專利名稱：一種原油含水率電容電導式測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于檢測原油含水率的測試儀，尤其涉及一種結合電容式和 電導式的原油含水率電容電導式測試儀。
背景技術：
原油中的含水率是區(qū)分原油成色的一項十分重要的指標。目前，原油含水率的測 定方法包括取樣蒸餾化驗法、微波法、振動密度法和電容法等。但其中，取樣蒸餾化驗法費 工、費時，取得的樣品代表性差，有時檢測數(shù)據(jù)誤差較大，且不能實時檢測；微波法，由于原 油對微波的反射系數(shù)與油水混合物的實際狀態(tài)(即油包水或水包油)有關，需根據(jù)實際情 況加以修正，如此就很難適應多變的實際工作環(huán)境，給檢測工作也帶來許多麻煩；振動密度 法，對現(xiàn)場條件要求較為苛刻，因而其穩(wěn)定性較差。而電容法因能實時檢測、檢測結果準確、工作穩(wěn)定，其應用較為普及。電容法的基 本原理是將一個金屬電容器放入油井的生產(chǎn)層中，讓油井中的油水混合物進入到該容器之 中，然后測量其電容量。因為所測得的電容量與混合物的介電系數(shù)相關，而水的相對介電常 數(shù)為81，油的相對介電常數(shù)2 4，兩者相差很大，因此，可以從所測得的電容量來反算油水 的比例，從而計算出原油的含水率。如專利號為ZL03255754.X(公告號為CN2629036Y)的中 國實用新型專利《油品含水率檢測電容傳感器》，就公開了一種采用電容法的檢測傳感器。 該檢測傳感器包括探頭、固定端和接線端，探頭是管狀電容器，在管狀電容器的兩極間設有 空腔，在管狀電容器的外電極上設有與空腔相通的流油孔，其管狀電容器的內(nèi)電極和外電 極同軸芯設置，并且，在外電極上設置多個與空腔相通的流油孔。工作時，傳感器可檢測到 流入到其空腔內(nèi)的油水混合物的電容量，從而得出原油的含水率。然而，由于許多油田在進入開采中后期，原油含水率普遍在50%以上，在這種情況 下，水作為導電體使電容器的兩個電極短路，造成所需要的電容量很難檢測，此時，單一的 電容法就根本無法檢測。另外，上述專利的傳感器，在應用到原油輸送管道之中后，油水混合物容易滯留在 內(nèi)電極、外電極之間的空腔之中，特別表現(xiàn)在原油輸送管道內(nèi)的油水混合物流速較慢的情 況，不能很好地反應實時數(shù)據(jù)，檢測效果不是十分理想。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀而提供一種低含水率和 高含水率都能很好適用的原油含水率電容電導式測試儀，其實時檢測數(shù)據(jù)準確、檢測效果 理想，且檢測范圍廣。本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為該原油含水率電容電導式測 試儀，其特征在于包括一金屬管道、設置在金屬管道的中央通孔內(nèi)的電容電極與電導電 極、第一導電柱、第二導電柱和一設置在金屬管道之外的檢測線路板；其中，所述電容電極與電導電極相絕緣隔離設置；
3[0009]第一導電柱的第一端與電容電極相連，第二端穿出在金屬管道之外并與檢測線路 板相電連接；第二導電柱的第一端與電導電極相連，第二端穿出在金屬管道之外并與檢測線路 板相電連接；所述第一導電柱與第二導電柱均與金屬管道相絕緣；并且，所述檢測線路板根據(jù)第一導電柱提供的電壓信號、第二導電柱提供的電流 信號而能給出流過金屬管道中央通孔的原油的含水率大小的信號。