[實用新型]基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置

有效

• 申請號: 201720027271.5
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN206420790U
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 孟敏
• 申請（專利權）人: 江蘇麥赫物聯網科技有限公司
• 主分類號: G01N22/04
• 分類號: G01N22/04
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司11249
• 代理人: 劉洪京

技術領域

本實用新型涉及原油含水測設設備技術領域，尤其是一種基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置。

背景技術

三相流原油含水率檢測的難點：1、存在氣、油、水三種形態的流體；2、混合形態不確定，有游離態的氣、油或者水，也有溶解在油中的氣、水包油或者油包水。3、流體形態不確定，有平流、阻塞流、段塞流、旋轉流等；4、還有其它物質影響，譬如泥沙、礦物質、石蠟、硫化氫等。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術的不足，提出一種基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置，結構巧妙，測試結果準確。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供以下技術方案：一種基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置，包括測試管、分隔板、上層天線、下層天線和測試電路，分隔板沿測試管的軸向固定在測試管內，上層天線和下層天線均設在測試管內，分別架設在分隔板的兩側；上層天線和下層天線分別與測試電路連接。

進一步地，測試電路包括微處理器電路、微波信號發生器、功率放大器、高頻功分器、信號放大器和鑒幅鑒相器，微處理器電路與微波信號發生器、功率放大器和鑒幅鑒相器連接，微波信號發生器、功率放大器與高頻功分器依次連接，高頻功分器和信號放大器均與鑒幅鑒相器連接；上層天線或下層天線連接在高頻功分器和信號放大器之間。

進一步地，上層天線和下層天線均沿測試管的軸向延伸設置。

進一步地，上層天線和下層天線均沿垂直于測試管的軸向延伸設置。

進一步地，測試電路還包括與微處理器電路連接的顯示電路和通訊電路。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：采用在測試管內設置多層高頻天線結構，并自動實時采用和計算，得到各層的含水率，判斷原油管內的流動情況；結構簡單，操作簡便。

附圖說明

圖1為本實用新型基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置的一種結構示意圖；

圖2為本實用新型基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置的另一種結構示意圖；

圖3為本實用新型基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置的測試電路結構示意圖；

圖4-圖6為測試管內原油三種流動狀態。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示范性和解釋性，不應對本實用新型的保護范圍有任何的限制作用。

如圖1-3所示，一種基于微波分層檢測的三相流原油含水率測試裝置，包括測試管1、分隔板2、上層天線3、下層天線4和測試電路，分隔板2沿測試管1的軸向固定在測試管1內，上層天線3和下層天線4均設在測試管1內，分別架設在分隔板2的兩側；上層天線3和下層天線4分別與測試電路連接。

測試電路包括微處理器電路、微波信號發生器、功率放大器、高頻功分器、信號放大器和鑒幅鑒相器，微處理器電路與微波信號發生器、功率放大器和鑒幅鑒相器連接，微波信號發生器、功率放大器與高頻功分器依次連接，高頻功分器和信號放大器均與鑒幅鑒相器連接；上層天線3或下層天線4連接在高頻功分器和信號放大器之間。

三相流在水平流動時，氣體輕，會處于管道上層，游離態的油比水輕，在水上面，氣體下面。然后往下依次是乳化層和水。在流速較高或者管道有曲折的情況下，油和水一般都混合在一起，混合液體與游離氣呈段塞狀流動，因此，采用分層測量含水率的方法可以了解管道內流體的流動形態。

流量小的情況下，可以采用天線縱列的結構，如圖1所示。流量大的情況下，可以采用天線橫列的結構，如圖2所示。

采用了多個天線多個高頻電路同時測量，統一由微處理器電路控制、采樣和處理，上下層高頻電路相互獨立而且可以互換。微處理器電路可以控制各層的微波信號發生器，輸出300MHz~2.4GHz的高頻微波信號。微處理器電路還控制功率放大器，從而改變輸出微波的功率。高頻電路中的鑒幅鑒相器比較本振信號和天線返回信號，輸出鑒幅電壓信號和鑒相電壓信號到微處理器電路進行采樣。微處理器通過實時采樣和計算，得到各層的實時含水率值。

通過上下層的含水率采樣，可以判斷出管道內有四種流體形態：

1、如圖4所示的上下層液體都滿管，當上下層測量出來的含水率相差不大時，可以認為上下層管都充滿液體，基本沒有氣體。這個情況下上下層測量含水率都認為是有效的。

2、如圖5所示的上層不滿管，下層滿管，當上層含水值大大低于下層值時，可以判斷為上層有一部分氣體，但是下層肯定是充滿液體，所以上層測量值無效，下層測量值有效。