一种分体式多参电容浮球物位计的制作方法

本发明涉及检验设备技术领域，具体为一种分体式多参电容浮球物位计。

背景技术：

当油田进入开采后期以后，随着酸化压裂、洗井、防砂和药剂处理等频繁作业，以及三次采油技术的推广应用，采出液的乳化程度越来越高，增大了油水分离的难度，乳化液淤渣在原油处理流程内多次循环、搅拌，在沉降罐和电脱水器中形成稳定的多重乳化液，即在原油层与水层中间存在一个厚薄不一、密度梯度不定的过渡层。在乳化层中存在水包油(w／o)、油包水(o／w)，甚至水／油／水(w／o／w)或油／水／油(o／w／o)分层等更为复杂的体系，这部分乳化液导电性好，电化学破乳难、脱水效果差，直接阻碍了水中油滴进入油层，油中水滴进入水层，增大了采出液处理难度和脱水加热炉负荷，降低了设备运行效率。由于沉降脱水罐的油水分离是在沉降罐内部完成的，油水界面和乳化过渡层的具体位置和厚度无法比较直观的确定，但是沉降罐油水界面和乳化过渡层的变化对原油处理及产量测算准确与否影响很大。因此对油水界面和乳化过渡层的检测，将有助于调整、优化沉降罐和电脱水器的运行工况，最大限度减少其对整个脱水工艺的影响。另一方面，由于存在这一如此复杂的乳化层，使绝大多数界面

仪在遇到这种工况时无法测量。相关产品有射频导纳式、雷达（微波）式等产品。

射频导纳式的原理实质是把整个罐看作一个电容体，由于罐内介质的多少而引起电容有变化，从而测量出油水界面的位置，但是由于测量值随罐内温度，原油介电常数和原油的多少等因素的变化而变化，从而带来很大测量误差。

雷达式的原理是利用电磁波碰到密度变化的界面会产生反射的原理，通过测量发射和反射波的时间差来测量界面位置，但由于油水的密度差别不大，且油水有过渡层的存在，会吸收大部分雷达波，导致仪表检测不到反射波而测量不到油水界面层。

从以上几种测量方法可以看出，不论是定点测量还是连续测量都无法满足含水油罐或含油水罐以及脱水罐中水位、油位、油——水过渡层以及油量、水量的精确测量和定量描述。由此就给脱水罐进出液量的精确控制以及提高脱水效率和脱水质量的工艺控制带来了很大的盲目性。

现在联合泵站测量沉降罐的液位和油水界面是使用检尺配合万用表测量。一般需要爬上罐顶，人工测量液位高度和油水分界面，劳动强度大，使用检尺检测液面，容易受液面泡沫的影响，从沉降罐量油口测量油水分界面时，按万用表的指针摆动观测界面位置，需要按经验判断，判断条件不同则位置不同，另外，由于量油口套管的换液孔不是连续的，造成从透光孔直接测量和从量油口测量的界面不同；同时，当出现下雨、风大、下雪时根本就不适宜上罐测量，造成上报数据不及时。为此，我们提出一种分体式多参电容浮球物位计。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种分体式多参电容浮球物位计，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分体式多参电容浮球物位计，包括罐体、分段电容油水界面传感器、磁致伸缩液位传感器、液位位置浮球、数据显示远传单元、接线盒和安装法兰，所述罐体底边一侧安装有数据显示远传单元，所述罐体顶部通口位置穿入安装有分段电容油水界面传感器和磁致伸缩液位传感器，且分段电容油水界面传感器和磁致伸缩液位传感器通过安装法兰与罐体的顶部通口固定安装连接，所述数据显示远传单元通过传感信号线与分段电容油水界面传感器和磁致伸缩液位传感器电性连接，且传感信号线通过接线盒与分段电容油水界面传感器和磁致伸缩液位传感器电性连接，所述磁致伸缩液位传感器外侧位于罐体内部安装有液位位置浮球。

优选的，所述磁致伸缩液位传感器底端套接安装有配重块。

优选的，所述罐体外侧固定有导线管，且传感信号线穿过导线管。

优选的，所述接线盒连接有接地线，且接地线与罐体外壁连接。

优选的，所述接线盒采用的是防爆接线盒。

优选的，所述液位位置浮球的直径有九十毫米和两百毫米两种规格。

优选的，所述安装法兰可以用dn50或dn100口径安装。

优选的，所述数据显示远传单元的芯片预置微机接口电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明测量仪表传感器外壁使用聚四氟乙烯材料，可测量腐蚀性介质，采用逐点阻抗测量技术，对罐中水位、油位、油—水过渡层逐段分析含水率，从而对油量、水量进行精确测量和定量描述，性能稳定，精度高达0.2%。本仪表选用功能强大的微处理芯片，并配合设计优良的应用软件，防爆、防水，低功耗，可靠性高。

