液体分界面传感检测方法以及装置与流程

本发明涉及液体分界面的识别，尤其是储气库溶腔中的油水分界面识别。

背景技术：

储气库的建设是伴随着战略能源储备制度的提出而产生的，我国能源储备起步晚，基础差，在储气库的建设和研究方面与西方等发达国家还存在着较大差距。储气库建设过程中测量装置的应用对现场实测技术有着重要意义，有助于精确的计算出溶腔的油水分界面，增加岩盐储气库大规模溶腔特别是反循环溶腔施工的安全性、降低储气库溶腔成本，然而现有识别油水分界面的方式构造复杂，成本较高。

技术实现要素：

本公开的一个方面解决的一个技术问题在于，提供一种改进的液体分界面传感检测方法，以及能实现该方法的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：液体分界面传感检测方法，其适用于检测同一腔体中两种以上液体在深度方向上的分界面位置，所述方法包括以下内容：

温变部分，操作同一加热源于作用于所述腔体中液体，使其温度发生变化；

检测部分，在所述液体发生温度变化时，持续检测以获取特定时间段内液体多个不同深度位置的动态温度信息；

分析定位部分，分析处理所获得的动态温度信息以得知液体温度变化规律的相异位置，以此定位各液体的分界面。

如前所述的液体分界面传感检测方法，所述特定时间段为液体升温到预设值之后再回落至常温这一区间。

如前所述的液体分界面传感检测方法，所述检测部分中采用分布式光纤测温技术实现所述温度信息的获取。

如前所述的液体分界面传感检测方法，所述腔体为储气库溶腔，所述溶腔内液体包括下层的水、上层的柴油。

液体分界面传感检测装置，其适用于检测同一腔体中两种以上液体在深度方向上的分界面位置，所述装置包括，

加热部件，其具有一定长度，以延伸至所述腔体内为所述液体进行加热；

温控部件，与所述加热部件连接；

温度检测组件，其包括信息检测载体、主机部分，所述信息检测载体具有一定长度以延伸至所述腔体内，所述主机部分经由所述信息检测载体获知所述加热部件影响下液体相应深度位置的动态温度信息，并传出；

主机组件，与所述温控部件连接以发送所述加热部件的操作指令；与所述温度检测组件连接，接收处理所述动态温度信息以根据温变规律的相异位置识别定位液体分界面。

如前所述的液体分界面传感检测装置，所述加热部件包括加热电缆，所述温控部件包括温控表。

如前所述的液体分界面传感检测装置，所述信息检测载体包括铠装光缆，所述主机部分包括分布式光纤测温主机。

如前所述的液体分界面传感检测装置，所述加热电缆、所述铠装光缆两者用于延伸至腔体内的部分并行布局。

本公开的一个方面带来的一个有益效果：通过对液体不同位置的温度变化进行检测，由于不同液体的比热容相异，因此从获知的温度信息可以分析得出温度变化规律的差异位置，该位置即为液体的分界面。将该方案应用在储气库的建设中，可以准确的识别出溶腔油、水的分界面，易操作、易实现，有助于提高工作效率、降低建设成本。

附图说明

下面将结合附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例，附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。

附图中：

图1为本发明装置工作示意图；

图中标识说明如下：

101、柴油管道；102、地面；103、柴油；104、水；105、内层水管道；106、夹层水管道；107、铠装光缆；108、加热电缆；109、分布式光纤测温主机；110、温控表。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

健身储气库是通过在合适的地层中人为溶腔而成，在溶腔的过程中一般通过热水104将卤素溶解，从而形成腔洞，在此过程中为避免向上溶解，在热水104的上表面需要油封，而得知柴油103、水104的分界面后有利于节约油的用量。

本发明提供一种液体分界面传感检测方法，其适用于检测同一腔体中两种以上液体在深度方向上的分界面位置，所述方法包括以下内容：

温变部分，操作同一加热源于作用于所述腔体中液体，使其温度发生变化；检测部分，在所述液体发生温度变化时，持续检测以获取特定时间段内液体多个不同深度位置的动态温度信息；分析定位部分，分析处理所获得的动态温度信息以得知液体温变规律的相异位置，以此定位各液体的分界面。

以储气库溶腔为例，通过加热源对溶腔中的柴油103、水104进行加热，加热到预设的温度之后停止加热源工作，使油、水104温度回落至常温状态。在这一过程中检测获得多个不同深度位置温度动态信息，通过分析处理可以形成可展示出液体温度变化规律的升温曲线或降温曲线，因为油、水104两者的比热容不同，所以两者的升温曲线、降温曲线会有差异，而产生差异的位置所对应的就是油、水104的分界面。

