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含水剖析仪的利用

水分检测仪

  智能在线含水监测技术 目录 1. 概况 2. 含水分析仪原理分析 3. 现场应用总结 4. 下步建议 概况 原油含水分析化验是进行地质动态分析的 重要手段,利用含水分析化验取得的油品含水值, 可以了解油田开发过程中油藏的动态变化规律, 也是进行油藏评价和生产动态监测的重要依据。 对油井含水进行准确、及时的分析化验,对掌握 油藏动态,制定生产方案,具有重要的指导意义; 相反,如果含水数据不准,就会假资料真分析从 而造成生产决策的失误。 而目前全国各油田化验室化验原油含水方法 都是传统的蒸馏法,其弊端是: ? 由于蒸馏法化验的过程复杂,产生的过程误差大, 人为影响因素增多;经过反复试验,过程误差最大 10% 25% 达到 ,综合误差率在 左右。 ? 由于使用了汽油等稀释剂造成了环境污染、带来 了安全隐患、不利于员工身心健康。 ? 劳动强度大、时间长、自动化程度低不符合自动 化、信息化时代的要求。 随着技术进步,油田越来越需要功能强、自动化程 度高的分析化验流程以提高劳动生产率和油田的管理水平, 因此寻找新的分析化验方法迫在眉捷。 为提高油田含水分析化验水平,更准、更好地为油藏 开发及动态分析提供准确可靠的第一手资料,锦州采油厂 引进了技术先进、精度高、质量可靠的智能在线含水分析 仪,有效地达到了全量程快速准确测量原油含水率;安全 环保,有利于化验人员身心健康;数据自动采集、入库, 降低劳动强度;便于操作,易于维护的目的。 含水分析仪 短波吸收含水分 析仪 射线含水分析仪 短波吸收含水分析仪 技术指标 含水测量范围: 0.00~99.99%; 含水测量准确度:±2%; 适应介质温度: 20~90℃; 供电电压: DC24V/0.3A±5%; 工作电流: 100mA; 工作方式: 在线连续运行; 安装方式: 插入式和管段式。 环境条件: 环境温度:-40℃~60℃ 环境湿度:≤95%RH+25℃) ? 使用介质 原油、成品油、及某些醇类化合物 ? 使用特点 在线连续监测,测量精度高、测量范围广 ? ? ? ? ? ? ? ? 工作原理图 理论原理 电磁短波其频率范围为3~30MHz;波长范 围在10~100m之间。根据电磁波的物理特性: 电磁短波在通过液体介质是或多或少地被介质 所吸收。不同频率的电磁短波,在通过同一介 质或同一频率的电磁短波通过不同介质时,介 质所吸收的短波能量是不同的,吸收多少服从 郎伯-贝尔定律: I0 ? Ie ??CL 理论原理 ? 式中:I--穿透能量;I0—入射能量;? --吸收系数;C—介质 浓度;L—介质厚度。对于混合介质,则有: ? 式中:? 1C1L1和? 2C2L2代表着两种不同物质的吸收系数,介 质浓度及介质厚度,当检测仪用于检测油水含量是,则两种物 质分别为水和油,当检测仪发射一定频率4MHz的电磁短波是, 油对这个频率的电磁波能量吸收系数? 2很小,这里将其近似为 零,则式(3)为: ??C1L1 I0 ? Ie(?1C1L1 ??2C2 L2 ) ? Ie?1C1L1 ? Ie?2C2 L2 I 0 ? Ie ? 对于一定频率的电磁波,水的吸收系数是常数;如传感器尺寸 固定,则 L1确定,当含水分析仪安装在罐体或管道上以后, 电磁波透射能量I经介质被罐体或管道吸收,此能量大小受介 质的变化影响很小,可近似为恒定值,如此,由式(4)可知, 传感器发射功率I0只随介质的浓度C1(含水百分比)变化而变 化。 系统框图 回波信号 主 控 制 计 算 机 接收许可 控 制 器 发射许可 短波 前置 放大器 探 头 前置 放大器 系统工作原理 ? 工作时,感应单元向原油中发射稳频恒幅的电磁波, 电磁波穿透介质,透射电磁波强度随水含量变化而变化, 透射电磁波由感应单元接收,经分析处理单元转换为含水 信号。 分析处理单元主要由二次表或信号接口箱组成。二次 表由中心处理器和显示器组成,负责接收处理含水信号, 并将含水信号显示或输出。 将探头安装在原油的流经部位进行全时测定,感应单 元将接收到的射频信号反馈给分析处理系统,分析处理系 统将射频信号转换为水含量数字信号,通过微机计量系统 进行自动计算,得出瞬时含水率和平均含水率。 ? ? 系统软件 系统应用软件软件部分主要由首画面、现场流程图画面、 输油含水实时监测画面、参数设置画面、历史数据查询画面、 含水曲线查询画面、实时日报表、历史数据报表及帮助等画 面组成。系统软件将采集到的各种信号通过计算机系统处理、 计算出平均含水率,每2小时保存一次数据,每天形成数据报 表供查询,打印。达到准确测量输油管线中的瞬时含水率和 平均含水率,实现管输含水自动计量的目的。 现场应用 短波吸收含水分析仪在采油97#站,锦一联卸油台各 安装一套。应用效果良好,在进行含水测量时,可以对瞬 时含水率进行测量,不受介质黏度、密度、温度、压力等 因素影响,可以在0~100%范围内测量原油含水率,二次 表功能非常全面。 