[實(shí)用新型]一種油水界面測(cè)量?jī)x

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320595353.1
• 申請(qǐng)日: 2013-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203615989U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任工昌;沈俊;李平平;王波波;張商州
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01F23/284
• 分類(lèi)號(hào): G01F23/284
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 羅來(lái)兵

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及石油生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種油水界面測(cè)量?jī)x。

背景技術(shù)

從地下采集原油時(shí)，由于現(xiàn)有的采集方式的原因，開(kāi)采出的原油含水量較大。因此在分離原油時(shí)，必須將原油和水的油水混合物送入油水分離罐中靜置一段時(shí)間。在重力和浮力作用下，油水混合物中的小水滴沉淀到分離罐的底層，形成水層a；油滴上浮于分離罐的頂層，形成原油層c；原油層c和水層a中間為油水混合層b。在原油生產(chǎn)過(guò)程中，為了方便原油的提取，水層a、油水混合層b、原油層c和空氣層d之間分界面的檢測(cè)是至關(guān)重要的。然而由于油水混合物的物理特性復(fù)雜，油水界面的檢測(cè)特殊，所以現(xiàn)今在國(guó)內(nèi)仍然多數(shù)是采用原始的人工檢測(cè)方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

在現(xiàn)有技術(shù)中，往往也使用電磁波吸收型液位計(jì)測(cè)量原油層等的液位高度。人們將容器中液體介質(zhì)的高低稱(chēng)為液位，用于測(cè)量液位的儀表稱(chēng)為液位計(jì)。利用液體介質(zhì)吸收電磁波的能力來(lái)檢測(cè)液位高度的液位計(jì)就稱(chēng)為電磁波吸收型液位計(jì)。電磁波吸收型液位計(jì)的工作原理是通過(guò)電磁波發(fā)射裝置向外輻射電磁波，電磁波穿過(guò)介質(zhì)，經(jīng)介質(zhì)的吸收和反射后，由接收裝置接收回波信號(hào)。由于不同介質(zhì)吸收電磁波的能力不同，通過(guò)接收裝置接收到的回波信號(hào)的強(qiáng)度就各不相同，比較相鄰的兩個(gè)接收裝置接收回波信號(hào)，就能判斷介質(zhì)的液位高度。

實(shí)驗(yàn)證明，介質(zhì)的介電常數(shù)越大，穿過(guò)介質(zhì)的電磁波衰減越大。原油和水的介電常數(shù)相差很大，在測(cè)量原油層的液位高度時(shí)，可以利用由介電常數(shù)造成的差異定位原油層的液位高度。在常溫下，水的相對(duì)介電常數(shù)為80左右，純凈原油的相對(duì)介電常數(shù)為2.3左右，所以介質(zhì)不同，介電常數(shù)差異巨大。

參見(jiàn)圖2，現(xiàn)有技術(shù)中，利用電磁波吸收型液位計(jì)測(cè)量油水混合物的工作原理，油水界面測(cè)量?jī)x為分布式的電磁探極結(jié)構(gòu)，測(cè)量?jī)x中的液位計(jì)11由電磁變送器12、聚乙烯四氟管13和探極14組成，電磁變送器12與位于聚乙烯四氟管13內(nèi)均勻分布的探極14電連接，電磁變送器12將通過(guò)探極14向外輻射電磁波，探極14與儲(chǔ)油罐1的罐壁之間的形成了多個(gè)層面檢測(cè)橫斷面。測(cè)量?jī)x中的多個(gè)探極14自上而下進(jìn)行電磁波的發(fā)射。由于每個(gè)橫斷面所處的介質(zhì)層不同，探極14發(fā)射出去的電磁波的衰減強(qiáng)度不同。介質(zhì)的介電常數(shù)越大，穿過(guò)介質(zhì)的電磁波衰減越大。在測(cè)量?jī)x中，處于水層a的探極14，發(fā)射出去的電磁波的衰減強(qiáng)度最大；處于油水混合層b次之，處于原油層c再次之，空氣中最小。在探極14恒定有序的發(fā)出橫向電磁波信號(hào)的同時(shí)，接收裝置接收經(jīng)過(guò)介質(zhì)衰減后的回波信號(hào)，以回波信號(hào)強(qiáng)度判斷每個(gè)電極所處的高度和所處的介質(zhì)。通過(guò)回波信號(hào)差異較大的相鄰兩個(gè)電極的高度，判斷液體介質(zhì)的層高。

但這種油水界面測(cè)量?jī)x存在一定的缺點(diǎn)。由于兩個(gè)探極14之間存在一定設(shè)置間距。間距較小時(shí)，兩個(gè)電極之間會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)影響信號(hào)的準(zhǔn)確性；間距較大時(shí)，不能準(zhǔn)確測(cè)量原油層c與其他介質(zhì)層的分界面，降低了采取的效率，還會(huì)導(dǎo)致在生產(chǎn)時(shí)誤將其他介質(zhì)當(dāng)做原油采取。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種油水界面測(cè)量?jī)x，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出油水分離罐中原油層、油水混合物層和水層的位置，具有測(cè)量準(zhǔn)確、設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

一種油水界面測(cè)量?jī)x，包括儲(chǔ)油罐1、檢測(cè)模塊2、控制模塊3，所述檢測(cè)模塊2包括豎直貫穿儲(chǔ)油罐1的保護(hù)外殼4和設(shè)置在保護(hù)外殼4頂部的伺服電機(jī)5，所述檢測(cè)模塊2還包括滾珠絲杠6和安裝在儲(chǔ)油罐1外側(cè)頂端的電磁變送器7；所述滾珠絲杠6的一端連接伺服電機(jī)5，另一端連接保護(hù)外殼4的底部，所述滾珠絲杠6上安裝有電磁探極陣列板8，所述電磁探極陣列板8能在滾珠絲杠6上豎直運(yùn)動(dòng)，電磁探極陣列板8上設(shè)有用于發(fā)射和接收電磁信號(hào)的電磁探極9；所述電磁探極陣列板8與用于向電磁探極9提供電磁信號(hào)的電磁變送器7相連接；所述檢控制模塊3分別于伺服電機(jī)5和電磁變送器7電連接。

所述檢測(cè)模塊2還包括設(shè)置在保護(hù)外殼4內(nèi)壁設(shè)有標(biāo)尺10，標(biāo)尺10的刻度間隔為h2。

所述保護(hù)外殼4為中空的聚乙烯四氟管。

所述電磁探極9間隔均勻的豎直分布在電磁探極陣列板8上，間距為h1。

所述標(biāo)尺10的刻度間隔為h2小于電磁探極9間隔h1。

本實(shí)用新型的工作原理為：

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)所述的油水界面測(cè)量?jī)x，利用介質(zhì)的介電常數(shù)越大，穿過(guò)介質(zhì)的電磁波衰減越大的原理，由電磁探極9在不同高度發(fā)射和接收電磁信號(hào)的變化測(cè)量原油層c和水層a等的分界面。

本實(shí)用新型的有益效果為：