一种油罐车卸车含水量计量装置的制作方法

本实用新型涉及含水率测量技术领域，具体涉及一种油罐车卸车含水量计量装置。

背景技术：

在油田开发过程中，直接从油田采出的原油中一般含有一定的水分，原油中含水会给原油的加工带来困难，增加设备的能耗，因此测量原油的含水量十分必要，目前最常见的输油方式就是油罐车运输，且在油罐车运输原油的过程中计量原油的重量及原油含水量是一种非常可行的方式。

目前油罐车卸车过程中计量含水率主要通过人工化验和含水分析仪测量，人工化验主要采用三点取样的方式进行上、中、下三个点取样，取样后样品交化验室进行化验。此操作方法，上、中、下三点取样不能代表整车的含水率，代表性差，化验时间长，工人劳动强度大，效率低；含水分析仪可以实时测量含水率，实时反映油罐车中含水率的变化，但是由于油罐车中可能存在油水分层，存在纯水和纯油的情况，还存在水包油、油包水的情况，所以测量难度大，另外一个因素卸车速度不恒定，在计算平均含水率时造成的误差较大。并且在原油动态计量中，温度不仅直接影响原油标准体积计算，在流量计检定工作中也起着不可忽视的作用。无论是原油标准体积还是流量计检定工作最终都会影响纯油量结算，进而影响到原油交接双方的经济利益。油量交接具连续性、交接量大特点，原油一般呈流体或半流体状态，具有可微压缩性。同其他流体一样，温度变化势必引起体积变化，因此，温度对原油含水量的计量也起着非常重要的作用，但是，在实际应用中，一般没有考虑这方面的影响，从而造成最终计算的含水量不太精确。

技术实现要素：

针对目前存在的问题，本实用新型提供一种油罐车卸车含水量计量装置，该装置增加流量补偿和温度补偿功能，解决流速和温度对测量的影响，测量结果更加准确。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种油罐车卸车含水量计量装置，所述装置包括测量管段、含水分析仪、储油槽、卸油管、卸油接口、数据处理单元、面板和电脑主机，所述测量管段的一端与卸油管的卸油接口连接，所述卸油管插入储油槽中；所述含水分析仪内嵌流量传感器，含水分析仪的测量端插在所述测量管段中，含水分析仪和数据处理单元连接，数据处理单元电连接面板，面板电连接电脑主机。更具体地，所述含水分析仪通过信号传输电缆连接数据处理单元，所述面板通过232通讯电缆连接电脑主机。

优选地，所述测量管段型号为DN100/150。

本实用新型所选用的含水分析仪采用电容法和阻抗法同时测量，含水分析仪的测量端同时可以测量电容介电常数和阻抗信号，正常用电容测量时含水率由于存在水包油和油包水的状态，所以含水率从0-100和含水率从100-0是两条不同的曲线，这时需要借助阻抗测量的信号来判断是在哪条曲线，判断好哪条曲线后再通过电容法来测量，阻抗法测量是直接测量他的阻抗值，线性度较好，从0-100的曲线和100-0的曲线基本能重合，但是精度差，所以用阻抗法判断曲线，电容法来测量，两者结合，测得的数据更加精确，可靠。

其中，所述数据处理单元包括信号采集、处理、控制电路，用于对含水分析仪检测信号的采集、处理并控制传输给面板。

并且，进一步地，所述面板上设有电源指示灯、温度、压力、瞬时流量和累计流量显示屏，便于使用者观察到测量过程中的温度、压力、瞬时流量和累计流量。

进一步地，所述装置还包括地磅，所述地磅与含水分析仪连接，用于称量油罐车的重量。

更进一步地，所述电脑主机还和地磅连接，电脑主机用于根据含水分析仪测得的原油含水率以及卸载的原油重量获得原油含水量。

更优选地，所述流量传感器具有两个温度传感器，一个用于测量油温，一个带有加热元件，通过测量加热元件被带走的热量来计算出流体的流量，进而对平均含水率进行流量补偿，同时给平均含水率进行温度补偿。所述流体的流量计算方法：采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。两个温度传感器被置于介质中时，其中一个传感器被加热到环境温度以上的的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。介质流速增加，介质带走的热量增多，两个温度传感器的温度差将随介质的流速变化而变化，根据温度差与介质流速的比例关系，可得出流体的流量Q。

