一种液相传感器及检测原油产出液含油率的方法与流程

本发明属于石油、石化，尤其涉及一种液相传感器及检测原油产出液含油率的方法。

背景技术：

1、原油产出液是一种混合液，其主要成分为油和水，由于其它液体含量较少，可将混合液的液相视为两项，即油相和水相。在现实生产中，理想的技术管理应该能够对原油产出液进行监测，原油产出液含油率较高的油井实施大力开采，对于原油产出液含油率较低的油井进行关停。由于油井产出液含油率是动态变化的，因此需要对油井的原油产出液的含油率进行实时在线检测。

2、现有技术对油井原油产出液含油率的在线检测常用以下三种方法：

3、（1）电容法：水的介电常数比原油的介电常数大，通过测量相关性的电容量，得到含油率。但原油产出液存在各种盐离子，影响检测精度，且容易引发火灾；

4、（2）微波法：微波信号在管道传递时，管道中的油、水混合物，吸收了部分能量，引起微波能量衰减，然后被传感器吸收，经过检波后，输出方波信号，最后计算机处理数据，进而获得原油产出液的含油率。但此方法易受电磁干扰，且设备昂贵；

5、（3）短波法：油、水介质对电磁波短波吸收率不同，通过检测短波吸收率来判断原油产出液含油率。但此方法仪器体积较大，成本高，不适合大规模推广。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提出一种液相传感器及检测原油产出液含油率的方法，液相传感器包括独立温度测量仪、带热源的温度测量仪、控制器、电源。

2、所述独立温度测量仪包括，壳体一、温度传感器一、线束一；温度传感器一设置于壳体一内；线束一的一端伸入壳体一与温度传感器一电连接，另一端伸出壳体一与控制器电连接，温度传感器一向控制器发送温度信号，控制器控制温度传感器一的开启、关闭并为温度传感器一供电，电源与控制器电连接并为其供电；

3、所述带热源的温度测量仪包括，壳体二、温度传感器二、发热器、线束二；发热器和温度传感器二设置于壳体二内部；线束二一端伸入壳体二与温度传感器二和发热器电连接，另一端伸出壳体二与控制器和电源电连接，温度传感器二向控制器发送温度信号，控制器控制温度传感器二和发热器的开启、关闭并为温度传感器二供电，电源为发热器供电；

4、所述控制器对接收到的温度信号进行逻辑运算，得到原油产出液的含油率。

5、所述壳体一、壳体二为绝缘、导热材料制成的密闭壳体。

6、进一步，还包括与控制器电连接的人机交互界面，能够输入控制指令、显示温度值、显示原油产出液的含油率。

7、所述温度传感器一紧贴壳体一内壁设置。

8、进一步，所述独立温度测量仪还包括设置于壳体一端部的线束接口一，壳体一与线束接口一密封连接，线束一通过线束接口一与控制器和电源电连接。

9、所述带热源的温度测量仪还包括设置于壳体二端部的线束接口二，壳体二与线束接口二密封连接，线束二通过线束接口二与控制器和电源电连接。

10、本发明还提供一种使用液相传感器检测原油产出液含油率的方法，包括以下步骤：

11、步骤1：将独立温度测量仪和带热源的温度测量仪浸入原油产出液中，控制器控制独立温度测量仪和带热源的温度测量仪开启并保持通电状态；

12、步骤2：带热源的温度测量仪的测量值波动范围小于±0.5℃时视为进入稳定阶段，此时独立温度测量仪测得原油产出液的初始温度，带热源的温度测量仪测得临近区域原油产出液加热后温度；

13、步骤3：将测得的温度信号通过线束一、线束二发送给控制器；

14、步骤4：控制器对接收到的温度信号进行逻辑运算得到原油产出液的含油率。

15、所述步骤1中，独立温度测量仪和带热源的温度测量仪之间距离大于20cm。

16、所述步骤4中，控制器所进行的逻辑运算为；其中为原油产出液含油率，为含油率为100%的原油产出液在带热源的温度测量仪临近区域的温升，由实验测得；为带热源的温度测量仪临近区域原油产出液混合液的温升，由液相传感器测得。

