一种原油含水量的在线测量方法及可视化分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种原油含水量的在线测量方法及可视化分析装置，涉及原油生产领域。该原油含水量的可视化分析装置，包括安装框架，所述安装框架的内部中间固定连接有前置处理筒，所述前置处理筒的内部设置有棘刺，所述棘刺的内部设置有电加热丝，所述安装框架的内部位于前置处理筒的下方固定连接有微波测试管。通过将微波测试管、传输导线构成同轴传输线的内外电极，通过检测传输导线上两点的相位差，实现对油液中含水量的检测，通过棘刺内部的加热丝对原油进行加热，原油内部的水分被完全气化，从而通过读数管即可得原油的含水量，二者相互结合，使得原油含水量检测更加准确，且二者互为备份，增加了装置检测稳定性的冗余度。增加了装置检测稳定性的冗余度。

【技术实现步骤摘要】
一种原油含水量的在线测量方法及可视化分析装置


[0001]本专利技术涉及原油生产
，具体为一种原油含水量的在线测量方法及可视化分析装置。

技术介绍

[0002]原油也叫重油，是一种黏稠黑色液体，油田生产油井产出的油都是原油，每个油田的生产作业区油井产出的原油首先进入该作业区的输油站的一次沉降罐，原油中的含水在一次沉降罐排水再导入二次沉降罐，二次沉降排水后导入三次沉降罐加破乳剂脱水，原油含水率≤3％达到外输要求进入外输原油储罐。
[0003]现有的原油含水量检测技术中，常用的一种手段为蒸发原油内部的水分进行测量，但是该技术手段有着检测检测精度较差、操作不便的缺点，而另一种常用的一种手段为微波传输线法，该技术手段有着电子设备共有的缺点，即设备稳定性冗余度不高，严重依赖电子电力设施，无法完全适应恶劣环境，因而本专利技术申请意在将二者合理结合，以提高原油含水量检测装置的精度及稳定性。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种原油含水量的在线测量方法及可视化分析装置，解决了现有原油含水量检测装置的精度及稳定性不足的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种原油含水量的可视化分析装置，包括安装框架，所述安装框架的内部中间固定连接有前置处理筒，所述前置处理筒的内部设置有棘刺，所述棘刺的内部设置有电加热丝，所述安装框架的内部位于前置处理筒的下方固定连接有微波测试管，所述微波测试管的内部位于其轴向中心线上设置有同轴的传输导线，所述微波测试管的管壁内及传输导线的内部均设置有电加热丝，所述微波测试管的顶部与前置处理筒的底部之间通过三通管相连通，且所述三通管的底端口延伸至微波测试管的内部下方，所述三通管的内部位于其与前置处理筒的连接管口处设置有第三管阀，所述三通管的内部位于其余下的侧枝管口处设置有第二管阀。
[0006]优选的，所述安装框架的内部位于前置处理筒的上方一侧固定连接有冷凝外锥体，所述冷凝外锥体为倒置锥台状结构且内部设置有上下贯通的倒置锥台状内腔，所述冷凝外锥体靠近前置处理筒的一侧设置有水汽导入管，所述水汽导入管的一端口与冷凝外锥体的内腔相连通，另一端口与前置处理筒的内部上方相连通，所述冷凝外锥体的底部固定连接有垂直状态的读数管，所述读数管为规整的圆柱管且中部设置有透明观察窗，该观察窗设置有水位刻度，所述读数管的内壁覆盖有一层超疏水涂料，所述读数管的顶端口与冷凝外锥体的内腔底端口相连通，所述读数管的内部位于其底端口位置处设置有第一管阀，所述冷凝外锥体的内部上方固定连接有冷凝内椎体且所述冷凝内椎体密封冷凝外锥体的内腔顶端口。
[0007]优选的，所述冷凝外锥体的侧壁内设置有外锥体冷凝介质腔，所述冷凝内椎体的
侧壁内设置有内锥体冷凝介质腔，所述外锥体冷凝介质腔与内锥体冷凝介质腔之间相连通，所述冷凝外锥体与冷凝内椎体的内壁均覆盖有一层超疏水涂料。
[0008]优选的，所述安装框架的内部位于前置处理筒的旁侧固定连接有冷凝箱，所述冷凝箱的内部分割为两个仓室，其中一侧仓室设置为冷凝介质仓，所述冷凝介质仓的内部装有冷却液，另一侧仓室的内部固定连接有紫铜管，所述紫铜管盘绕为S形且所述紫铜管的两端口位于该侧仓室的上方，所述紫铜管的两端口分别通过导管与冷凝介质仓及内锥体冷凝介质腔相连通，所述冷凝箱远离冷凝介质仓的一侧箱壁设置有通孔，该通孔的内部固定连接有风机，所述风机的风向吹向紫铜管，所述冷凝箱的底部固定连接有液体泵，所述液体泵的进水口与冷凝介质仓的底部水口相连通，所述液体泵的出水口通过导管与外锥体冷凝介质腔相连通。