2、本发明全密封设计，可在露天下长期工作，传感器通过采集对接触其外壁的介质到罐壁的阻抗、计算、显示液面、界面，自适应分段参比算法和传感器聚四氟乙烯外壁的特点，使挂料对精度的影响减少到最小，预置微机接口电路，可方便的进行数据上传，进行人机对话，实现自动化控制，节约人力资源，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明电路结构示意图。

图中：1、罐体；2、分段电容油水界面传感器；3、磁致伸缩液位传感器；4、液位位置浮球；5、数据显示远传单元；6、配重块；7、接线盒；8、导线管；9、接地线；10、安装法兰。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种分体式多参电容浮球物位计，包括罐体1、分段电容油水界面传感器2、磁致伸缩液位传感器3、液位位置浮球4、数据显示远传单元5、接线盒7和安装法兰10，所述罐体1底边一侧安装有数据显示远传单元5，数据显示远传单元5显示现场实时数据，所述罐体1顶部通口位置穿入安装有分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3，且分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3通过安装法兰10与罐体1的顶部通口固定安装连接，所述数据显示远传单元5通过传感信号线与分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3电性连接，且传感信号线通过接线盒7与分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3电性连接，为保证现场本质安全，分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3与数据显示远传单元5分体安装方式，这样现场总线的二十四伏用电在罐体1的下部接入数据显示远传单元5，只有本质安全的传感信号线在罐体1顶部通过接线盒7连接分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3，所述磁致伸缩液位传感器3外侧位于罐体1内部安装有液位位置浮球4，为解决分段电容油水分段电容油水界面传感器从油的气阻抗变化不明显，计算液位不准确的缺点,磁致伸缩液位传感器3依照磁致伸缩液位计原理,通过液位位置浮球4位置来辅助计算液面高度，技术成熟，性能稳定，精度高，可消除液面泡沫影响。

请参阅图2，u1是微处理器，综合处理仪表传感器采集回来的数据；u2，u3,u5把现场24v直流电源变为5v,3v给传感器和其他电路供电；u6是通信接口芯片，负责和上位机数据交换；jp1lcm是仪表显示器，显示现场实时数据；p6,p7,p8是传感器接口，传感器探头采集的数据通过接口发送给u1微处理器处理。

所述磁致伸缩液位传感器3底端套接安装有配重块6，由于磁致伸缩液位传感器3是柔性的，通过配重块6的加装，保证磁致伸缩液位传感器3保持垂直工作，提高检测的稳定性。

所述罐体1外侧固定有导线管8，且传感信号线穿过导线管8，导线管8的安装提高对传感信号线的保护，避免电路毁坏，造成危险发生。

所述接线盒7连接有接地线9，且接地线9与罐体1外壁连接，防止信号干扰，影响数据采集。

所述接线盒7采用的是防爆接线盒7，由于仪表的传感器安装现场是一级防爆区，使用接线盒7与分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3连接，保证现场的本质安全。

所述液位位置浮球4的直径有九十毫米和两百毫米两种规格，根据现场安装环境和工况选择，提高实用性。

所述安装法兰10可以用dn50或dn100口径安装，配合不同的沉降罐使用。

所述数据显示远传单元5的芯片预置微机接口电路，可方便的进行数据上传，进行人机对话，实现自动化控制。

工作原理：分段电容油水界面传感器2通过分段依次测量接触传感器外壁的介质到罐体1内壁之间组成的电容的阻抗，在油水界面处由于介质导电率快速上升，阻抗变化曲线上会出现跳变，通过查找阻抗跳跃来判断油水界面的具体位置，由于在油连续相的层面内，测得的阻抗与原油含水接近线性系，从而依据测得的阻抗值可以描述出过度带含水的变化趋势和直观的油水分离程度，在液位检测时,磁致伸缩液位传感器3不断检测液位位置浮球4的位置来计算液位的；

分段电容油水界面传感器2和磁致伸缩液位传感器3外壁使用聚四氟乙烯材料，可测量腐蚀性介质，自适应分段参比算法和传感器聚四氟乙烯外壁的特点，使挂料对精度的影响减少到最小；

预置微机接口电路，可方便的进行数据上传，进行人机对话，实现自动化控制，节约人力资源，提高工作效率。配套的工控软件，可方便的实现数据存取、报表打印、网上数据传送等功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。