由于油罐车在卸车过程当中，随着油罐车中油品液位的变化，卸车的速度变化较大，开始时速度较快，含水率较高，随着油罐车中液位的降低卸车速度不断减慢，含水量也在下降，如果不考虑流速影响的话，开始卸车时的高含水率占权重较少，后期低含水率占权重较大，整体测量的平均含水率就会偏低，给计量带来误差，加入流速补偿后，排出速度影响，提高测量精度，无论速度快慢测量时所占权重不会明显改变，因此本实用新型对含水率进行流量补偿，测得的数据更加准确。

另外，由于原油在温度变化下，它的质量变化也比较明显，因此流量传感器上设有温度传感器，该温度传感器能够测出原油温度的变化情况，温度变动与原油密度变化有一定的规律，并且根据GB/T1885-1998(产品部分、原油部分)的标准，温度的变化和原油密度的变化数值是一一对应的，只要把温度对应原油密度表的数值，输入至计算机中，原油温度变化时，密度随之变化，每一点的温度都对应一个密度，这样原油含水分析仪计算出来的原油比例体积乘以这时温度下的密度就可以得出原油的质量。因此，本实用新型给含水率进行温度补偿，测得的数据更加准确。

具体地，温度补偿的具体计算方法为：首先设定温度基准值，然后配置固定含水率的油水混合介质，介质进入循环装置，温度每升高或降低一度含水率变化多少，例如温度升高ΔA℃，含水率升高Δa，则当前含水率要减去Δa，换算回基准温度下的含水率，反之亦然；

流速补偿方法为：首先设定基准流速，流速每增加或减少一定量时，看含水率变化多少，将当前含水率减去或加上含水率变化值，转换到基准流速下的含水率，排除了流速变化对含水率的影响就完成流速补偿。

本装置的工作方式如下：

首先通过含水分析仪与油品的接触端采集油的流速、温度、压力等信息参数，通过含水分析仪对上述参数进行分析，计算出瞬时含水率，根据温度、流速对含水率的影响，调用电脑主机计算出的温度、流速与含水率的关系，通过数据处理单元对平均含水率进行流速和温度补偿，然后通过面板上的显示屏将油品的实时温度、压力、瞬时流量和累计流量显示。另一方面，电脑主机还和地磅连接，电脑主机用于根据含水分析仪测得的原油含水率以及卸载的原油重量获得原油含水量。

本实用新型方法具有如下优点：

本实用新型对对含水分析仪进行双原理测量，解决水包油和油包水的问题，由于含水分析仪的测量端同时可以测量电容介电常数和阻抗信号，正常用电容测量时含水率由于存在水包油和油包水的状态，所以含水率从0-100和含水率从100-0是两条不同的曲线，阻抗法测量是直接测量他的阻抗值，线性度较好，从0-100的曲线和100-0的曲线基本能重合，但是精度差，所以用阻抗法判断曲线，电容法来测量含水率，两者结合，测得的数据更加精确，可靠。

所述的含水分析仪增加流量补偿和温度双补偿，解决流速和温度对测量的影响，实时提供瞬时含水率和平均含水率，测量结果更加准确。

本装置完全智能化运行，实时测量，降低人工成本和工人劳动强度，测量数据更具代表性。实现自动卸车，无需人工化验取样，降低工人劳动强度。

附图说明

图1是本实用新型油罐车卸车含水量计量装置结构示意图；

图2是含水分析仪测量原理图；

图3是本实用新型装置具体工作方式图；

图中：1-测量管段、2-含水分析仪、3-储油槽、4-卸油管、5-卸油接口、6-数据处理单元、7-面板；8-电脑主机、9-流量传感器、10-地磅。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的具体实施例。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

实施例1

一种油罐车卸车含水量计量装置，如图1所示，所述计量装置包括测量管段1、含水分析仪2、储油槽3、卸油管4、卸油接口5、数据处理单元6、面板7和电脑主机8，所述测量管段1的一端与卸油管4的卸油接口5连接，所述卸油管4插入储油槽3中；所述含水分析仪2内嵌流量传感器9，含水分析仪2的测量端插在所述测量管段1中，所述含水分析仪2通过信号传输电缆连接数据处理单元6，数据处理单元6电连接面板7，所述面板7通过232通讯电缆连接电脑主机8。

其中，所述测量管段型号为DN100/150。

本实用新型所选用的含水分析仪采用电容法和阻抗法同时进行测量，如图2所示，含水分析仪的测量端同时可以测量电容介电常数和阻抗信号，正常用电容测量含水率时由于存在水包油和油包水的状态，所以含水率从0-100和含水率从100-0是两条不同的曲线，阻抗法测量是直接测量油的的阻抗值，线性度较好，从0-100的曲线和100-0的曲线基本能重合，但是精度差，所以本实用新型首先借助阻抗法测量的信号来判断是在哪条曲线，判断好哪条曲线后再通过电容法来测量含水率，这样电容法和阻抗法相结合，测得的数据更加精确，可靠。

