CN202886307U - 一种新的原油含水仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新的原油含水仪，其特征是气液分离装置与取样装置连接，液体回路和气体回路的一端分别与气液分离装置连接，另一端均与设备出口连接；在液体回路上依次设有正U型管装置、泵和加热装置，其中在设置加热装置的那一段液体回路上，还设置有温差测量装置和系统温度保护装置。本实用新型依赖理论计算方法，避免了传统原油含水率测量中的经验成分，因而量程范围和精度极大提高，并且使用中无放射性，不受被测物矿化度影响，适用范围广，精度高。

Description

一种新的原油含水仪

技术领域

本实用新型涉及油田开采设备技术领域，具体涉及一种原油含水仪，用于测量水在原油中所占的体积比率即原油含水率。 

背景技术

随着油田开采、集输技术的发展，特别是上世纪九十年代末开始，油田对原油含水仪的需求日益迫切。目前原油含水仪主要使用伽马射线或电容法测量原油的体积含水率。但是采用了伽马射线，需要执行较高的安全防护标准，且伽马射线测含水率时，是使用油水的密度作为特征量，依据油、水密度的不同来计量含水率，由于油、水密度较接近（其密度比在0.83:1到0.93:1），导致测量精度受到限制，特别是在稠油（其密度为水的90％以上）状态时，很难精确测定含水率。而采用电容法，是使用介电常数作为特征量，这种测量方法虽然避免了伽马射线带来的安全隐患，且油、水介电常数相差非常大，可以较容易的区分油、水，但水的介电常数受矿化度影响非常大，限制了此类产品的使用范围，很难精确测定含水率。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种新的原油含水仪，用以在绝大多数场合更准确的测定原油含水率。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新的原油 含水仪，其特征在于：气液分离装置与取样装置连接，液体回路和气体回路的一端分别与气液分离装置连接，另一端均与取样设备出口连接；在液体回路上依次设有正U型管装置、泵和加热装置，其中在设置加热装置的那一段液体回路上，还设置有温差测量装置和系统温度保护装置。 

其中温差测量装置设有两个探头，分别设置在加热装置的前后端。 

其中泵为一个定流量泵或流量稳定的可控流量泵，在其为一个可控流量泵时，泵流量数据需外传，用于原油含水率计算。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型是专利申请人投资进行了大量的研究和试验发展而来，其原理是把比热作为特征量（油、水的比热比约为1:2），依赖理论计算方法，避免了传统原油含水率测量中的经验成分，因而量程范围和精度极大提高，并且使用中无放射性，可测量稠油，不受被测物矿化度影响，适用范围广，精度高。 

附图说明

图1是本实用新型的结构和工作示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。 

如图1所示，原油含水仪中，被测物首先进入取样装置1进行取样，之后在气液分离装置2进行气液初步分离，分离后的气体经气体回路9连入设备出口，其余取样到的被测物经正U型管装置3、泵4，准备进入加热装置5，这时温差测量装置6的一个探头测量出加热前 的温度，在通过加热装置5后，温差测量装置6的另一个探头测量出加热后的温度，在被测物通过加热装置5时，系统温度保护装置7对被测物温度进行监控，被测物通过加热装置5后，经液体回路8连入设备出口。 

有一个利用压差原理测量密度的正U型管装置3，目的在于排除取样物中含有的气泡对含水率测量的影响。 

根据现场工况的不同，泵4为一个定流量泵或流量稳定的可控流量泵，在其为一个可控流量泵时，泵流量数据需外传，用于原油含水率计算。 

在被测物通过加热装置5时，系统温度保护装置7对被测物温度进行监控，如温度过高，则判断为没有来流或系统出现故障，这时会切断加热装置5的加热功能。 

取样装置1从系统总的来流中取样，取到的样品在气液分离装置2中进行气液初步分离，分离后的气体经气体回路9连入设备出口，其余取样到的被测物由泵4抽出，由正U型管装置3测出此部分中含有的极少量气体。计算公式如下： 

ΔP_xup=ρ_mxgh_x+ΔP_fx

ΔP_xdown=ΔP_fx-ρ_mxgh_x

2P_xdowngh_x=ΔP_fx-ΔP_xdown

ρ_mx=(ΔP_xup-ΔP_xdown)/2gh_x——① 

式中：ρ_mx：气液分离后的取样到的被测物密度，单位kg/m³

ΔP_xup：正U型管装置3的正U型管装置上升管压差，单位kg/m³

ΔP_fx：流体与管壁形成的摩擦力产生的压强，单位Pa 

ΔP_xdown：正U型管装置3的正U型管装置下降管压差，单位kg/m³

h_x：取样压差点高度差，单位m 

然后流体流经加热装置5，温差测量装置6测量出加热前后的温差ΔT 

$W=Q_P(\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mx}}}{{\mathrm{\ρ}}_{w}H+(1-H){\mathrm{\ρ}}_o}{\mathrm{HC}}_W{\mathrm{\ρ}}_w+\frac{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mx}}}{{\mathrm{\ρ}}_{w}H+(1-H){\mathrm{\ρ}}_o}(1-H)C_o{\mathrm{\ρ}}_o)$ ———② 

①、②联立求出含水率H 

式中：W：加热功率，由加热装置5的选型决定 

Q_P：泵4的流量，单位m³/s 

C_W：水比热，单位J/kg·℃ 

C_o：油比热，单位J/kg·℃。 

Claims (3)

1.一种新的原油含水仪，其特征在于：气液分离装置(2)与取样装置(1)连接，液体回路(8)和气体回路(9)的一端分别与气液分离装置(2)连接，另一端均与设备出口连接；在液体回路(8)上依次设有正U型管装置(3)、泵(4)和加热装置(5)，其中在设置加热装置(5)的那一段液体回路上，还设置有温差测量装置(6)和系统温度保护装置(7)。

2.如权利要求1所述的一种新的原油含水仪，其特征在于：温差测量装置(6)设有两个探头，分别设置在加热装置(5)的前后端。

3.如权利要求1所述的一种新的原油含水仪，其特征在于：泵(4)是一个定流量泵或流量稳定的可控流量泵，在其为一个可控流量泵时，泵流量数据需外传，用于原油含水率计算。