本實用新型的測試儀使用時，可直接連接到原油輸送管道中，原油從金屬管道內(nèi) 依次流過，當原油中的油水混合物為油包水的狀態(tài)下，即含水率較低，介電常數(shù)相對較低， 電容電極與金屬管道管壁之間表現(xiàn)電容特性，電容電極能將有效的電壓信號通過第一導電 柱傳輸?shù)綑z測線路板之上，檢測線路板根據(jù)電壓強弱信號，得出最終測得的含水率的大小， 而此時，油水混合物由于含油較高，其電導率較低，電導電極與金屬管道管壁之間基本絕 緣，電導電極具有的電流信號非常微弱，基本沒有變化的電流信號傳輸?shù)綑z測線路板上；當原油中的油水混合物為水包油的狀態(tài)下，即含水率較高，其電導率較高，電導電 極與金屬管道管壁之間的電阻較低，電導電極具有有效的電流信號通過第二導電柱而傳輸 到檢測線路板之上，檢測線路板根據(jù)電流強弱信號，最后得出最終測得的含水率的大小，而 此時，油水混合物由于含水率較高，介電常數(shù)相對較高，電容電極與金屬管道管壁之間形成 短路，電容電極具有的信號變化非常微小，基本沒有變化的電流信號傳輸?shù)綑z測線路板上。所述檢測線路板能提供金屬管道中來流液體的含水率大小的信號，該檢測線路板 可以與顯示含水率高低的指示燈相電連接，或者與其他能顯示含水率高低的元器件相電連 接，優(yōu)選地，檢測線路板可以與一顯示面板相電連接，該顯示面板用以顯示所測得的含水率 數(shù)據(jù)，如此，檢測線路板將帶有含水率測試結果的信號傳輸?shù)斤@示面板上，通過顯示面板直 觀地顯示出測試儀所測得的具體含水率。為便于電容電極、電導電極在金屬管道內(nèi)的固定設置，所述金屬管道內(nèi)還可以設 置有一電極基座，該電極基座的左右兩端端面上分別開設有第一盲孔、第二盲孔，電容電極 的第二端、電導電極的第二端分別插入到第一盲孔、第二盲孔內(nèi)，且，電容電極與電導電極 之外各套設有一壓緊螺母，各壓緊螺母螺紋連接在電極基座的端部外，從而將電容電極、電 導電極穩(wěn)妥固定，并使電容電極的第一端、電導電極的第一端露在金屬管道的中央通孔之 中，同時，也簡便地實現(xiàn)了電容電極與電導電極的絕緣隔離設置。如果電極基座是絕緣材料，那么電容電極與電導電極之間自然形成絕緣隔離。但 為防止電極基座在油水混合物中腐蝕，電極基座以金屬材料為佳，為此，所述電容電極之外 還需要包裹一層絕緣密封層，所述電導電極的第二端之外還需要套設一絕緣密封護套，該 絕緣密封護套至少延伸至電導電極位于壓緊螺母之外的部分。如此設計，能保證電容電極、 電導電極與電極基座之間的密封性能，此設計的另一顯著效果就是可以加大電容電極可以 測試的電容量。同時，所述壓緊螺母的內(nèi)側還可以設置有一 0型密封圈，以加強密封效果。為便于第一導電柱、第二導電柱以及檢測線路板、顯示面板等部件的固定設置，所 述金屬管道之外還可以設置有一接線盒，所述檢測線路板設置在該接線盒之內(nèi)，并且，第一 導電柱與第二導電柱之外均從內(nèi)至外依次套設有絕緣套和接線導管，各接線導管兩端分別與接線盒、電極基座相連，各接線導管的中部穿過金屬導管并與金屬導管的管壁相固定。如 此，接線導管與金屬導管相固定，而接線盒、電極基座又連接在接線導管的兩端，接線導管、 接線盒、電極基座三者都相對金屬導管可靠固定，使得整個測試儀連接可靠、穩(wěn)固。另外，所述顯示面板也可以安裝在接線盒內(nèi)并位于檢測線路板上方，該接線盒具 有透明的視窗而可看到安裝在其內(nèi)的顯示面板，該顯示面板與檢測線路板通過連接柱而相 電連接。同時，所述第一導電柱為一雙頭螺栓，第二導電柱為一導電管，第一導電柱、第二 導電柱第二端穿過所述檢測線路板并通過螺母而相對檢測線路板固定，以便于與檢測線路 板、兩電極相連。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于1、通過在金屬直通管道內(nèi)設置電容電極與電導電極，感應油水混合物中的電容值 或電導率，且通過第一導電柱、第二導電柱將各電極具有的電壓信號或電流信號傳輸?shù)綑z 測線路板，從而得出最終測得的含水率的大??；2、當原油中的油水混合物為油包水的狀態(tài)，電容電極發(fā)生作用，當原油中的油水 混合物為水包油的狀態(tài)，則電導電極發(fā)生作用，即，低含水率和高含水率的情況，本實用新 型的測試儀都能檢測，且能有效判別轉相點，適用范圍廣，并且，檢測結果準確、檢測效果理相.
