本實(shí)用新型屬于油田采輸油技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在線原油含水檢測儀。

背景技術(shù)：

油井產(chǎn)液含水率對油田的開發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義，直接影響原油的生產(chǎn)、計(jì)量、集輸、凈化、等各環(huán)節(jié)的管理，因此，在原油生產(chǎn)和儲運(yùn)的過程中，都要原油含水率進(jìn)行檢測，同時(shí)，準(zhǔn)確及時(shí)的原油含水率在線檢測數(shù)據(jù)，能夠反映出油井的工作狀態(tài)，對管理部門減少能耗，降低成本，實(shí)現(xiàn)油田自動化管理，起著重要作用。

目前，油田針對油井產(chǎn)液油含水率的分析和檢測除手工化驗(yàn)法以外，在線檢測方法主要有密度計(jì)法、γ射線法、電容法、短波法、射頻法等，這些不同形式的原油含水率測試儀器，雖然取得了一定的效果，但由于油井產(chǎn)液的成份異常復(fù)雜，機(jī)械雜質(zhì)、膠質(zhì)、結(jié)蠟、結(jié)垢及腐蝕等因素不同程度的存在，導(dǎo)致其穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、可靠性及成本情況，不能滿足中國油田生產(chǎn)要求。因此，針對我國原油生產(chǎn)的特點(diǎn)，研究原油含水率的檢測的技術(shù)和方法，開發(fā)適用于我國原油含水率檢測技術(shù)，具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種在線原油含水檢測儀，能夠?qū)崟r(shí)對管道輸送站點(diǎn)、采油井組和油井管道輸油的原油含水率進(jìn)行精確測量，含水率測量范圍為0-100%。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種在線原油含水檢測儀，設(shè)置于輸油管道上， 所述的在線原油含水檢測儀包括測試管道、檢測儀主機(jī)和與檢測儀主機(jī)插接的兩個(gè)測試探針裝置；所述的測試管道與輸油管道連通，在測試管道的前段和后段上分別設(shè)置一個(gè)探針插入通孔；所述的檢測儀主機(jī)包括測量前端、采集與控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和操作按鍵，采集與控制系統(tǒng)雙向連接測量前端、通信系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和操作按鍵；所述的測試探針裝置包括測量線纜、測量線纜的末端插設(shè)于測量前端，測量線纜的前端設(shè)置測量探針，兩個(gè)測量探針可分別通過兩個(gè)探針插入通孔密封的插入測試管道內(nèi)；所述的測量前端包括震蕩電路、發(fā)射電路、接收電路和檢測轉(zhuǎn)換電路。

所述的測試探針裝置還包括測量鎖母套件和絕緣護(hù)套，測量鎖母套件可拆卸的連接在測量線纜的前端，測量鎖母套件中間套設(shè)所述的絕緣護(hù)套，絕緣護(hù)套中間包裹所述的測量探針，測量探針與測量線纜導(dǎo)通。

在兩個(gè)探針插入通孔之間的測試管道上設(shè)置有加熱器安裝凹槽，加熱器安裝凹槽內(nèi)設(shè)置管道加熱器，所述的管道加熱器包括防護(hù)護(hù)套，防護(hù)護(hù)套內(nèi)設(shè)置絕熱泡棉，絕熱泡棉內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體加熱模塊和溫度繼電器，管道加熱器與所述的采集與控制系統(tǒng)連接。

所述的測試管道的入口端內(nèi)設(shè)置有可拆卸的防堵塞孔板，防堵塞孔板上設(shè)置多個(gè)過濾通孔，防堵塞孔板對進(jìn)入測試管道的待測原油進(jìn)行氣液分離和雜質(zhì)過濾。

所述的測試管道下部連接有防堵旁通管道，防堵旁通管道設(shè)置在防堵塞孔板內(nèi)側(cè)的測試管道上；防堵旁通管道包括兩段分別與測試管道連通的豎直管和連接兩段豎直管的水平泄流管，水平泄流管的一端封閉、一端設(shè)置泄流閥，兩段豎直管段內(nèi)均設(shè)置有定壓閥。

