一种含水率测量传感器及基于短波法的原油含水率检测系统技术方案

本发明专利技术提供一种含水率测量传感器及基于短波法的原油含水率检测系统，所述含水率测量传感器包括探头密封套、环形探头、电路护管及测量电路板，探头密封套的前端封闭，后端通过接头体与电路护管前端连接，电路护管后端设有压紧螺柱；探头密封套的上端焊接有上连接管，下端焊接有下连接管，探头密封套的轴向上开设有贯通孔，环形探头固定于该贯通孔中，且该贯通孔与上连接管、下连接管相互连通形成过油通道。原油含水率检测系统解决了长庆油田井口不加热集油工艺造成的井口原油含水率装置探头结蜡问题。确保了油井井口原油含水率测量数据的真实性，提高了测量精度，大部分含水率数据相对误差在

【技术实现步骤摘要】
一种含水率测量传感器及基于短波法的原油含水率检测系统


[0001]本专利技术属于油田采油
，具体涉及一种含水率测量传感器及基于短波法的原油含水率检测系统。

技术介绍

[0002]在原油开采过程中，油、水比例是表征油田储层的重要参数，也是制订和调整油田开采方案以及优化生产参数的重要依据，精确地测量原油含水率对延长油气井寿命、提高采收率有重要的意义。目前，国内外石油行业原油的生产、储运、加工等环节的原油含水率测量方法主要有人工取样化验法和在线测量法两大类。
[0003]人工取样测量法根据油水分离手段的不同分为蒸馏法、电脱法等。电脱法虽操作简单，但误差较大。蒸馏法测量精度高；但存在许多缺点，代表性差。每口井的取样量和油井产液量相比非常小，因此，取样的代表性差。连续性差。目前人工取样通常是对正常生产的油井4～7天取一个样，对非正常生产的油井采取加密取样的方式，这就造成了非连续性变化。测量操作需要取样、稀释、缓慢加热等程序；分析一个样品约耗2小时。
[0004]在线测量法根据原理不同分为电容法、密度法、γ射线法、微波法、短波法等。电容法利用水和油介电常数相差很大的原理，通过测量混合流体经过两个同轴电极时，电路中电容值的变化得到含水率。密度法是确定含水原油的密度后，根据纯水密度和纯油密度，计算出原油含水率。γ射线法利用碳、氧元素对低能γ射线吸收不同，通过测量混合液中碳、氧含量计算出原油含水率。微波法基于微波在混合介质中传播时，相位因油水比例不同发生变化，通过对相位的测量，得到原油含水率。短波法通过发射器对测量介质发射高频电磁波，利用油和水吸收波的能量不同，通过精确测量透射电磁波的强度来判断含水率。
[0005]人工取样化验法的取样时间长，人工劳动强度大，随机性强，误差大，效率低，无法实现连续测量，不能够实时反映井口原油含水率的变化趋势；电容法受传感器固有电容的影响,无法测量“水包油”的状态，仅适用于中低含水阶段的测量；密度法受原油含砂、含气影响大，测量精度低，仅适于高含水测量；γ射线法存在射线辐射，且设备价格昂贵、维护困难；微波法的测量原理属于对管内两相流点线式的采样，不能全面反映混合两相流的情况，现场工况条件下精度无法满足要求。短波法相比以上几种方法，具有测量范围宽，测量精度高，维护方便的优点，但存在探头长时间与原油接触易结蜡的问题。

