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探析原油含水率自动监测仪表的系统设计
摘 要 原油作为重要的能源,对于国民经济的发展,社会生产力的发展有着重要的意义,促进原油生产的质量水平,有着很强的现实意义与必要性.文章结合实践,首先分析当前生产实际中应用的原油含水率监测方法,其次依据电脉冲分析法,分析原油含水率自动监测仪表的系统设计,为今后原油生产发展做出依据.
关键词 原油；含水率；自动；仪表；系统设计
中图分类号:TE967文献标识码:C文章编号:2095-1205(2018)10-14-02
随着理念的发展,我们对于发展有了更深的理解,不断地促进技术工艺进步,通过技术提升生产质量与效率显得十分关键.并且通过技术提升生产的自动化水平,现实意义同样突出.原油含水率当前油田生产中,大多采用取样离线测量的方法,不仅效率低,过程繁琐,而且不具有时效性[1],难以及时地对于油田生产做出相应的依据,因此不断地进行技术探究,引入自动化的监测技术,符合当前的发展理念,必要性有着十分显著的体现.
1当前原油含水率测试的方法分析
1.1微波法
微波测量技术在当前的原油含水量测试有着一定的应用,能够实现对于原油含水率的测试.首先,微波测量技术中,通过向原油材料发射微波,然后接受微波,比对发射的微波信号,与接收回来的微波信号,来分析原油的含水率.其次,微波测试方法主要的原理就是,油和水对于微波信号的吸收性能不同,水对于微波有着很强的吸收作用,通过计算微波信号的衰减量,就能够进行含水率计算.但是微波技术作为一种高新技术,在应用的过程中,仍有很大的局限性,尤其是技术原理的层面仍有较大的探索空间,而且微波本身对环境以及自身的电路条件要求苛刻,在当前的原油生产中难以进行应用.
1.2电容法
当前原油含水率测试中,电容法也是一种有效地方法.首先,电容法的主要原理就是,由于水和油的介电常数不同,因此当油水混合物流过电容两极时,不同含水率下有着不同的电容值,并且电容值与含水率在原理的层面是一一对应的关系,因此通过分析电容值,就能够实时地进行含水率的测试.其次,电容式含分析仪具有成本低廉、装置简单,因而被广泛采用[2].但是,通过生产实际分析可得,电容法的准确率较低,受到原油流过两极板速率影响较大,因此准确地对于生产进行优化,需要技术层面的提升.
1.3射频法
同样依据油和水介电常数的差异,不同含水率组合下有着不同总体介电常数,因此通过射频方法,让电流流过原油,测点电流的改变量,从而测试原油的含水率.射频法电路简单、工作可靠、安装维护方便,如果再复合电导率测量电路,就能进一步扩展测试范围.由于设计条件的限制,该类产品一般只适用于50含水率以下的油井.
2原油含水率自动监测仪表的系统设计
上文中,对于当前应用的集中原油含水率的测试方法进行了分析,总的来说,进行应用,进行自动检测仪表设计含有局限性,因此本文结合电脉冲分析法,分析原油含水率自动监测仪表的系统设计.
2.1技术原理分析
电脉冲分析法的基本原理,就是在两个介电电极之间加上一个脉冲电压,在脉冲电场与介质相互作用时,介质水分子简化为电偶极子,介质由大量微小的电偶极子组成.电偶极子的排列几乎是杂乱而没有规律的.在两个电极之间,加强电场,每个电偶极子都将受到一个力矩的作用.有了力矩的作用,电偶极子的运动变得有规律,在此作用下,产生了极化电荷[3],同时会在电容极板上感应出相应的等量异种电荷.当电场撤去之后,而等量的异种电荷会经由电荷放大器处理并转化为电压信号送由单片机处理.在这种原理下,能够通过电压信号,对于原油含水率进行实时地在线监测.
2.2系统设计思路分析
在原理分析的技术上,进行系统设计分析.首先,硬件设计十分关键,在自动化仪表设计过程中,硬件系统主要的构成,就是两块绝缘平行板,绝缘平行板的绝缘性要得到保证,在绝缘板上加相应的脉冲电压也是十分关键的.并且两平行极板间的电压,距离等参数应当结合原油生产设计进行针对性地设计.其次,在软件系统的设计中,主要的目的就是根据硬件所反映的参数,进行对应关系的测算,简单而言,就是反映出的参数值如何进行原油含水率的体现.例如,脉冲电压下产生的电荷,经二极管输入被电容存储起来.电荷经过一段时间的积累,在电容两端会产生一定压差,这个压差就是我们要测量的信号.软件设计的目的就是将压差与含水率进行对应关系进行程序性的编入,应当考虑多种因素的影响.
2.3数据处理分析
在自动化仪表的设计过程中,不断地对于数据进行分析,不仅能够优化软件,提升测试的准确性,还能够积累大量的实验参数,对于原油生产工艺的优化有着十分重要的作用.首先,通过大量的实验开展,对于数据进行分析,原油含水率与测出的电压差的关系有着很强的规律性,对于这种规律进行拟合,发现原油含水率与其在电场下产生的极化电荷呈对数关系[4],因此不断地进行数据分析,提升仪表的准确新,十分必要.值得注意是,由于原油生产有着不同的工艺方法,因此在系统设计测试的过程中,在不同工艺流程下进行数据分析十分必要.例如,在不同温度,不同采油速率,不同原油种类等工况下进行数据分析,进行针对性地自动监测仪表的系统设计,对于原油生产发展十分有利.
3小结
本文探究原油含水率自动监测仪表的系统设计,主要结合电脉冲方法,从技术原理,系统设计思路,以及数据分析的角度进行了探究,对于当前原油含水率的测试发展做出了一定的指导.总的来说,不断地结合实践,大量进行自动化技术的研究发展,是今后发展的趋势所在.
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