CN204989082U

CN204989082U - 原油含水率测量装置

Info

Publication number: CN204989082U
Application number: CN201520602057.9U
Authority: CN
Inventors: 相文峰; 王鑫; 赵重阳; 蔡天宇; 赵昆
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2015-08-11
Filing date: 2015-08-11
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2025-08-11

Abstract

本实用新型为一种原油含水率测量装置，包括一支路管道，支路管道上设置有传感器安装孔，传感器安装孔中密封设置有氮化铝基兰姆波传感器组件。本装置将氮化铝基兰姆波传感器置于原油管道的支路管道中，氮化铝基兰姆波传感器与管道中流动的原油直接接触，能够在线实时测量管道中原油含水率，测量方法简单，测量结果准确性、可靠性高，制造成本低，适用于高含水油田生产实际的要求。

Description

原油含水率测量装置

技术领域

本实用新型涉及原油含水率测量技术，尤其涉及一种能在线实时测量的原油含水率测量装置。

背景技术

原油含水率是石油开采、石油化工行业中的一个重要参数，它直接影响到原油的开采、脱水、集输、计量、销售、炼化等，因此，在油田原油生产和储运的过程中，都要求检测原油含水率。原油含水率的在线监测，对于确定油井出水、出油层位，估计原油产量，预计油井开发寿命具有重要意义。同时，准确及时的原油含水率在线监测数据，能够反映出油井的工作状态，对于减小能耗、降低成本，实现油田自动化管理，起着重要作用。

目前含水率的测量方法主要有密度计法、γ射线法、电容法，以上各方法均为间接测量，无法在线实时测量出管道中原油的含水率。

如何实时精确地在线测量出原油含水率，多年来一直是一个难题，这是因为原油体系本身及其所处环境的复杂和多变性以及原油介质、工况条件、测量技术原理等诸多因素的影响。目前，能够直接测量原油含水率的装置中，有一种智能含水分析仪，其应用射线导纳专利技术，制造成本高，并且只适用于含水率低于60％的中低含水率原油。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种原油含水率测量装置，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种原油含水率测量装置，能够在线实时测量管道中原油含水率，测量方法简单，测量结果准确性、可靠性高，制造成本低，适用于高含水油田生产实际的要求。

本实用新型的目的是这样实现的，一种原油含水率测量装置，所述原油含水率测量装置包括一支路管道，所述支路管道上设置有传感器安装孔，所述传感器安装孔中密封设置有氮化铝基兰姆波传感器组件。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述氮化铝基兰姆波传感器组件包括一壳体，所述壳体顶部设置有原油通过孔，所述壳体内部密封设置有氮化铝基兰姆波传感器，所述氮化铝基兰姆波传感器上连接有一交流信号源和一交流信号分析仪。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述氮化铝基兰姆波传感器上固定连接有陶瓷片，所述陶瓷片密封固定连接于所述壳体的内壁。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述壳体底部设置有能拆装的底盖，所述底盖上设置有两个通孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支路管道形状为弧形或者半圆形或者U形。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支路管道上位于所述氮化铝基兰姆波传感器组件两侧的位置分别密封设置有一止水阀门。

由上所述，本实用新型的原油含水率测量装置，将氮化铝基兰姆波传感器置于原油管道的支路管道中，氮化铝基兰姆波传感器与管道中流动的原油直接接触，能够在线实时测量管道中原油含水率，测量方法简单，测量结果准确性、可靠性高，制造成本低，适用于高含水油田生产实际的要求。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的原油含水率测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供的原油含水率测量装置100，包括一支路管道1，支路管道1密封安装于原油管道200上，支路管道1上设置有传感器安装孔11，传感器安装孔11中密封设置有氮化铝基兰姆波传感器组件2。在本实施方式中，支路管道1形状为弧形或者半圆形或者U形。为了便于氮化铝基兰姆波传感器组件2的拆装，支路管道1上位于氮化铝基兰姆波传感器组件2两侧的位置分别密封设置有一止水阀门3，当需要进行氮化铝基兰姆波传感器组件2检修或者更换时，将止水阀门3旋转至截止管道内流体流动的状态，此时进行氮化铝基兰姆波传感器组件2的拆装，避免管道内原油外漏。

