[发明专利]原油在线相变含水检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及原油含水率的检测方法，特别是一种原油在线相变含水检测方法及装置。

背景技术

原油含水率的实时监测是油井生产的一项重要工作，其测试误差直接影响着对油井及油层的动态分析。原油含水率的测定方法主要包括人工取样蒸馏化验法、微波法、密度法和电容法等。其中，人工取样蒸馏化验法虽然测量精度高，但费工、费时，不能实现实时检测，同时人工取样时放样原油很容易造成环境污染和稠油硫化氢中毒现象；微波法的原理是根据油、水对微波能量的吸收能力的差别，采用微波反射式结构来测量含水率，由于原油对微波的反射系数与油水混合物的实际状态（即油包水或水包油）有关，需根据实际情况加以修正，如此就很难适应多变的实际工作环境，给检测工作带来许多困难；密度法是确定含水原油密度值后，根据纯油密度和纯水密度计算含水率，其对现场条件要求较为苛刻，因而其稳定性较差。

电容法因其能实时检测、检测结果准确、工作稳定的优点应用较为普及，其基本原理是将一个金属电容器放入油井的生产层中，让油井中的油水混合物进入到该容器之中，然后测量其电容量。因为所测得的电容量与混合物的介电系数相关，而水的相对介电常数为81，油的介电常数为2-4，两者相差很大，因此可以从测得的电容量来反算油水的比例，从而计算出原油的含水率。CN2629036Y中公开的油品含水率检测电容传感器就是利用了上述电容法。但是电容法仅适用于测量较低含水率的原油，并且测量过程中通常受到温度等因素的干扰，从而使含水率测量精度受到很大影响，无法准确测量原油含水率，满足不了油井及油层动态分析的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种彻底取代人工取样蒸馏化验法、且测量精度高、省时省力、能够实现实时检测的原油在线相变含水检测方法及装置，原油检测样品不会造成浪费，更不用外排，防止了稠油硫化氢中毒现象的发生，起到了保护环境的作用。

本发明的技术方案是：

该原油在线相变含水检测方法，其特殊之处是，包括如下步骤：

1、在原油工艺管线上连接一立管，接取流过立管的部分原油作为检测样品；

2、将检测样品输送到一盛液容器中，并利用称重传感器对其进行称重，得到检测样品总质量，所述盛液容器外部设有壳体；

3、利用电加热器对所述盛液容器中的检测样品进行加热，从起始温度加热至水的沸点温度时，原油中的汽油成分部分挥发，利用称重传感器测量检测样品的剩余质量，并计算得到检测样品中挥发出去的汽油成分的质量；

4、保持水的沸点温度恒温加热，水在达到沸点温度时开始蒸发，当称重传感器测得的质量保持不变时，表示原油中的水已完全蒸发，称重传感器此时测得质量再加上检测样品中挥发出去的汽油成分的质量之和为原油质量；

5、根据检测样品总质量和原油质量计算得到原油的含水率；

6、称重完成后，控制盛液容器排放原油至壳体内，水蒸气和挥发的汽油气体遇壳体冷凝成液态，被壳体收集并随同原油排放到立管中，再由立管返排到原油工艺管线。

上述原油在线相变含水检测方法，加热过程中，所述壳体与大气环境相通以保持气压平衡。

该原油在线相变含水检测装置，包括人工智能控制系统，其特殊之处是：还设有

立管，所述立管两端分别设有用于连接原油工艺管线的连接法兰；

壳体，所述壳体设有进液管和出液管，并利用所述进液管和出液管与所述立管连接，所述进液管上设有进液电磁阀，所述出液管上设有出液电磁阀；

防护支撑罩，利用支撑架支撑在所述壳体内部；

盛液容器，设于所述防护支撑罩内部，所述盛液容器上方敞口且对应所述进液管的出口，盛液容器底部设有穿过防护支撑罩且与壳体相通的排液管，所述排液管上设有排液电磁阀；

称重传感器，设于防护支撑罩内且支撑在所述盛液容器的底部位置；

电加热器，设于所述盛液容器内部。

所述壳体顶部设有与大气环境相通的平衡管，所述平衡管上设有冷凝过滤器和气压平衡电磁阀，气体上升至冷凝过滤器位置时冷凝成液滴沿平衡管壁下滑至壳体内。

所述人工智能控制系统包括PLC控制器，所述壳体顶部设有接线盒，所述进液电磁阀、出液电磁阀、排液电磁阀、气压平衡电磁阀、称重传感器和电加热器的接线端子分别通过接线盒和连接电缆与所述PLC控制器相连。

所述立管内壁设有对应进液管入口的接液板，以便于接取立管中流过的部分原油用于检测。