CN211148396U

CN211148396U - 一种原油含水率在线测量装置

Info

Publication number: CN211148396U
Application number: CN201921251433.9U
Authority: CN
Inventors: 孙益晖; 李建兴; 雍兴海; 孙朝晖; 胥成林; 孙琳
Original assignee: CHENGDU ZHONGHE XINXING APPLICATION TECHNOLOGY INSTITUTE
Current assignee: CHENGDU ZHONGHE XINXING APPLICATION TECHNOLOGY INSTITUTE
Priority date: 2019-08-03
Filing date: 2019-08-03
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2029-08-03

Abstract

本实用新型公开了一种原油含水率在线测量装置，包括测量筒、进油管、出油管和磁致伸缩位移传感器，测量筒上部设有溢流筒，磁致伸缩位移传感器的测量杆从测量筒和溢流筒顶部***，测量杆上设有可移动第一浮子和第二浮子；溢流筒连接有溢流管，溢流管与输油管连接；测量筒上设有冲洗管，测量筒上设有定位开关。本实用新型将原油压入测量筒中，对分离后的油和水的宏观体积进行精确测量的原理，进行含水率测量，不同于只从原油的微观特性的区分原理进行含水率测量，气相对测量结果的影响大大减少，结构简单，安装方便，无需先确定该井的原油密度和含水密度，测量快速。

Description

一种原油含水率在线测量装置

技术领域

本实用新型涉及油田钻井检测领域，具体涉及一种原油含水率在线测量装置。

背景技术

随着我国石油开采的技术发展，原油含水率在线测量技术得到了快速发展和大量应用，大大提高了测量精度和测量速度，使油田建设的自动化水平达到了新的高度。目前应用较多的技术有密度计法和电容法，在使用中它们暴露了很多不足，分析如下1)密度计法：其测量原理是根据原油的含水率不同，它的密度不同的原理，对原油的密度进行测量来测量它的含水率。因为原油中的纯油的密度和其所含纯水的密度是可知的固定值，不同油和水含量的组合，其混合液的密度是固定值。该法一般使用震动管液体密度计对两相分离器排出的油水混合液的密度进行连续测量，计算出原油含水率。此法中油井所产原油中的纯油和水的密度取值问题难于固定；密度计的温度、压力补偿不好解决；被测介质的取样问题；原油液中的含气使混合液密度下降造成含水偏低，含沙使密度上升，造成含水偏高。2)电容法：测量原理：利用水和油的介电常数相差很大的原理对原油的含水率进行测量，含水率的微小变化，能引起含水原油介电常数较大的变化，可用电容值的变化反映介电常数的变化，测量电容值就测量了含水率。该法的量程范围小，可调性差，仅适于含水率低于30％的原油。

实用新型内容

本实用新型提出了一种能够在管道中快速进行油水分离，对油面和水面高度作快速精准测量，含水率测量精度高的在线测量装置。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种原油含水率在线测量装置，包括测量筒、进油管、出油管和磁致伸缩位移传感器，所述磁致伸缩位移传感器包括测量杆和测量杆端部的信号变送器；所述进油管的两端分别连接输油管和测量筒；所述出油管连接在所述测量筒的底部；所述测量筒上部设有溢流筒，所述测量杆从测量筒和溢流筒顶端***，所述测量杆上设有可移动的第一浮子和第二浮子；所述第一浮子在所述第二浮子下方；所述第一浮子和第二浮子具有磁性；所述溢流筒连接有溢流管，所述溢流管与所述输油管连接；所述测量筒上设有冲洗管，所述测量筒上设有定位开关。

进一步的，所述信号变送器外部设有机顶盒，所述机顶盒与溢流筒顶部之间设有法兰盘。

进一步的，所述进油管、出油管、溢流管和冲洗管上均设有电磁阀。

进一步的，所述溢流筒包裹所述测量筒形成溢流空腔，所述溢流筒下底面为斜面。

进一步的，所述冲洗管设置在溢流筒的斜面下方，且所述冲洗管与所述测量筒的侧面连通。

进一步的，所述定位开关包括电磁阀和电磁阀端部的支杆，所述电磁阀与支杆之间设有弹簧，所述弹簧与所述支杆的一端固定连接，所述支杆的另一端与测量杆接触连接。

本实用新型原油含水率在线测量装置，其有益效果在于：

(1)本实用新型利用原油和水具有不同密度的特性，采取使管道中的原油在经过特定高度的测量筒时进行快速油水分离，并通过第一浮子、第二浮子和磁致伸缩位移传感器将油面和水面的高度作快速精准测量，而水面高度与测量筒的高度之比则为原油的含水率。结构简单，安装方便。

(2)无需先确定该井的原油密度和含水密度，测量快速。

(3)将原油压入测量筒中，对分离后的油和水的宏观体积进行精确测量的原理，进行含水率测量，不同于只从原油的微观特性(如密度、介电常数、油中的碳原子水中的氧原子含量、含水率对不同波长能量的吸收率不同等)的区分原理进行含水率测量。气相对测量结果的影响大大减少。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

1 测量筒，2 进油管，3 出油管，4 信号变送器，5 溢流筒，6 第一浮子，7 第二浮子，8 溢流管，9 输油管，10 冲洗管，11 定位开关，12 机顶盒，13 法兰盘，14 第一电磁阀，15 第二电磁阀，16 第三电磁阀，17 第四电磁阀，18 支杆， 19 测量杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本实用新型。

