远程校验式原油含水监测系统及其校验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对油井的原油进行含水监测并能够进行远程校验的系统，属于原油含水监测技术领域。
【背景技术】
[0002]油井生产的井流物包含油、气、水和颗粒性固体，原油中含水率是一项重要的监测项目，一般通过原油含水分析仪检测，原油含水分析仪的原理有多种，一般分为四种:电磁波、电容法、密度法和射线法。通常电磁波法用来测量高含水，电容法用来测量低含水，射线法由于带有放射源现在国家控制使用了，密度法是事先知道纯油和纯水的确切密度。中国专利文献CN2383068公开了一种《原油含水监测仪》，含有测量管道、γ射线源、透射探测器和散射探测器，另还在测量管道内设有导流管，在测量管道进液段内还设有搅拌叶片。CN202153216U公开的《一种原油含水检测试验设备》，包括机箱，机箱内设有压缩机、冷凝器、潜水泵、不锈钢水箱和原油稀释装置。
[0003]现有的原油含水分析仪大部分是在成品油或在联合站等比较稳定的场合使用，这些场合的原油中不含气或含有极少的气，因此大部分含水分析仪都可以使用。但是由于计量站或井口附近等场合的原油中含气比较多，使用现有原油含水分析仪进行含水测量，会对测量结果产生较大的误差，并且原油容易挂壁，不同时间段的测量精度会有一定的偏差。所以，现有原油含水分析仪难以精确测量井口或计量站等含气较多场合中原油的水分。
[0004]CN201449390U公开了一种《原油含水检测装置》，包括电源模块，信号采集单元，A/D转换单元，电连接所述信号采集单元的输出端，数据处理单元，电连接所述A/D转换单元的输出端，原油状态显示单元，电连接所述数据处理单元的输出端，用于显示检测时的油水混合状态；含水数值显示单元，电连接所述数据处理单元的输出端，用于显示检测到的原油中的含水值。该检测装置实现了检测显示一体化及远程输送信息。
[0005]但是上述《原油含水检测装置》仍然不能使用在井口或计量站等含气较多场合，并且没有解决挂壁引起的误差问题。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有原油含水分析仪存在的不足，提供一种检测精度高、能够适用于含气较多场合且能够远程校验的远程校验式原油含水监测系统，同时提供一种该系统的校验方法。
[0007]本发明的远程校验式原油含水监测系统，采用下述技术方案:
[0008]该系统，包括汇管、自脱气装置、含水分析仪、无线发射模块、无线接收模块和数据处理模块；自脱气装置上部设置有原油进口和输气管，底部设置有液体输出管，输气管连接至汇管；含水分析仪通过连接管安装在液体输出管上，连接管上设置有支管，支管与汇管连接；含水分析仪与无线接收模块连接，无线接收模块与无线发射模块无线连接，无线发射模块与数据处理模块连接。
[0009]所述自脱气装置为气液分离器。
[0010]含水分析仪的传感器部分浸在液体输出管输出的液体中。气液混合的原油由自脱气装置的进口进入，在自脱气装置内进行脱气处理，气体由自脱气装置上部的输气管排出，液体由底部的液体输出管排出。液体在液体输出管内流过时，含水分析仪中传感器的电压信号就会根据原油含水的变化而实时显示到含水分析仪的屏幕上，实现原油水分检测。自脱气装置分离的气体和液体以及支管内再次分离出的气体最终都进入汇管，由汇管排出，从而保证原油输送的流程不变。通过数据处理模块、无线发射模块和无线接收模块实现对含水分析仪的远程校验。
[0011]上述远程校验式原油含水监测系统的校验方法，包括以下步骤:
[0012](I)现场对原油采样，并记录含水分析仪所显示的电压值，对采样原油进行含水率化验并记录化验结果，每次采样的电压值与化验结果相对应；根据对应的电压值和化验结果(VI, Pl)、(V2, P2)、(V3, P3)、(V4，P4)、(V5, P5)……(Vn, Pn)得到一条电压值与化验结果的对应曲线；
[0013](2)数据处理模块进行数据处理，根据每次采样对应的电压值和化验结果(VI, Pl)、(V2, P2)、(V3, P3)、(V4，P4)、(V5, P5)……(Vn, Pn)，由公式 Kn= (V n+1_Vn) /(Pn+1-Pn)，得出每段曲线斜率Kl、K2、K3、K4……Klri;
[0014](3)数据处理模块通过无线发射模块将每段曲线斜率无线传送至无线接收模块，无线接收模块再将每段曲线斜率传送给含水分析仪；
[0015](4)含水分析仪接收曲线斜率，并将接收到的曲线斜率存储。
[0016]含水分析仪根据取得的电压值对照存储的曲线斜率计算出原油含水率。
[0017]本发明增加了自脱气结构和远程校验，在原油水分监测过程中进行脱气处理，解决了挂壁引起的检测误差问题，防止了测量误差，提高了检测精度，特别适用于计量站或井口等含气高的场合，可以实现远程校验。
【附图说明】
[0018]图1是本发明远程校验式原油含水监测系统的结构原理示意图。
[0019]图2是电压值与化验结果(含水率)的对应曲线图。
[0020]图中:1、自脱气装置，2、液体输出管，3、支管，4、含水分析仪，5、汇管，6、输气管，7、无线接收模块，8、无线发射模块，9、数据处理模块，10、连接管。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，本发明的远程校验式原油含水监测系统，主要包括汇管5、自脱气装置2、含水分析仪4、无线发射模块7、无线接收模块8和数据处理模块9。
