一种原油含水率检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及原油检测领域，具体而言，涉及一种原油含水率检测装置。
【背景技术】
[0002] 监控油井原油含水率对于试井分离器、集油站、原油处理设备和原油销售罐区都 至关重要。及时掌握并控制原油的含水率可提高采油效率，可以最大限度地减少产出水的 处理量，通过改进原油脱水工艺而最大限度地提高原油的质量。原油含水率监测对于油藏 管理和生产优化是十分重要的，能够可靠与连续地估算原油净产量，对油井出现的问题做 出正确的诊断并进行维护，以便对油藏的开采模式进行必要的调整。现有的含水率检测装 置一般采用称重法、电容法、微波法或者光学法。但采用这些方法的装置在检测过程中容易 受到杂质的干扰，检测范围有限，且检测精度低。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种原油含水率测量装置，可以解决上 述问题。
[0004] 本发明提供的技术方案如下：
[0005] -种原油含水率测量装置，包括:流通池、光源、分光片、硅光电探测器、光谱仪和 信号处理电路，其中：
[0006] 所述流通池浸没在待测原油中；
[0007] 所述光源用于生成具有连续光谱的检测光束；
[0008] 所述分光片用于对所述检测光束进行分光，分光成第一光束和第二光束，所述第 一光束传导至所述硅光电探测器，所述第二光束传导至所述流通池；
[0009] 所述硅光电探测器用于接收所述第一光束，生成第一光源能量参考值；
[0010] 所述光谱仪用于接收经过所述流通池中的待测原油吸收后的第二光束，并获取所 述第二光束的光谱信息；
[0011] 所述信号处理电路分别与所述硅光电探测器和光谱仪相连接，用于根据所述第一 光源能量参考值和所述第二光束的光谱信息计算所述待测原油的含水率。
[0012] 进一步的，所述光谱仪还用于在所述流通池未浸入到所述待测原油中前，预先采 集一组空白光谱信息；
[0013] 所述硅光电探测器还用于在所述光谱仪采集空白光谱信息的同时，获取所述第一 光束的光源能量，作为第二光源能量参考值；
[0014] 所述信号处理电路根据所述空白光谱信息、所述第一光源能量参考值和第二光源 能量参考值对光源所述光源的光谱信息进行修正。
[0015] 进一步的，所述信号处理电路根据所述第一光源能量参考值和所述第二光束的光 谱信息计算所述待测原油的含水率包括：
[0016] 根据修正后的所述光源的光谱信息和所述第二光束的光谱信息计算待测原油的 总吸光度；
[0017] 对所述总吸光度进行光谱吸光度解混合运算，得到水分对所述总吸光度的贡献 值；
[0018] 将所述水分对所述总吸光度的贡献值转换为含水率数值。
[0019] 进一步的，还包括：
[0020] 光束准直镜，用于对所述第二光束进行准直，并控制准直后的第二光束进入所述 流通池；
[0021] 进一步的，还包括：
[0022] 光束会聚镜，用于对经过所述待测原油吸收后的第二光束进行会聚，并传导至所 述光谱仪；
[0023] 进一步的，经过所述光束会聚镜会聚的第二光束通过传导光纤传导至所述光谱 仪。
[0024] 优选地，所述光源的光谱范围为400至2000nm。
[0025] 优选地，所述光源为卤素灯光源。
[0026] 优选地，所述分光片为铅晶质玻璃或石英玻璃。
[0027] 优选地，所述流通池为开放式流通池。
[0028] 与现有技术相比，在本申请实施例中，采用具有连续光谱的光源，在光谱信息的过 程中，检测变量更多，稳定性更好，检测精度也更高，并且采用光学方法来对原油的含水率 进行检测，不会受到原油密度、乳化程度、盐度和粘稠度的影响，抗干扰能力更强，可以检测 含水率从〇至100%全部范围内的液体，测量范围更宽，并且通过采用化学计量学的分析方 法，在数据处理过程中稳定性更高，测量结果也更可靠，可以满足对原油含水率精确测量的 要求。
[0029] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些附图获得其他相关的附图：
[0031 ]图1为本发明较佳实施例提供的原油含水率检测装置的示意图；
[0032] 图2为本发明较佳实施例提供的原油和水吸收光谱的示意图。
【具体实施方式】
[0033] 下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在 此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因 此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的 范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做 出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。