[0009]优选的，所述安装框架的内部位于前置处理筒的另一侧上方固定连接有，所述的旁侧固定连接有第一尾气处理罐，所述第一尾气处理罐的内部填充有活性炭，所述的两进出口分别通过管道与前置处理筒和第一尾气处理罐的内部相连通，且所述与前置处理筒之间的连通管道内设置有第一泵阀，所述与第一尾气处理罐之间的连通管道内设置有第二泵阀。
[0010]优选的，所述安装框架的内部位于微波测试管的另一侧上方固定连接有第一隔膜泵，所述第一隔膜泵的旁侧固定连接有第二尾气处理罐，所述第二尾气处理罐的内部填充有活性炭，所述第一隔膜泵的两进出口分别通过管道与微波测试管和第二尾气处理罐的内部相连通，且所述第一隔膜泵与微波测试管之间的连通管道内设置有第三泵阀，所述第一隔膜泵与第二尾气处理罐之间的连通管道内设置有第四泵阀。
[0011]优选的，所述前置处理筒的顶部中间设置有第一液位计，所述微波测试管的顶部中间设置有第二液位计，所述微波测试管的底部设置有排油管且所述排油管与微波测试管相连通，所述排油管的内部设置有第四管阀。
[0012]优选的，一种原油含水量的可视化分析装置的在线测量方法，包括以下步骤：
[0013]S1、将三通管与排油管连接至原油存储装置中，第三管阀、第四管阀关闭且第二管阀打开，第一隔膜泵吸入工作状态时，第四泵阀关闭且第三泵阀打开，将微波测试管内部空气抽出，第一隔膜泵转入排出工作状态时，第四泵阀打开且第三泵阀关闭，即可将微波测试管内部抽出的空气排入第二尾气处理罐中，利用负压环境使得原油进入微波测试管中，第一隔膜泵、第三泵阀、第四泵阀重复动作将原油抽动至微波测试管中，直至填满微波测试管；
[0014]S2、第一管阀、第二管阀、第四管阀关闭且第三管阀打开，第一隔膜泵吸入工作状态时，第三泵阀关闭且第四泵阀打开，自第二尾气处理罐内部吸入空气，第一隔膜泵转入排出工作状态时，第三泵阀打开且第四泵阀关闭，将吸入的空气鼓入微波测试管中，同理、第一泵阀、第二泵阀、第一尾气处理罐工作在前置处理筒内部营造负压环境，从而在及第一隔膜泵的共同作用下，使得微波测试管内部的原油涌入前置处理筒中，反之使得前置处理筒中的原油回到微波测试管中，利用原油在前置处理筒中反复撞击棘刺，使得原油内部被搅拌均匀，待搅拌均匀后回到微波测试管中；
[0015]S3、微波测试管中，微波测试管为外电极、传输导线为内电极，内外电极构成了同轴传输线，当微波信号通过同轴传输线时，因为微波测试管内的原油使得传输导线上的微
波信号相位和幅度都发生变化，从而通过检测传输导线上两点的相位差，则能够计算原油液体的介电常数，实现对油液中含水量的检测，其工作原理为：微波信号振荡器产生300Mhz
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300Ghz的电磁波信号，功分器将信号分成两路，一路直接传输给相位检测电路，这一路电磁波不产生相位改变，另一路经过微波测试管、传输导线组成的同轴传输线进入检波器，相位会随着原油含水量的变化而单调的改变，进而相位检测电路实现两路电磁波相位的检测；
[0016]其中，电磁波的传输速度v的计算公式：
[0017][0018]传播速度取决于介质的导磁系数μ和介电常数ε，对于非磁材料其导磁系数近似于真空的导磁系数，水的介电常数为80，油的介电常数为2
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3，随着油液中含水量的增加，电磁波的传输速度减小；