心、 3、本實用新型的測試儀是按防爆要求設計，非常適用于爆炸氣體場合；4、本實用新型將電容電極與電導電極設置在金屬管道之中，使測試儀自然地形成 一段輸送管道，便于工業(yè)現(xiàn)場安裝，金屬管道兩端可通過法蘭而與原油輸送管道相連，使測 試儀能在線實時檢測，使用方便。

圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖。圖2為本實用新型實施例一外部結構的結構示意圖。圖3為本實用新型實施例一中電極基座以及部分接線導管的結構示意圖。圖4為本實用新型實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。實施例一如圖1 圖3所示，該原油含水率電容電導式測試儀，包括一金屬管道1、設置在金 屬管道1的中央通孔11內(nèi)的電容電極2與電導電極3、第一導電柱4、第二導電柱5、一設置 在金屬管道1之外的接線盒8和安裝在接線盒8內(nèi)的檢測線路板61與顯示面板62 ；其中，所述金屬管道1內(nèi)還設置有一電極基座7，在本實施例中，該電極基座7采用 不銹鋼材料以達到防腐目的，該電極基座7的左右兩端端面上分別開設有第一盲孔71、第 二盲孔72，電容電極2的第二端22、電導電極3的第二端32分別插入到第一盲孔71、第二 盲孔72內(nèi)，且，電容電極2與電導電極3之外各套設有一壓緊螺母73，各壓緊螺母73的內(nèi) 側還設置有一 0型密封圈74，各壓緊螺母73螺紋連接在電極基座7的端部外，如此，電容電極2與電導電極3通過電極基座7可靠安裝在金屬管道1的中央通孔11中央位置，電容電 極2的第一端21、電導電極3的第一端31可與流通在金屬管道1中央通孔11內(nèi)的油水混 合物充分接觸；同時，整個電容電極2之外還包裹一層絕緣密封層23，所述電導電極3的第二端 32之外還套設一絕緣密封護套33，該絕緣密封護套33延伸至電導電極3位于壓緊螺母73 之外的部分，在本實施例中，絕緣密封護套33的末端位于電導電極3中伸出在壓緊螺母73 之外部分中一半的位置，如此，電容電極2與電導電極3相絕緣隔離設置；在本實施例中，所述第一導電柱4為一雙頭螺栓，第二導電柱5為一導電管；第一導電柱4的第一端41穿過電極基座7與絕緣密封層23而與電容電極2的第 二端22相連，第一導電柱4的第二端42穿出在金屬管道1之外并與接線盒8內(nèi)的檢測線 路板61相電連接；第二導電柱5的第一端51穿過電極基座7與絕緣密封護套33而與電導電極3的 第二端32相連，第二導電柱5的第二端52穿出在金屬管道1之外并與接線盒8內(nèi)的檢測 線路板61相電連接；第一導電柱4與第二導電柱5之外均從內(nèi)至外依次套設有絕緣套91和接線導管 92，各接線導管92兩端分別與接線盒8、電極基座7相連，各接線導管92的中部穿過金屬導 管1并與金屬導管1的管壁相固定，從而實現(xiàn)各部件的穩(wěn)妥固定，且第一導電柱4與第二導 電柱5也均與金屬管道1相絕緣；而且，所述檢測線路板61能根據(jù)第一導電柱4提供的電壓信號、第二導電柱5提 供的電流信號而能給出流過金屬管道1中央通孔11的原油的含水率大小的信號；而所述顯示面板62位于檢測線路板61上方，該顯示面板62用以顯示所測得的含 水率數(shù)據(jù)，接線盒8具有透明的視窗81，以能看到顯示面板62上的含水率數(shù)據(jù)。應用時，通過金屬管道1兩側的法蘭而連接到原油輸送管道之中，待檢測的油水 混合物就可源源不斷地流過金屬管道1的中央通孔11，并充分接觸金屬管道1內(nèi)的電容電 極2與電導電極3 ；當原油中的油水混合物含水率較低，電容電極2發(fā)生作用，其具有有效的電壓信 號并通過第一導電柱4將電壓信號傳輸?shù)綑z測線路板61之上，檢測線路板61根據(jù)電流強 弱信號，得出最終測得的含水率的大小，并顯示在顯示面板62上；當原油中的油水混合物含水率較高，電導電極3發(fā)生作用，其具有有效的電流信 號并通過第二導電柱5而將電流信號傳輸?shù)綑z測線路板61之上，檢測線路板61根據(jù)電流 強弱信號，得出最終測得的含水率的大小，并顯示在顯示面板62上。實施例二 如圖4所示，為本實用新型實施例二，其與實施例一的區(qū)別點在于為能測試小流 量的油水混合物，所述金屬管道1中央通孔11內(nèi)位于其入口處和出口處各設置有一小金屬 管12，小金屬管12就位于電容電極2的第一端21、電導電極3的第一端31之外，并與之保 持較小的間距。
