[发明专利]基于超声波声速法的原油含水率检测方法

摘要

本发明公开了一种基于超声波声速法的原油含水率检测方法。超声波声速法利用超声波在含水原油样品中的传播速度来确定被测样品的含水率。超声波声速法在很大程度上受到温度变化的影响，因此对其进行温度补偿是提高检测精度的关键。本发明通过推导得到了包含温度补偿的原油含水率检测机理模型；通过实验得到不同含水率和不同温度下超声波在被测样品中的传播速度，利用机理模型得到含水率预测初步结果；将机理模型预测结果和温度作为输入变量、含水率真实值作为输出变量，采用支持向量回归的方法得到优化后的含水率检测模型。本发明通过机理建模与数据驱动建模相结合的混合建模方法有效地提升了超声波声速法在不同温度下对原油含水率的检测精度。

主权项

1.一种基于超声波声速法的原油含水率检测方法，其特征在于该方法的步骤如下：1)根据牛顿‑拉普拉斯声速方程、Urick模型，以及原油和水两种介质中超声波声速和介质密度与温度的关系，推导出含水率与超声波在油水混合物中的传播速度以及温度之间关系的机理模型：式中，α表示被测油水混合物的含水率，v表示超声波在被测油水混合物中的传播速度，单位为m/s，T表示被测油水混合物的温度，单位为℃；B1,B2,B3为与油和水的绝热压缩系数、超声波在这两种介质中的波速，以及温度有关的参数；2)通过实验测量超声波在被测油水混合物样品中传播的渡越时间t，油水混合物样品的温度T，在传播距离恒定的条件下利用渡越时间t计算得到超声波在被测样品中的传播速度v；3)将传播速度v和温度T代入公式(1)中，得到含水率的初步预测结果α′；4)将初步预测结果α′和温度T作为输入变量，对应的含水率真实值作为输出变量，采用支持向量回归(SVR)的方法进行建模，通过调整参数获得含水率预测的最佳回归模型，则该模型为本方法的最终含水率检测温度补偿混合模型；5)将超声波在被测油水混合物样品中的传播速度v和温度T代入该混合模型，即可得到含水率最终检测结果。