所述定壓閥在管壓大于2MPa時(shí)打開，防堵旁通管道過流。

所述的測量探針為黃銅鍍金材質(zhì)探針，測量探針表面包覆防腐涂層，測量探針的測量端頭為帶有過流孔的球頭結(jié)構(gòu)。

所述的通信系統(tǒng)為RS-485有線通信系統(tǒng)。

基于該在線原油含水檢測儀的測量方法，一個(gè)測量探針把震蕩電路產(chǎn)生的恒頻、恒幅的原始電信號通過發(fā)射電路傳送到測試管道中，另一個(gè)測量探針接收經(jīng)過油水混合物傳播后的衰減的信號并傳送至接收電路，接收電路將獲取到的衰減電信號與沒有衰減的原始電信號進(jìn)行比較，得出原始電信號經(jīng)過油水混合物后衰減的衰減值；檢測轉(zhuǎn)換電路將衰減值轉(zhuǎn)化為更易測量的電信號，然后將該電信號傳送至采集與控制系統(tǒng)，采集與控制系統(tǒng)計(jì)算出原油含水率顯示在顯示系統(tǒng)上或者通過通信系統(tǒng)將測得的含水率信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的上位機(jī)系統(tǒng)上。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、檢測精度高、可以實(shí)現(xiàn)對油井產(chǎn)出原油進(jìn)行連續(xù)、高效、實(shí)用的含水率檢測。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型測試探針裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型測試管道、防堵塞孔板、防堵旁通管道及加熱器的安裝示意圖；

圖中，1-測試管道，2-檢測儀主機(jī)，3-測試探針裝置，4-探針插入通孔，5-測量線纜，6-測量探針，7-測量鎖母套件，8-絕緣護(hù)套，9-管道加熱器，10-防護(hù)護(hù)套，11-防堵塞孔板，12-防堵旁通管道，13-豎直管，14-水平泄流管，15-泄流閥，16-定壓閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的說明，參見圖1-圖4所示的一種在線原油含水檢測儀，設(shè)置于輸油管道上，所述的在線原油含水檢測儀包括測試管道1、檢測儀主機(jī)2和與檢測儀主機(jī)插接的測試探針裝置3；所述的測試管道1與輸油管道連通，測試管道1上設(shè)有探針插入通孔4，通過對測試管道1中含氣量和滑脫速度的影響設(shè)計(jì)11mm、20mm、35mm等不同孔徑的測試管道1；所述的檢測儀主機(jī)2包括測量前端、采集與控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和操作按鍵，通信系統(tǒng)為RS-485有線通信系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將測得的含水率信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的上位機(jī)系統(tǒng)上。采集與控制系統(tǒng)雙向連接測量前端、通信系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和操作按鍵；所述的測試探針裝置3包括測量線纜5、測量線纜5的末端插設(shè)于測量前端，測量線纜5的前端設(shè)置測量探針6，所述的測量探針6可通過探針插入通孔4密封的插入測試管道1內(nèi)；所述的測量前端包括震蕩電路、發(fā)射電路、接收電路和檢測轉(zhuǎn)換電路。

所述的測試探針裝置3還包括測量鎖母套件7和絕緣護(hù)套8，測量鎖母套件7可拆卸的連接在測量線纜5的前端，測量鎖母套件7中間套設(shè)所述的絕緣護(hù)套8，絕緣護(hù)套8中間包裹所述的測量探針6，測量探針6與測量線纜5導(dǎo)通。

所述的測試管道1設(shè)置上設(shè)置有加熱器安裝凹槽，加熱器安裝凹槽內(nèi)設(shè)置管道加熱器9，所述的管道加熱器9包括防護(hù)護(hù)套10，防護(hù)護(hù)套10內(nèi)設(shè)置絕熱泡棉，絕熱泡棉內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體加熱模塊和溫度繼電器，管道加熱器9與所述的采集與控制系統(tǒng)連接；半導(dǎo)體加熱模塊不僅能加熱測試管道1達(dá)到需要的溫度，避免測試管道1因結(jié)蠟而堵塞，還能彌補(bǔ)傳統(tǒng)的加熱絲加熱電壓高、電流大等缺點(diǎn)，而且其僅需要低壓直流24V，1A即可完成加熱。防護(hù)護(hù)套10和絕熱泡棉使得測試管熱轉(zhuǎn)化效率達(dá)到90%以上，同時(shí)保護(hù)繼電器和半導(dǎo)體加熱模塊。

