算：

1)液位测量元件(1)能够测量出储油罐(4)内原油的液位高度h，从而得到原油的总体积量V：

V＝πr²h

式中：π为圆周率，r为储油罐的半径

2)两个压力测量仪表(2)、(3)，能够分别测量出储油罐(4)中之无原油部分的罐壁压力P₁和罐内壁底部的原油压力P₂，从而计算出储油罐内原油的压力差ΔP＝P₂-P₁；

4)依据储油罐(4)内原油的液位高度h、液体总体积V和原油的压力差ΔP，计算出原油的含水率x和纯原油含量c：

x＝ΔP·k+d

c＝V(1-x)

式中：k＝1/(ρ_水gh-ρ_油gh)，d＝ρ_油gh/(ρ_油gh-ρ_水gh)，g为重力加速度，ρ_水、ρ_油分别为水的密度和纯原油的密度。