进一步，如图1所示，氮化铝基兰姆波传感器组件2包括一壳体21，壳体21顶部设置有原油通过孔211，壳体21内部密封设置有氮化铝基兰姆波传感器22，氮化铝基兰姆波传感器22上通过线连接有一交流信号源23(现有技术)和一交流信号分析仪24(现有技术)。在本实施方式中，氮化铝基兰姆波传感器22上固定连接有陶瓷片25，陶瓷片25密封固定连接于壳体21的内壁。为了实现氮化铝基兰姆波传感器22的拆装，壳体21底部设置有能拆装的底盖212，底盖212上设置有两个用于交流信号源23和交流信号分析仪24连接线通过的通孔2121。为避免氮化铝基兰姆波传感器22上方的原油压力大造成传感器损伤，壳体21中氮化铝基兰姆波传感器22下方与底盖212之间填充有耐高压缓冲体(耐高压缓冲体的材料为硅胶)。壳体21通过螺纹连接的形式密封连接于支路管道1上的传感器安装孔11中。

进一步，在本实施方式中，氮化铝基兰姆波传感器22(现有技术，AlN基lamb波传感器)采用SOI(现有技术，指在顶层硅和背衬底之间引入了一层埋氧化层)基片作为基底，用PVD技术(现有技术，指在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。)在SOI基底上沉积2μm厚的氮化铝(AlN)薄膜，再用电子束沉积技术，在氮化铝(AlN)薄膜上沉积0.6μm厚的铝(Al)等金属叉指电极(IDT)，叉指电极之间的距离是10μm；SOI基底背面的硅层利用PECVD技术(离子体化学气相沉积技术，现有技术，是将低压气体放电形成的等离子体应用于化学气相沉积的技术)沉积1.5μm厚的二氧化硅(SiO₂)掩膜板，将背面硅层裸露部分利用硅的深层反应离子刻蚀技术(deepRIE)进行刻蚀，刻蚀深度直到SOI基底的二氧化硅(SiO₂)层。

本实用新型的原油含水率测量装置100在测量时，首先开启交流电信号源23，交流电信号源23向氮化铝基兰姆波传感器22输入高频交流信号，会在传感器的氮化铝(AlN)薄膜层中产生包含有纵波和横波的复合共振lamb波，由于氮化铝(AlN)压电效应(现有技术)，复合共振lamb波会在AlN层中产生相应频率的交流信号。之后，旋转止水阀门3使支路管道1处于连通状态，原油管道200中的原油流动进入支路管道1，原油通过壳体21顶部设置的原油通过孔211进入壳体21，与氮化铝基兰姆波传感器22接触。当被测原油接触氮化铝基兰姆波传感器22时，由于液体与传感器的相互作用，先前的复合共振lamb波发生频率偏移，通过氮化铝基兰姆波传感器22的氮化铝(AlN)层压电材料再次转变为交流信号，该信号被交流信号分析仪24接收，不同的共振模态受液体不同特性的影响，例如，兰姆波(lamb波)中的纵波部分主要受液体密度的影响。当原油中的含水率不同时，原油的密度也不同，因而在兰姆波(lamb波)中共振频率偏移的大小也不同。交流信号分析仪24通过分析接收到的交流信号计算得到原油含水率。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种原油含水率测量装置，其特征在于：所述原油含水率测量装置包括一支路管道，所述支路管道上设置有传感器安装孔，所述传感器安装孔中密封设置有氮化铝基兰姆波传感器组件。

2.如权利要求1所述的原油含水率测量装置，其特征在于：所述氮化铝基兰姆波传感器组件包括一壳体，所述壳体顶部设置有原油通过孔，所述壳体内部密封设置有氮化铝基兰姆波传感器，所述氮化铝基兰姆波传感器上连接有一交流信号源和一交流信号分析仪。

3.如权利要求2所述的原油含水率测量装置，其特征在于：所述氮化铝基兰姆波传感器上固定连接有陶瓷片，所述陶瓷片密封固定连接于所述壳体的内壁。

4.如权利要求3所述的原油含水率测量装置，其特征在于：所述壳体底部设置有能拆装的底盖，所述底盖上设置有两个通孔。

5.如权利要求1所述的原油含水率测量装置，其特征在于：所述支路管道形状为弧形或者半圆形或者U形。

6.如权利要求1所述的原油含水率测量装置，其特征在于：所述支路管道上位于所述氮化铝基兰姆波传感器组件两侧的位置分别密封设置有一止水阀门。