技术实现思路

[0006]基于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的一是提供一种含水率测量传感器，该传感器具有采样精度高、测量范围宽、测量精度高、稳定性好等优点。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种基于短波法的原油含水率检测系统，该检测系统包括擦除器和上述含水率测量传感器，解决了油田井口含水率探头易粘油、结垢、结蜡问题，保证了探头表面的清洁，提高了含水测量的稳定性精度。
[0008]旨在准确及时的检测从油井中采出的油气水流体中含水率的同时，提高检测精度
和准确度，并适用于0％
‑
100％范围内含水率的油井。
[0009]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0010]一种含水率测量传感器，该含水率测量传感器包括探头密封套、环形探头、电路护管，及设置于电路护管内的测量电路板，所述环形探头与测量电路板电连接；
[0011]所述探头密封套的前端封闭，探头密封套的后端通过接头体与电路护管的前端连接，电路护管的后端设有压紧螺柱，所述测量电路板上连接有电气线缆，压紧螺柱上开设有线缆穿出口，电气线缆通过该线缆穿出口与外接电缆连接；
[0012]所述探头密封套的上端焊接有上连接管，探头密封套的下端焊接有下连接管，探头密封套的轴向上开设有贯通孔，所述环形探头固定于该贯通孔中，且该贯通孔与上连接管、下连接管相互连通形成过油通道。
[0013]作为进一步地优选方案，所述下连接管上开设有取样口，该取样口内安装有取样阀，所述取样阀上设有取样管。
[0014]作为进一步地优选方案，所述环形探头与探头密封套之间灌封有环氧树脂灌封胶。
[0015]作为进一步地优选方案，环形探头的探头臂穿过探头密封套及接头体，并伸入电路护管内，且环形探头的探头臂通过探头锁紧螺母绝缘套及探头锁紧螺母与接头体固定连接。
[0016]作为进一步地优选方案，所述电路护管通过螺纹与接头体连接，所述接头体通过螺钉与探头密封套紧固连接。
[0017]作为进一步地优选方案，所述的压紧螺柱与电路护管通过螺纹连接，且压紧螺柱与电路护管之间有隔爆胶垫和隔爆钢垫。
[0018]一种基于短波法的原油含水率检测系统，包括安装于采油井口的出油管线上的四通管，四通管的左端端口连接采油树连接管件，四通管的右端端口连接有丝堵，四通管的上端端口连接有擦除器，四通管的下端端口连接有含水率测量传感器，所述擦除器内设置有擦除头，该擦除头与含水率测量传感器的环形探头接触连接；
[0019]该检测系统还包括井场防爆箱，所述含水率测量传感器、擦除器分别与井场防爆箱连接。
[0020]作为进一步地优选方案，所述井场防爆箱内设置有电源、中心处理器、A/D数据转换器、数据存储器及通讯接口；所述电源为含水率测量传感器、擦除器及中心处理器供电；所述中心处理器分别与A/D数据转换器、数据存储器及通讯接口信号连接；通讯接口与远端的监控中心相连，用于与远端监控中心之间的通信；
[0021]所述擦除与所述中心处理器信号连接，中心处理器接受远端控制中心发送的控制指令，并将该指令发送至擦除器内的控制电路板，进而控制擦除头开始做直线往复运动；
[0022]所述含水率测量传感器通过A/D数据转换器与所述中心处理器信号连接，含水率测量传感器对原油的含水率进行检测，并将被测物理量通过A/D数据转换器为电信号传递给中心处理器，中心处理器将得到的实时含水数字信号存储至数据存储器，并通过通讯接口将信号传送至远端监控中心。
[0023]作为进一步地优选方案，所述含水率测量传感器内设置有测量电路板，测量电路板上设置有测量电路，所述测量电路包括依次连接的短波信号源、信号发生器、信号接收
器、检波器、信号比较电路、信号运算放大电路、信号处理电路及信号转换电路；
[0024]短波信号源产生的短波信号通过信号发生器发射至环形探头，环形探头入射短波信号进入过油通道内，经过油通道中的油水混合液衰减后，由信号接收器接收，信号接收器将接收到带有含水率信息的短波信号发送给检波器，检波器将结果传输至信号比较电路，与短波信号源产生的入射信号进行比较，比较完后经信号运算放大电路放大，并通过信号处理电路、信号转换电路转换成电流信号，电流信号通过电气线缆传输至井场防爆箱中的数据综合处理单元，由A/D转换器将其转换为数字信号，进入中心处理器进行数据综合分析处理、运算，得到的实时含水数字信号存储在数据存储器中供数据调用，并通过通讯接口转换为RS485信号输出至远端监控中心。
[0025]作为进一步地优选方案，所述取样管上设有与数据综合处理单元进行数据传输的通信端口。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含水率测量传感器，其特征在于：该含水率测量传感器包括探头密封套、环形探头、电路护管，及设置于电路护管内的测量电路板，所述环形探头与测量电路板电连接，所述探头密封套的前端封闭，探头密封套的后端通过接头体与电路护管的前端连接，电路护管的后端设有压紧螺柱，所述测量电路板上连接有电气线缆，压紧螺柱上开设有线缆穿出口，电气线缆通过该线缆穿出口与外接电缆连接；所述探头密封套的上端焊接有上连接管，探头密封套的下端焊接有下连接管，探头密封套的轴向上开设有贯通孔，所述环形探头固定于该贯通孔中，且该贯通孔与上连接管、下连接管相互连通形成过油通道。2.根据权利要求1所述的一种含水率测量传感器，其特征在于：所述下连接管上开设有取样口，该取样口内安装有取样阀，所述取样阀上设有取样管。3.根据权利要求1所述的一种含水率测量传感器，其特征在于：所述环形探头与探头密封套之间灌封有环氧树脂灌封胶。4.根据权利要求1所述的一种含水率测量传感器，其特征在于：环形探头的探头臂穿过探头密封套及接头体，并伸入电路护管内，且环形探头的探头臂通过探头锁紧螺母绝缘套及探头锁紧螺母与接头体固定连接。5.根据权利要求1所述的一种含水率测量传感器，其特征在于：所述电路护管通过螺纹与接头体连接，所述接头体通过螺钉与探头密封套紧固连接。6.根据权利要求1所述的一种含水率测量传感器，其特征在于：所述的压紧螺柱与电路护管通过螺纹连接，且压紧螺柱与电路护管之间有隔爆胶垫和隔爆钢垫。7.一种基于短波法的原油含水率检测系统，其特征在于：包括安装于采油井口的出油管线上的四通管，四通管的左端端口连接采油树连接管件，四通管的右端端口连接有丝堵，四通管的上端端口连接有擦除器，四通管的下端端口连接有含水率测量传感器；所述擦除器内设置有擦除头，该擦除头与含水率测量传感器的环形探头接触连接；该检测系统还包括井场防爆箱，所述含水率测量传感器、擦除器分别与井场防爆箱连接。8.根据权利要求7所述的一种基于短波法的原油含水率检测系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小林，刘天宇，康健，于洋，艾信，李明江，吴利利，樊晨，田殿龙，闫娟，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：