17、所述步骤4中，控制器所进行的逻辑运算为；其中为带热源的温度测量仪临近区域原油产出液混合液180秒内的平均温升。

18、所述步骤4中，控制器所进行的逻辑运算为，将控制器内数据库比对，得到原油产出液含油率。

19、本发明的有益效果是：本发明采用独立温度测量仪测量原油产出液的初始温度，采用带热源的温度测量仪测量临近区域混合液体加热后的温度，根据原油产出液的比热容随含油率的变化而变化，进而产生的温升不同，控制器对温度信号进行逻辑运算，得到原油产出液的含油率，实现对原油产出液含油率的实时在线检测。该液相传感器使用时，不受混合物各种盐离子的影响，不受电磁干扰，仪器体积小结构简单，成本低，利于推广应用。

技术特征：

1.一种液相传感器，其特征在于：包括独立温度测量仪（1）、带热源的温度测量仪（2）、控制器（3）、电源（4）；

2.根据权利要求1所述的液相传感器，其特征在于：壳体一（101）、壳体二（201）为绝缘、导热材料制成的密闭壳体。

3.根据权利要求1所述的液相传感器，其特征在于：还包括与控制器（3）电连接的人机交互界面（5），能够输入控制指令、显示温度值、显示原油产出液的含油率。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液相传感器，其特征在于：所述温度传感器一（102）紧贴壳体一（101）内壁设置。

5.根据权利要求1-3任一项所述的液相传感器，其特征在于：所述独立温度测量仪（1）还包括设置于壳体一（101）端部的线束接口一（105），壳体一（101）与线束接口一（105）密封连接，线束一（104）通过线束接口一（105）与控制器（3）和电源（4）电连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的液相传感器，其特征在于：所述带热源的温度测量仪（2）还包括设置于壳体二（201）端部的线束接口二（205），壳体二（201）与线束接口二（205）密封连接，线束二（204）通过线束接口二（205）与控制器（3）和电源（4）电连接。

7.一种使用权利要求1所述的液相传感器检测原油产出液含油率的方法，其特征在于包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种使用权利要求1所述的液相传感器检测原油产出液含油率的方法，其特征在于：所述步骤1中，独立温度测量仪（1）和带热源的温度测量仪（2）之间距离大于20cm。

9.根据权利要求7或8所述的一种使用权利要求1所述的液相传感器检测原油产出液含油率的方法，其特征在于：所述步骤4中，控制器（3）所进行的逻辑运算为；其中为原油产出液含油率，为含油率为100%的原油产出液在带热源的温度测量仪（2）临近区域的温升，由实验测得；为带热源的温度测量仪（2）临近区域原油产出液混合液的温升，由液相传感器测得。

10.根据权利要求7或8所述的一种使用权利要求1所述的液相传感器检测原油产出液含油率的方法，其特征在于：所述步骤4中，控制器（3）所进行的逻辑运算为；其中为带热源的温度测量仪（2）临近区域原油产出液混合液180秒内的平均温升。

11.根据权利要求7或8所述的一种使用权利要求1所述的液相传感器检测原油产出液含油率的方法，其特征在于：所述步骤4中，控制器（3）所进行的逻辑运算为，将与控制器（3）内数据库比对，得到原油产出液含油率。

技术总结
本发明属于石油、石化技术领域，尤其涉及一种液相传感器及检测原油产出液含油率的方法，液相传感器包括独立温度测量仪、带热源的温度测量仪、控制器、电源。独立温度测量仪用于测量临近区域原油产出液的初始温度，所述带热源的温度测量仪对临近区域原油产出液进行加热，并测量临近区域加热后的原油产出液的局部温度。原油产出液的比热容随含油率的变化而变化，被加热后温升不同，控制器对温度信号进行逻辑运算得到原油产出液含油率，实现对原油产出液含油率的实时在线检测。该液相传感器使用时，不受混合物各种盐离子的影响，不受电磁干扰，仪器体积小结构简单，成本低，利于推广应用。

技术研发人员：唐艳明,王明显
受保护的技术使用者：抚顺市明尧石油机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15