一种原油含水率在线测量装置，如图1所示，包括测量筒1、进油管2、出油管和磁致伸缩位移传感器，磁致伸缩位移传感器包括测量杆19和测量杆19 端部的信号变送器4；信号变送器4外部设有机顶盒12，进油管2的两端分别连接输油管9和测量筒1；出油管3连接在测量筒1的底部；测量筒1上部设有溢流筒5，溢流筒5包裹测量筒1形成溢流空腔，溢流筒5下底面为斜面，机顶盒12与溢流筒5顶部之间设有法兰盘13；测量杆19从测量筒1和溢流筒5顶端***，测量杆19上设有可移动的第一浮子6和第二浮子7；第一浮子6在第二浮子7下方；第一浮子6和第二浮子7具有磁性；溢流筒5连接有溢流管8，溢流管8与所述输油管9连接；测量筒1上设有冲洗管10，冲洗管10设置在溢流筒5的斜面下方，且冲洗管10与所述测量筒1的侧面连通。进油管2、出油管3、溢流管8和冲洗管10上均设有电磁阀；测量筒1上设有定位开关11；定位开关11包括电磁阀和电磁阀端部的支杆18，电磁阀与支杆18之间设有弹簧，弹簧与支杆18的一端在固定连接，支杆18的另一端与测量杆19接触连接。

本装置中测量筒1的直径和高度为设定的特定值，的主要部分是一直径和高度为一定(例如直径Φ150mm，高度1000mm)的开口测量筒1，测量筒1 外部加装脱水装置，即油水分离装置，可采用电场、磁场、升温、超声波等，与输油管9按图并连接入，第一电磁阀14至第四电磁阀17、定位开关11的电磁阀开始均处于关闭状态，第一浮子6和第二浮子7处于测量筒1底部，由于定位开关11的电磁阀关闭未通电，因此弹簧处于伸长状态，而支杆18则与测量杆19接触以此挡住第二浮子7，使第二浮子7均被锁定至测量杆19底部。测量开始，打开第一电磁阀14，原油沿进油管2从测量筒1底部进入，当原油漫过测量筒1上口位置时，信号由第二浮子7通过测量杆19内的电敏元件传送至信号变送器4，测量筒1中的原油达到并保持定高，溢流液进入溢流筒5，此时关闭第一电磁阀14，静置大约3分钟，使油中气体溢出，油水快速分离，界面形成。启动定位开关11，电磁阀带电使支杆18缩回，释放第一浮子6，第一浮子6自动上浮到油水分离界面，第一浮子6的位置传送给信号变送器4，第一浮子6的高度和测量筒1的定高之比，便是含水率。这两个高度中的定高设定和水面高的测量均由磁致伸缩位移传感器实现。测量完成后，打开第二电磁阀15 排水排油，同时打开第三电磁阀16使溢流筒5中的油回流至输油管9。完全排除后，打开第四电磁阀17对整个测量装置进行冲洗。

通过实验测量，得到数据如表1所示：

表1 含水率装置测量实验表：

从表1可以看出，本实用新型测量时的水位界面和油面测量值基本稳定，其中的微笑变化体现了装置测量水界面和油界面的正式情况，测量值稳定，重复性好，测量值精准，且测量快速。

本实用新型中所述脱水装置，即油水分离装置，可采用电场、磁场、升温、超声波等，此脱水技术在石油开采中属于常规技术，且是本领域人员知晓的，在此不以赘述。且本实用新型中的磁致伸缩位移传感器为现有产品，其内部的程序控制结构在此不以赘述。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种原油含水率在线测量装置，其特征在于：包括测量筒、进油管、出油管和磁致伸缩位移传感器，所述磁致伸缩位移传感器包括测量杆和测量杆端部的信号变送器；所述进油管的两端分别连接输油管和测量筒；所述出油管连接在所述测量筒的底部；所述测量筒上部设有溢流筒，所述测量杆从测量筒和溢流筒顶端***，所述测量杆上设有可移动的第一浮子和第二浮子；所述第一浮子在所述第二浮子下方；所述第一浮子和第二浮子具有磁性；所述溢流筒连接有溢流管，所述溢流管与所述输油管连接；所述测量筒上设有冲洗管，所述测量筒上设有定位开关。

2.根据权利要求1所述原油含水率在线测量装置，其特征在于：所述信号变送器外部设有机顶盒，所述机顶盒与溢流筒顶部之间设有法兰盘。

3.根据权利要求1所述原油含水率在线测量装置，其特征在于：所述进油管、出油管、溢流管和冲洗管上均设有电磁阀。

4.根据权利要求1所述原油含水率在线测量装置，其特征在于：所述溢流筒包裹所述测量筒形成溢流空腔，所述溢流筒下底面为斜面。

5.根据权利要求4所述原油含水率在线测量装置，其特征在于：所述冲洗管设置在溢流筒的斜面下方，且所述冲洗管与所述测量筒的侧面连通。

6.根据权利要求1所述原油含水率在线测量装置，其特征在于：所述定位开关包括电磁阀和电磁阀端部的支杆，所述电磁阀与支杆之间设有弹簧，所述弹簧与所述支杆的一端固定连接，所述支杆的另一端与测量杆接触连接。