所述的測試管道1的入口端內(nèi)設(shè)置有可拆卸的防堵塞孔板11，防堵塞孔板上設(shè)置多個(gè)過濾通孔，防堵塞孔板11對進(jìn)入測試管道的待測原油進(jìn)行氣液分離和雜質(zhì)過濾，帶壓力的油水氣混合物中的氣因旋流原理初步分離；多個(gè)過濾通孔中最大的過濾通孔為8mm，有效的避免了輸油管道中毛氈或者膠皮對測試管道1的堵塞，防堵塞孔板11位于油水混合物進(jìn)入測試管道1的入口，便于生產(chǎn)過程中的清洗和更換；

所述的測試管道1下部連接有防堵旁通管道12，防堵旁通管道12設(shè)置在防堵塞孔板11內(nèi)側(cè)的測試管道1上；防堵旁通管道12包括兩段分別與測試管道1連通的豎直管13和連接兩段豎直管13的水平泄流管14，水平泄流管14的一端封閉、一端設(shè)置泄流閥15，兩段豎直管13段內(nèi)均設(shè)置有定壓閥16；當(dāng)輸油管道中壓力不平衡時(shí)，定壓閥16在管壓大于2MPa時(shí)打開，防堵旁通管道12過流，保障正常生產(chǎn)。

所述的測量探針6為黃銅鍍金材質(zhì)探針，測量探針6表面包覆防腐涂層，測量探針6的測量端頭為帶有過流孔的球頭結(jié)構(gòu)，滿足5MPa、400M³/天壓力下的長時(shí)間沖刷。

本實(shí)用新型的工作原理是：

本實(shí)用新型基于高頻電磁波波導(dǎo)傳播原理，發(fā)射的電磁波通過油水混合介質(zhì)后，其幅度和相位都會產(chǎn)生一定變化，通過測量其電信號的衰減程度而得出油水含量比值，其物理理論基礎(chǔ)均是基于經(jīng)典的麥克斯韋方程。當(dāng)利用電磁波信號測量輸油管線中的流體時(shí)，鋼質(zhì)輸油管線是良好的導(dǎo)體而構(gòu)成波導(dǎo)，從而束縛和引導(dǎo)電磁波的傳播。油水混合物是有損耗媒質(zhì)，從而導(dǎo)致電磁波的幅度衰減和相位偏移。因此，管道中的波導(dǎo)特性是由管線和流體共同決定的。波導(dǎo)測量方法是利用發(fā)射天線激勵一定模式和一定頻率的電磁波，然后利用接收天線檢測出導(dǎo)波的衰減和相移，從而得到探測范圍內(nèi)流體的電性參數(shù)，進(jìn)而利用水與油的電性參數(shù)差異得出含水率。

一個(gè)測量探針6把震蕩電路產(chǎn)生的恒頻、恒幅的原始電信號通過發(fā)射電路傳送到測試管道中，另一個(gè)測量探針6接收經(jīng)過油水混合物傳播后的衰減的信號并傳送至接收電路，接收電路將獲取到的衰減電信號與沒有衰減的原始電信號進(jìn)行比較，得出原始電信號經(jīng)過油水混合物后衰減的衰減值；檢測轉(zhuǎn)換電路將衰減值轉(zhuǎn)化為更易測量的電信號，然后將該電信號傳送至采集與控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集和控制部分為數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵?，它?fù)責(zé)通過線性矯正和加權(quán)平均值算法計(jì)算出實(shí)時(shí)含水率值，采集速率達(dá)到200Ms一次，其測量精度可達(dá)到5%之內(nèi)，重復(fù)精度1%；采集與控制系統(tǒng)計(jì)算出原油含水率顯示在顯示系統(tǒng)上或者通過RS-485有線通信系統(tǒng)將測得的含水率信息傳輸?shù)较鄳?yīng)的上位機(jī)系統(tǒng)上。

本實(shí)用新型的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型說明書而對本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。