具体的，在获知温度变化规律时可以仅采用某一特定时间内的动态温度信息即可，如采用油、水104升温到预设值之后再回落至常温这时间段内的温度数据，分析处理后得到不同的降温曲线，降温曲线的差异分界处所对应的即油、水104分界面。

对于在一定时间段内持续的检测获取液体不同深度位置的动态温度信息，可以采用分布式光纤测温技术来实现。分布式光纤测温技术(dts)也称为光纤测温，依据光时域反射原理和拉曼散射效应对温度的敏感从而实现温度监测，可以连续实时的获得不同深度位置对应的温度信息。

本发明提供一种能实现前述方法的液体分界面传感检测装置，该装置适用于检测同一腔体中两种以上液体在深度方向上的分界面位置，其包括：

加热部件，其具有一定长度，以延伸至所述腔体内为所述液体进行加热；

温控部件，与所述加热部件连接；

温度检测组件，其包括信息检测载体、主机部分，所述信息检测载体具有一定长度以延伸至所述腔体内(液体中)，所述主机部分经由所述信息检测载体获知所述加热部件影响下液体相应深度位置的动态温度信息，并传出；

工控装置，与所述温控部件连接以发送所述加热部件的操作指令；与所述温度检测组件连接，接收处理所述动态温度信息以根据温度变化规律的相异位置识别定位液体分界面。

具体的，加热部件采用加热电缆108，温控部件为温控表110，温控表110与加热电缆108连接；而对液体不同深度位置进行持续规律的检测，则可以采用分布式光纤测温装置来实现，信息检测载体包括铠装光缆107(光缆外包覆有保护性“铠甲”，使里面纤芯受到保护，有抗强压抗拉伸抗高温等功能)，铠装光缆107是可以连续监测的传感部件，其监测精度可以根据具体需求进行选择，如1米或是0.5米等，主机部分包括连接在铠装光缆107头端的分布式光纤测温主机109，温控表110和分布式光纤测温主机109的控制端连接至工业电脑(即工控装置)，工业电脑配置有matlab系统，可以对数据进行处理，获得油、水104的温度变化规律，一般由升温曲线、降温曲线标识，从而判断储气库溶腔中油水104分界面。

参阅附图1，为储气库配置高精度的分布式光纤测温装置，将与分布式光纤测温主机109连接的铠装光缆107，与温控表110连接的加热电缆108从地面102经过柴油管道101伸入到储气库底部。

在一切就绪后打开高精度的分布式光纤测温主机109，准备开始测量不同深度位置的温度并记录数据。给夹层水管道106注水104，同时给柴油103管道注入一定量的柴油103。当水104注入到一定量时，卤水104开始从内层水管道105喷出，这就是溶腔作用，如果没有分布式光纤测温装置将无法获知油、水104的分界面在什么位置。此时，通过工业电脑发送指令使温控表110通电，加热电缆108开始工作，储气库内液体开始被加热，因为油、水104的比热容不同，导热系数不同，所以两者会不用不同的温度变化规律。当温度升温到一定数值后切断温控表110电源，储气库内的温度开始下降，油、水104温度缓慢冷却至常温。

在前述的过程中，通过分布式光纤测温主机109通过铠装光缆107获得了相应时间段相应深度位置的油、水104动态温度数据，这些与相应深度位置对应的温度数据通过主机的以太网接口上传至工业电脑，通过matlab将数据分次处理可以得出油、水104的升温曲线、降温曲线，由于比热容的不同会导致油、水104两者的温度变化曲线有很大差异，该差异产生的位置就是油水104分界面。

在将铠装光缆107、加热电缆108向储气库内放入时，将两者并行布局将有利于节约能耗，即两者伸入储气库内的部分可以绑定并行，铠装光缆107与加热电缆108距离近，能更快速的检测到加热电缆108附近液体发生的温度变化，避免需要加热电缆108大面积、长时间对大体量的油、水104进行加热工作，由此可以避免能源浪费。一般在升温至某一预定温度之后，就可以停止加热电缆108的工作，对降温冷却过程进行检测分析，根据降温曲线的差异位置即可实现油水104分界面位置的确定。

本发明所提供的储气库油水分界面检测方法以及装置，有高分辨率、高速采样率、高精度等特点，不需要人工介入就可获得相关数据，既节省了人工成本，又降低溶腔成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。