[0034] 应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一 个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的 描述中，术语"第一"、"第二"等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035] 常用的原油含水率测量方法有称重法、电容法、微波法和光学法。称重法根据油和 水的密度差来测量含水率，该方法容易受到油水混合液中其它杂物的干扰，特别是存在气 体时，测量准确性低。电容法测量是根据油水混合液的介电常数与含水率之间的相关性来 测定含水率，该方法仅适用于低含水率的原油含水率测量，对于含水率较大的原油无法准 确测量。微波法测量容易受到盐度和气体的影响，并且不适合高含水率原油的测量。采用近 红外吸收特性的光学法，具有不受原油密度、粘稠度、盐度、气体等的影响，可测量0~100% 含水率范围等优点，是目前最为先进的测量方法之一。现有的技术采用近红外光吸光度测 量油水混合液的含水率，该方法存在如下问题：（1)采用光谱波段数量少，定标精度较低，容 易受到油水混合液中杂质造成的散射光的干扰；（2)采用分离的光电探测器，多个光电探 测器分别采集信号响应不一致性和放大电路不一致性导致测量精度下降。
[0036] 有鉴于此，本申请实施例提供了一种原油含水率测量装置，如图1所示，包括:流通 池101、光源102、分光片103、硅光电探测器104、光谱仪105和信号处理电路106。
[0037] 所述光源102可以用于生成具有连续光谱的检测光束。光源102可以提供光束作为 检测原油中含水量的光线来源，在本申请实施例中，待测原油中水分含量的不同会对吸光 度造成不同程度的影响，并且由于水分和原油组分在不同波长的光束光源102产生的检测 光束被待测原油吸收的程度的不同，从而产生不同的吸光度数据，进而通过信号处理电路 106的处理得到相应的含水率数据。
[0038] 所述分光片103用于对所述检测光束进行分离，形成第一光束和第二光束，所述第 一光束传导至所述硅光电探测器104,所述第二光束传导至所述流通池101。在本申请实施 例中，检测操作时，流通池101需要浸没在待测原油中，分光片103将光源发出的检测光束分 成了两部分，其中一部分(第一光束)传导至硅光电探测器104,另一部分(第二光束)传导至 流通池101中，第二光束照射经过待测原油后会由于待测原油中不同的含水量而呈现出不 同的光谱信息，通过对光谱信息的解析，即可获知含水率数据。
[0039] 所述硅光电探测器104用于接收所述第一光束，生成第一光源能量参考值。在本申 请实施例中，还设置了硅光电探测器104,硅光电探测器104并不接收经过待测原油吸光后 的光束，而是接收光源经过分光片103分光后的一部分检测光束，在光谱仪105采集一次第 二光束的光谱信息的同时，硅光电采集一次第一光束的光源能量参考值，记为Lt。
[0040] 在本申请实施例中，所述光谱仪105还用于在所述流通池101未浸入到所述待测原 油中前，预先采集一组空白光谱信息，即为Sr;所述硅光电探测器104还用于在所述光谱仪 105采集空白光谱信息的同时，获取所述第一光束的光源能量，作为第二光源能量参考值， 记为Lr;所述信号处理电路106根据所述空白光谱信息、所述第一光源能量参考值和第二光 源能量参考值对光源所述光源102的光谱信息进行修正。
[0041 ] 光源光谱修正为Sr · Lt/Lr。
[0042] 在流通池101没有浸入到待测原油中之前，通过光谱仪105和硅光电探测器104的 配合，获取空白光谱信息和第二光源能量参考值，以此对光源的光谱信息进行修正。由于在 吸光度的计算过程中，需要依据光源的光谱信息，而光源的光谱信息可能会在每次检测过 程中，由于检测环境的不同或光源的实际情况发生变化，通过对光源的光谱信息的修正，可 以获取更精确的吸光度数值。
[0043] 光谱仪105用于接收经过所述流通池101中的待测原油吸收后的第二光束，并获取 所述第二光束的光谱信息。第二光束的光谱信息记为St。通过第二光束的光谱信息和硅光 电探测器104得到的光源能量参考值，即可计算得到待测原油的总吸光度。
[0044] 总吸光度A = -log((St · Lr)/(Sr · Lt))
[0045] 信号处理电路106用于根据所述第一光源能量参考值和所述第二光束的光谱信息 计算所述待测原油的含水率。
[0046] 具体的，在计算得到待测原油的总吸光度之后，可以进行光谱解混合运算，计算出 水分对总吸光度的贡献。
[0047] 待测原油是由油和水两种组分组成，这两种