[0022]自脱气装置2的顶部设置有原油进口，上部设置有输气管6，底部设置有液体输出管2，输气管6连接至汇管5。气液混合的原油由自脱气装置2顶部的原油进口进入自脱气装置2，在自脱气装置2内进行脱气处理，实现气液分离。气体聚集在自脱气装置2的上部，由输气管6排出，输送至汇管5。液体由底部的液体输出管2排出，输送至汇管5。自脱气装置2可以采用现有的任何结构的气液分离器。液体输出管2上设置有连接管10。
[0023]含水分析仪4通过连接管10安装在自脱气装置2底部的液体输出管2上，含水分析仪4的传感器部分浸在液体输出管2输出的液体中。连接管10上设置有支管3，支管3与汇管5连接。液体在管道内流过时，含水分析仪4中传感器的电压信号就会根据原油含水的变化而实时显示到含水分析仪4的屏幕上，实现原油水分检测。分离出的气体由支管3进入汇管5。自脱气装置2分离的气体和液体以及液体中分离出的第二次气体最终都进入汇管5，由汇管5排出，从而保证原油输送的流程不变。
[0024]含水分析仪4通过其上的端口(RS485)与无线接收模块7连接，无线接收模块7与无线发射模块8远程无线连接，无线发射模块8与数据处理模块9连接，数据处理模块9可以采用现有普通计算机、单片机或其它能够进行数据处理的设备。通过这样的方式可以实现对含水分析仪4的远程校验，具体过程如下所述:
[0025]I)现场对原油采样，并记录含水分析仪4所显示的电压值，在化验室对采样原油进行含水率化验并记录化验结果，每次采样的电压值与化验结果相对应；多次采样就会记录多组对应的电压值和化验结果(含水率)，如(VI，Pl)、(V2, P2)、(V3, P3)、(V4，P4)、(V5, P5)……(Vn，Pn)，由此可以得到一条电压值与化验结果(含水率)的对应曲线图，如图2所示，图2中有七段曲线；
[0026]2)数据处理模块9 (计算机)进行数据处理，根据每次采样对应的电压值和化验结果(V1，P1)、(V2，P2)、(V3，P3)、(V4，P4)、(V5，P5)……(Vn，Pn)，由计算公式 Kn= (Vn+1-Vn)/^■?+■^，得出每段的曲线斜率!^、!^、!^、!^……Kn_1;由图2可得到六段曲线斜率；
[0027]3)数据处理模块9通过无线发射模块8将每段曲线斜率无线传送至无线接收模块8，无线接收模块8再将每段曲线斜率传送给含水分析仪4 ;
[0028]4)含水分析仪4接收曲线斜率，并将接收到的曲线斜率存储。
[0029]含水分析仪4根据取得的电压值对照存储的曲线斜率计算出原油含水率。
【主权项】
1.一种远程校验式原油含水监测系统；包括汇管、自脱气装置、含水分析仪、无线发射模块、无线接收模块和数据处理模块；其特征是:自脱气装置上部设置有原油进口和输气管，底部设置有液体输出管，输气管连接至汇管；含水分析仪通过连接管安装在液体输出管上，连接管上设置有支管，支管与汇管连接；含水分析仪与无线接收模块连接，无线接收模块与无线发射模块无线连接，无线发射模块与数据处理模块连接。2.根据权利要求1所述的远程校验式原油自脱气含水监测系统，其特征是:所述自脱气装置为气液分离器。3.—种权利要求1所述远程校验式原油自脱气含水监测系统的校验方法，其特征是，包括以下步骤: (1)现场对原油采样，并记录含水分析仪所显示的电压值，对采样原油进行含水率化验并记录化验结果，每次采样的电压值与化验结果相对应；根据对应的电压值和化验结果(VI, PD, (V2, P2)、(V3, P3)、(V4，P4)、(V5, P5)……(Vn，Pn)得到一条电压值与化验结果的对应曲线； (2)数据处理模块进行数据处理，根据每次采样对应的电压值和化验结果(VI，P1)、(V2，P2)、(V3，P3)、(V4，P4)、(V5，P5)……(Vn, Pn),由公式 Kn= (Vn+1_Vn) / (Pn+1_Pn)，得出每段曲线斜率1(1、1(2、1(3、1(4……Kn_1； (3)数据处理模块通过无线发射模块将每段曲线斜率无线传送至无线接收模块，无线接收模块再将每段曲线斜率传送给含水分析仪； (4 )含水分析仪接收曲线斜率，并将接收到的曲线斜率存储。
【专利摘要】一种远程校验式原油含水监测系统及其校验方法，包括汇管、自脱气装置、含水分析仪、无线发射模块、无线接收模块和数据处理模块；自脱气装置上部设置有输气管，底部设置有液体输出管；含水分析仪安装在液体输出管上，连接管上设置有支管，输气管和支管均与汇管连接；含水分析仪、无线接收模块、无线发射模块及数据处理模块依次连接。校验时，现场对原油采样，根据对应的电压值和化验结果得到对应曲线并得出每段曲线斜率；将每段曲线斜率无线传送至含水分析仪，含水分析仪接收曲线斜率并存储。该系统在原油水分监测过程中进行脱气处理，解决了挂壁引起的检测误差问题，提高了检测精度，特别适用于含气高的场合，可以实现远程校验。
【IPC分类】G01N27/00
【公开号】CN104931536
【申请号】CN201510420997
【发明人】刘仲锋, 苗兴东, 刘鹏, 徐成军, 申法举
【申请人】山东方锐智能科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年7月17日