[0019]电磁波通过长度为l的传输线的相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原油含水量的可视化分析装置，包括安装框架(1)，其特征在于：所述安装框架(1)的内部中间固定连接有前置处理筒(2)，所述前置处理筒(2)的内部设置有棘刺(3)，所述棘刺(3)的内部设置有电加热丝，所述安装框架(1)的内部位于前置处理筒(2)的下方固定连接有微波测试管(24)，所述微波测试管(24)的内部位于其轴向中心线上设置有同轴的传输导线(25)，所述微波测试管(24)的管壁内及传输导线(25)的内部均设置有电加热丝，所述微波测试管(24)的顶部与前置处理筒(2)的底部之间通过三通管(21)相连通，且所述三通管(21)的底端口延伸至微波测试管(24)的内部下方，所述三通管(21)的内部位于其与前置处理筒(2)的连接管口处设置有第三管阀(23)，所述三通管(21)的内部位于其余下的侧枝管口处设置有第二管阀(22)。2.根据权利要求1所述的一种原油含水量的可视化分析装置，其特征在于：所述安装框架(1)的内部位于前置处理筒(2)的上方一侧固定连接有冷凝外锥体(9)，所述冷凝外锥体(9)为倒置锥台状结构且内部设置有上下贯通的倒置锥台状内腔，所述冷凝外锥体(9)靠近前置处理筒(2)的一侧设置有水汽导入管(11)，所述水汽导入管(11)的一端口与冷凝外锥体(9)的内腔相连通，另一端口与前置处理筒(2)的内部上方相连通，所述冷凝外锥体(9)的底部固定连接有垂直状态的读数管(19)，所述读数管(19)为规整的圆柱管且中部设置有透明观察窗，该观察窗设置有水位刻度，所述读数管(19)的内壁覆盖有一层超疏水涂料，所述读数管(19)的顶端口与冷凝外锥体(9)的内腔底端口相连通，所述读数管(19)的内部位于其底端口位置处设置有第一管阀(20)，所述冷凝外锥体(9)的内部上方固定连接有冷凝内椎体(10)且所述冷凝内椎体(10)密封冷凝外锥体(9)的内腔顶端口。3.根据权利要求2所述的一种原油含水量的可视化分析装置，其特征在于：所述冷凝外锥体(9)的侧壁内设置有外锥体冷凝介质腔(12)，所述冷凝内椎体(10)的侧壁内设置有内锥体冷凝介质腔(13)，所述外锥体冷凝介质腔(12)与内锥体冷凝介质腔(13)之间相连通，所述冷凝外锥体(9)与冷凝内椎体(10)的内壁均覆盖有一层超疏水涂料。4.根据权利要求2所述的一种原油含水量的可视化分析装置，其特征在于：所述安装框架(1)的内部位于前置处理筒(2)的旁侧固定连接有冷凝箱(14)，所述冷凝箱(14)的内部分割为两个仓室，其中一侧仓室设置为冷凝介质仓(17)，所述冷凝介质仓(17)的内部装有冷却液，另一侧仓室的内部固定连接有紫铜管(15)，所述紫铜管(15)盘绕为S形且所述紫铜管(15)的两端口位于该侧仓室的上方，所述紫铜管(15)的两端口分别通过导管与冷凝介质仓(17)及内锥体冷凝介质腔(13)相连通，所述冷凝箱(14)远离冷凝介质仓(17)的一侧箱壁设置有通孔，该通孔的内部固定连接有风机(16)，所述风机(16)的风向吹向紫铜管(15)，所述冷凝箱(14)的底部固定连接有液体泵(18)，所述液体泵(18)的进水口与冷凝介质仓(17)的底部水口相连通，所述液体泵(18)的出水口通过导管与外锥体冷凝介质腔(12)相连通。5.根据权利要求4所述的一种原油含水量的可视化分析装置，其特征在于：所述安装框架(1)的内部位于前置处理筒(2)的另一侧上方固定连接有(5)，所述(5)的旁侧固定连接有第一尾气处理罐(8)，所述第一尾气处理罐(8)的内部填充有活性炭，所述(5)的两进出口分别通过管道与前置处理筒(2)和第一尾气处理罐(8)的内部相连通，且所述(5)与前置处理筒(2)之间的连通管道内设置有第一泵阀(6)，所述(5)与第一尾气处理罐(8)之间的连通管道内设置有第二泵阀(7)。6.根据权利要求1所述的一种原油含水量的可视化分析装置，其特征在于：所述安装框
架(1)的内部位于微波测试管(24)的另一侧上方固定连接有第一隔膜泵(29)，所述第一隔膜泵(29)的旁侧固定连接有第二尾气处理罐(32)，所述第二尾气处理罐(32)的内部填充有活性炭，所述第一隔膜泵(29)的两进出口分别通过管道与微波测试管(24)和第二尾气处理罐(32)的内部相连通，且所述第一隔膜泵(29)与微波测试管(24)之间的连通管道内设置有第三泵阀(30)，所述第一隔膜泵(29)与第二尾气处理罐(32)之间的连通管道内设置有第四泵阀(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王同新，施建雄，何李元，上官德安，
申请(专利权)人：菏泽鼎新仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：