[发明专利]一种油田湿蒸汽发生器水质自动检测装置及方法

说明书

技术领域：

本发明涉及油田开采技术领域，具体涉及一种油田湿蒸汽发生器水质自动检测装置及方法。

背景技术：

国内在稠油开采中普遍采用蒸汽吞吐方式，此方法是将湿蒸汽发生器产生的高温高压的湿蒸汽注入地下油层，从而降低稠油粘度，提高油井采收率。

湿蒸汽发生器对水质要求较高，水中的总硬度要求不超过0.001moL/L，如果水质硬度超标会导致炉管迅速结垢。炉管结垢后使热传导能力下降，增加燃料的消耗量。如果长时间漏硬运行，极易造成爆管等重大安全事故。

湿蒸汽干度是稠油热采技术中的一项主要指标，它不仅关系到采出稠油的质量，还对油田采油设备的安全运行有着不可忽视的作用。

此外湿蒸汽发生器用水中的亚硫酸钠过剩量低会造成湿蒸汽发生器炉管的氧腐蚀，过高会产生有毒气体，产生的硫化氢气体有爆炸危险，产生氢氧化钠使水的PH值升高引起苛性脆化，过热时导致结垢更加严重。

目前测定以上水质参数及湿蒸汽干度的方法主要分为以下几种：人工化验法、PH值法、电导率法、微波测定法、体积计算法、光谱测定法等，但考虑到成本及技术方法的成熟度，现今多数还是采用人工化验方法，但由于采用人工滴定法测定过程中包括取样水的颜色变化、混合速度不一致以及人眼对光感及色彩的敏感度不一致等多种客观因素，造成此方法误差较大与化验时间滞后等诸多缺陷，致使湿蒸汽发生器长期低效运行。

发明内容：

本发明的目的是提供一种油田湿蒸汽发生器水质自动检测装置及方法，该发明为提高精度且考虑方法稳定性，延用原化学检验方法，利用标准溶液，将电子眼对色彩饱和度及对比度的动态辨识度调制为标准信号输出，将信号通过主控板绘制成标准曲线，将该曲线记录为标准零点，在湿蒸汽发生器运行中与动态水质检验结果曲线对比，判断拟合度达到标准后，可计算出当前水质指标值，此方式稳定可靠、准确性高，是提高湿蒸汽发生器水质检测精度的有效方法，以此方法为核心再结合伺服和计量控制器件，研发出湿蒸汽发生器水质自动检测装置，该装置可24小时在线检测湿蒸汽发生器水质硬度总量、蒸汽干度和亚硫酸钠过剩量指标。

该装置将湿蒸汽发生器柱塞泵入口水样及蒸汽干度取样水接入装置后，通过自动设定相关参数后，装置有序的自动取样、自动滴定、电子眼识别等方法可以将湿蒸汽发生器用水水质总硬度、蒸汽干度及亚硫酸钠过剩量通过主控板计算后，直接显示在装置的操作显示面板上并记录。

湿蒸汽发生器水质自动检测装置是模拟人工化学方法化验的步骤，通过微量计量泵按顺序滴定各类试剂，混合均匀后通过电子手段模拟人眼实现颜色、色调、饱和度、对比度等多项参数的反馈并生成多条动态曲线，动态曲线与预存的标准曲线对比，使之达到高拟合后停止滴定，计算试剂消耗量，通过装置内部主控板预设的公式即可计算出湿蒸汽发生器用水的硬度、蒸汽干度及亚硫酸钠过剩量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种油田湿蒸汽发生器水质自动检测装置，该装置包括操作显示面板，主控板，密闭检测仓和试剂存贮矩阵室，其中：

所述的主控板设有电子眼接口和清洗烘干器接口；

所述的密闭检测仓内设有混合反应器、电子眼和清洗烘干器；

所述的试剂存贮矩阵室通过线路与密闭检测仓连接，密闭检测仓和湿蒸汽发生器水样入口连接，密闭检测仓和湿蒸汽发生器水样出口连接，电子眼通过线路与主控板电子眼接口连接，清洗烘干器通过线路与主控板清洗烘干器接口连接，主控板通过线路分别与操作显示面板、湿蒸汽发生器水样入口、湿蒸汽发生器水样出口和试剂存贮矩阵室连接。

所述的湿蒸汽发生器水样进口处设有生水取样计量泵，所述的生水取样计量泵通过线路与密闭检测仓连接；所述的湿蒸汽发生器水样出口处设有蒸汽取水样计量泵，所述的蒸汽取水样计量泵通过线路与密闭检测仓连接。

所述的电子眼为双曲度电子眼，所述的双曲度电子眼包括两块凸透镜，两片颜色识别芯片，ARM微处理芯片和遮光板，所述的第一颜色识别芯片和第二颜色识别芯片通过ARM微处理芯片连接，第一颜色识别芯片下方设置第一凸透镜，第二颜色识别芯片下方设置第二凸透镜，并分别通过遮光板包围形成反射罩。

所述的混合反应器上方设有滴定矩阵器，混合反应器侧壁设有白平衡校正光源，混合反应器底部设有残液排污阀，所述的滴定矩阵器与试剂存贮矩阵室连接，所述的残液排污阀通过残液排污管与外界连通。

所述的密闭检测仓顶部设有气体排空器，所述的密闭检测仓底部设有混合驱动器，所述的混合驱动器和混合反应器底部连接，所述的密闭检测仓内侧壁设有进样穿板接头。