權利要求一種原油含水率電容電導式測試儀，其特征在于包括一金屬管道(1)、設置在金屬管道(1)的中央通孔(11)內(nèi)的電容電極(2)與電導電極(3)、第一導電柱(4)、第二導電柱(5)和一設置在金屬管道(1)之外的檢測線路板(61)；其中，所述電容電極(2)與電導電極(3)相絕緣隔離設置；第一導電柱(4)的第一端(41)與電容電極(2)相連，第二端(42)穿出在金屬管道(1)之外并與檢測線路板(61)相電連接；第二導電柱(5)的第一端(51)與電導電極(3)相連，第二端(52)穿出在金屬管道(1)之外并與檢測線路板(61)相電連接，所述第一導電柱(4)與第二導電柱(5)均與金屬管道(1)相絕緣；并且，所述檢測線路板(61)根據(jù)第一導電柱(4)提供的電壓信號、第二導電柱(5)提供的電流信號而能給出流過金屬管道(1)中央通孔(11)的原油的含水率大小的信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的原油含水率電容電導式測試儀，其特征在于所述檢測線路 板(61)與一顯示面板(62)相電連接，該顯示面板(62)用以顯示所測得的含水率數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的原油含水率電容電導式測試儀，其特征在于所述金屬管道(1)內(nèi)還設置有一電極基座(7)，該電極基座(7)的左右兩端端面上分別開設有第一盲孔 (71)、第二盲孔(72)，電容電極(2)的第二端(22)、電導電極(3)的第二端(32)分別插入 到第一盲孔(71)、第二盲孔(72)內(nèi)，且，電容電極(2)與電導電極(3)之外各套設有一壓緊 螺母(73)，各壓緊螺母(73)螺紋連接在電極基座(7)的端部外。
4.根據(jù)權利要求3所述的原油含水率電容電導式測試儀，其特征在于所述壓緊螺母 (73)的內(nèi)側還設置有一 0型密封圈(74)。
5.根據(jù)權利要求3所述的原油含水率電容電導式測試儀，其特征在于整個電容電極(2)之外還包裹一層絕緣密封層(23)，所述電導電極(3)的第二端(32)之外還套設一絕緣 密封護套(33)，該絕緣密封護套(33)至少延伸至電導電極(3)位于壓緊螺母(73)之外的 部分。
6.根據(jù)權利要求3所述的原油含水率電容電導式測試儀，其特征在于所述金屬管道 (1)之外還設置有一接線盒(8)，所述檢測線路板(61)設置在該接線盒(8)之內(nèi)，并且，第 一導電柱(4)與第二導電柱(5)之外均從內(nèi)至外依次套設有絕緣套(91)和接線導管(92)， 各接線導管(92)兩端分別與接線盒(8)、電極基座(7)相連，各接線導管(92)的中部穿過 金屬導管(1)并與金屬導管(1)的管壁相固定。
7.根據(jù)權利要求6所述的原油含水率電容電導式測試儀，其特征在于所述檢測線路 板(61)與一顯示面板(62)相電連接，該顯示面板(62)用以顯示所測得的含水率數(shù)據(jù)，該 顯示面板(62)也安裝在接線盒(8)內(nèi)并位于檢測線路板(61)上方，該接線盒(8)具有透 明的視窗(81)，該顯示面板(62)與檢測線路板(61)通過連接柱(63)而相電連接。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一權利要求所述的原油含水率電容電導式測試儀，其特征 在于所述第一導電柱(4)為一雙頭螺栓，第二導電柱(5)為一導電管。
專利摘要本實用新型涉及一種原油含水率電容電導式測試儀，其包括一金屬管道(1)、設置在金屬管道(1)的中央通孔(11)內(nèi)的電容電極(2)與電導電極(3)、第一導電柱(4)、第二導電柱(5)和一設置在金屬管道(1)之外的檢測線路板(61)，其中，第一導電柱(4)的第一端(41)和第二導電柱(5)的第一端(51)分別與電容電極(2)相連，第一導電柱(4)的第二端(42)和第二導電柱(5)的第二端(52)穿出在金屬管道(1)之外并與檢測線路板(61)相電連接。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的原油含水率電容電導式測試儀，低含水率和高含水率都能很好適用，能有效判別轉相點，且實時檢測數(shù)據(jù)準確、檢測效果理想，檢測范圍廣。
文檔編號G01N27/22GK201689071SQ20102020833
公開日2010年12月29日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權日2010年5月26日
發(fā)明者馮福祥, 方再新, 王守波 申請人:寧波威瑞泰默賽多相流儀器設備有限公司