其中，所述数据处理单元包括信号采集、处理、控制电路，用于对含水分析仪检测信号的采集、处理并控制传输给面板。

所述面板上设有电源指示灯、温度、压力、瞬时流量和累计流量显示屏，便于使用者观察到测量过程中的温度、压力、瞬时流量和累计流量。

实施例2

一种油罐车卸车含水量计量装置，如图1所示，所述装置包括测量管段1、含水分析仪2、储油槽3、卸油管4、卸油接口5、数据处理单元6、面板7和电脑主机8，所述测量管段1的一端与卸油管4的卸油接口5连接，所述卸油管4插入储油槽3中；所述含水分析仪2内嵌流量传感器9，含水分析仪2的测量端插在所述测量管段1中，所述含水分析仪2通过信号传输电缆连接数据处理单元6，数据处理单元6电连接面板7，所述面板7通过232通讯电缆连接电脑主机8。

所述装置还包括地磅10，所述地磅10与含水分析仪2连接，用于称量油罐车的重量。

其中，所述测量管段型号为DN100。

其中，所述数据处理单元6包括信号采集、处理、控制电路，用于对含水分析仪检测信号的采集、处理并控制传输给面板。

所述面板7上设有电源指示灯、温度、压力、瞬时流量和累计流量显示屏，便于使用者观察到测量过程中的温度、压力、瞬时流量和累计流量。

实施例3

所述装置包括测量管段1、含水分析仪2、储油槽3、卸油管4、卸油接口5、数据处理单元6、面板7和电脑主机8，所述测量管段1的一端与卸油管4的卸油接口5连接，所述卸油管4插入储油槽3中；所述含水分析仪2内嵌流量传感器9，含水分析仪2的测量端插在所述测量管段1中，所述含水分析仪2通过信号传输电缆连接数据处理单元6，数据处理单元6电连接面板7，所述面板7通过232通讯电缆连接电脑主机8。所述装置还包括地磅10，所述地磅10与含水分析仪2连接，用于称量油罐车的重量。

其中，所述测量管段1型号为DN150。

其中，所述数据处理单元6包括信号采集、处理、控制电路，用于对含水分析仪检测信号的采集、处理并控制传输给面板。

所述面板7上设有电源指示灯、温度、压力、瞬时流量和累计流量显示屏，便于使用者观察到测量过程中的温度、压力、瞬时流量和累计流量。

所述电脑主机8还和地磅10连接，电脑主机用于根据含水分析仪测得的原油含水率以及卸载的原油重量获得原油含水量；还用于根据原油含水量和地磅测得的油罐车重量计算油罐车中的原油重量。

如图2所示，所述流量传感器具有两个温度传感器，一个用于测量油温，一个带有加热元件，通过测量加热元件被带走的热量来计算出流体的速度，进而对平均含水率进行流量补偿，同时给平均含水率进行温度补偿。

所述流量传感器的流量计算方法：采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术。两个温度传感器被置于介质中时，其中一个传感器被加热到环境温度以上的的温度，另一个温度传感器用于感应介质温度。介质流速增加，介质带走的热量增多，两个温度传感器的温度差将随介质的流速变化而变化，根据温度差与介质流速的比例关系，可得出流体的流量Q。

具体地，温度补偿的具体计算方法为：首先设定温度基准值和流速基准值，然后配置固定含水率的油水混合介质，介质进入循环装置，温度每升高或降低一度含水率变化多少，例如温度升高ΔA℃，含水率升高Δa，则当前含水率要减去Δa，换算回基准温度下的含水率，反之亦然；

流速补偿方法为：首先设定基准流速，流速每增加或减少一定量时，看含水率变化多少，将当前含水率减去或加上含水率变化值，转换到基准流速下的含水率，排除了流速变化对含水率的影响就完成流速补偿。

本装置的工作方式如下：

如图3所示，首先通过含水分析仪与油品的接触端采集油的流速、温度、压力等信息参数，通过含水分析仪对上述参数进行分析，计算出瞬时含水率，根据温度、流速对含水率的影响，调用电脑主机中存储的温度、流速与含水率的关系，通过数据处理单元对平均含水率进行流速和温度补偿，然后通过面板上的显示屏将油品的实时温度、压力、瞬时流量和累计流量显示。另一方面，电脑主机还和地磅连接，电脑主机用于根据含水分析仪测得的原油含水率以及卸载的原油重量获得原油含水量；还用于根据原油含水量和地磅测得的油罐车重量计算油罐车中的原油重量。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。