操作界面 日报表 查询界面 产品优缺点 短波吸收含水分析仪所配套的二次仪表功能强大,能引 进与含水有关的各种信号,且价格相对较低。但此类含水分 析仪模拟计量电路容易产生漂移,并对接收天线表面的介质 流动十分敏感,天线表面的任何附着物(如蜡、固体、沥青) 都会引起信号漂移;而且短波含水分析仪只有插入式一种安 装形式,技能计量探头周围的小部分区域,混合液的混合均 匀度要求较高,在现场调试时比较麻烦,需要进行取样化验 对比的含水取样点比较多,使用和维护困难。 射线含水分析仪 技术指标 ? 含水测量范围: 0.00~99.99%; ? 含水测量准确度:±1%; ? 适应介质温度: 20~90℃; ? 工作电流: 100mA; ? 工作方式: 在线连续运行; ? 安装方式: 插入式和管段式。 ? 环境条件: 环境温度:-40℃~85℃ ? 使用介质 原油、成品油、及某些醇类化合物 ? 使用特点 在线连续监测,测量精度高、测量范围广 工作原理图 N 气 油 水 N0 d d d 理论原理 ? γ射线通过物质时,于物质发生相互作用而损失自己的能 量,最终被物质所吸收。物质吸收了γ射线的能量后,将产生 一系列的物理变化. ? γ射线于物质的一次碰撞中损失其部分能量, γ射线穿过 物质时,它的强度按指数规律衰减,当一束原来强度为N0的γ 射线通过厚度为d,吸收系数为? (吸收系数? 和物质种类和γ 射线光子能量大小有关)及密度为ρ的物质后,强度将减弱为 N,N值可按下式计算: N ? N0 e ???d 当γ射线射过密度不同的相时,较密的相能吸收较多 的射线,因而当射线通过过密相后,射线的减弱程度比通 过稀相时大,γ射线减弱法就是利用γ射线通过不同密度的 两相时,减弱程度不同的特点来测定各相含量。 系统框图 光子源 输 油 管 道 闪烁 探测器 信号预 处理电路 信 号 采 集 系 统 计 算 机 显示器 键 盘 温 度 变 送 器 压 力 变 送 器 流 量 变 送 器 高压电源 打印机 系统框图 ? 系统的工作过程如下:射线通过被测原油时,强度被衰减,且衰减的 多少与原油含油、气、水的多少有关。用闪烁探测器探测透射过原油的射 线强度,输出电脉冲信号,由于探测器输出脉冲的幅度较低,所以先将信 号预处理。被处理后的脉冲信号经过数据采集模块采集,由数据通讯模块 送入计算机进行分析计算。 由于油、水密度受温度的影响,而气的密度受压力的影响,因此需要 对密度进行温度和压力补偿。温度和压力变送器对应温度和压力的不同输 出4~20mA的标准电流,经过数据采集模块采集,经过通讯模块的数据 传输,被计算机获取。流量变送器输出的脉冲信号经过信号处理电路,再 被数据采集模块采集,送入计算机。计算机分析和计算射线透射计数、流 量、温度和压力数据,即算出含水和产量。 ? 产品优缺点 射线含水分析仪由于它的射线作用于介质的原子,因而 不受介质流态的影响,而且测量范围宽,精度高,尤其运行 稳定。所配套的二次表采用计算机技术,功能强大,也可以 直接配套工控计算机,引进于含水相关的更多的其它数据。 然而,由于现场引入了同位素放射源,在仪表探头部位引入 了500V高压电,因此在操作维护时应特别注意安全。这一类 仪表投资相对较高,较适用于油田联合站等测量点较集中的 场合,而在单一测量点安装的,则显然很不经济。另外,它 不适用于要求特别防爆的场所 现场应用总结 到目前为止,锦州采油厂共安装智能在线套,见下表: 安装单位 含水分析仪类型 短波吸收含水分析仪 安装位置 41#、43#、4#、 49#、56#、2#、 54# 18#、82#、98# 85#、59#、64# 97# 97# 老三联输油岗 锦一联卸油台 安装数量 7 采一 采四 射线含水分析仪 短波吸收含水分析仪 8 3 1 1 2 1 采五 集输 射线含水分析仪 短波吸收含水分析仪 射线含水分析仪 短波吸收含水分析仪 现场应用总结 智能在线含水分析仪变定量检测为全样检测,消除了传 统化验方法中的二次取样误差及工作流程误差,实现了关键 数据的准确、迅速、高效采集,做到了数据采集过程零误差, 为油田生产决策及地质分析提供了准确可靠的原始数据;因 不需要汽油等稀释剂,减少了安全隐患,保证了员工的身心 健康。与离心法比较准确性高、安全环保、自动化程度高、 分析化验时间短、节约人员及原材料。 下步建议 ? 智能在线含水分析仪能够适用于联合站、计量站等 原油含水的化验,具有广阔的推广前景。 ? 就目前使用情况来看,在联合站和采油站还需要安 装智能在线含水分析仪,比如:联合站脱水岗、外 输以及采油站外输泵房等。

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本站文章于2019-10-31 08:30,互联网采集,如有侵权请发邮件联系我们,我们在第一时间删除。 转载请注明:含水剖析仪的利用 水分检测仪