稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法
【專利摘要】一種稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法，該方法使用了一套耐壓力測(cè)量裝置(1)，通過取樣柱塞(13)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來獲取被測(cè)液體的樣本，采用電加熱器(10)對(duì)液體樣本加熱至100度以上，經(jīng)過一段時(shí)間的加熱將液體樣本中的水分蒸發(fā)掉，并通過高精度電子秤(19)對(duì)加熱前后的液體樣本重量進(jìn)行計(jì)量，求出其差值重量，再將差值重量與液體樣本加熱前的重量進(jìn)行比較，其比例便是含水率。
【專利說明】
稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法
[0001]技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及在油田的油井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)直接采用蒸餾法測(cè)量原油含水率的一種方法。
[0002]【背景技術(shù)】原油的含水比例是一項(xiàng)重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)。由于油井中的石油和水在地心熱能的作用下已經(jīng)混合成一種液體，因此要想測(cè)量此混合液體中含水率的方法比較繁瑣。目前測(cè)量原油含水率常規(guī)的方法為蒸餾法。其實(shí)現(xiàn)方法為:先將混合液體放入密閉容器冷卻，使水和石油盡可能分離，再通過濾網(wǎng)過濾掉混合液體中的水分，然后通過蒸餾法把殘存的水蒸發(fā)出去，最后剩余的就是石油，再通過計(jì)量和精確計(jì)算即可得到原油液體含水的比例。但這種方法必須經(jīng)過冷卻、過濾、蒸餾三個(gè)流程，其耗時(shí)長(zhǎng)，效率低下；而且該種方法只能在實(shí)驗(yàn)室的條件下完成。
[0003]發(fā)明目的用機(jī)械裝置和電子控制技術(shù)替代人工，實(shí)現(xiàn)原油含水率的全自動(dòng)化測(cè)量。提高原油含水率的測(cè)量精度。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明是一種稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法。本發(fā)明的方法是使用加熱蒸餾法去除原油樣本中的水分；選用帶計(jì)算機(jī)接口的高精度電子秤，通過對(duì)蒸餾前后的原油樣本稱重，通過計(jì)算獲得精準(zhǔn)的原油含水比例。同時(shí)利用進(jìn)、出液?jiǎn)蜗蜷y與取樣柱塞的組合結(jié)構(gòu)，使得進(jìn)入取樣室的原油樣本只能單方向順序流動(dòng)，經(jīng)過柱塞多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)抽吸取樣，保證了所取原油樣本的新鮮度，排除了前次樣本對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾。
[0005]稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法的特征在于:該方法使用了一套耐壓力測(cè)量裝置(I)，通過取樣柱塞(13)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來獲取被測(cè)液體的樣本，采用電加熱器(10)對(duì)液體樣本加熱至100度以上，經(jīng)過一段時(shí)間的加熱將液體樣本中的水分蒸發(fā)掉，并通過高精度電子秤(19)對(duì)加熱前后的液體樣本重量進(jìn)行計(jì)量，求出其差值重量，再將差值重量與液體樣本加熱前的重量進(jìn)行比較，其比例便是含水率。本蒸餾測(cè)量法所使用的設(shè)備稱為耐壓力測(cè)量裝置。耐壓力測(cè)量裝置(I)是由取樣室(2)、進(jìn)液口軟管(3)、進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)、蒸汽出口(5)、蒸汽出口電動(dòng)閥(6)、排液口軟管(7)、排液?jiǎn)蜗蜷y(8)、取樣室高溫密封圈(9)、取樣室外殼(10)、電加熱器(11)、柱塞密封圈(12)、取樣柱塞(13)、柱塞絲桿(14)、導(dǎo)向定位銷(15)、軸承(16)、裝置殼體(17)、傳動(dòng)鍵(18)和高精度電子秤(19)共同組成。根據(jù)人工取樣的標(biāo)準(zhǔn)，耐壓力測(cè)量裝置(I)設(shè)計(jì)成取樣容積100毫升、耐壓SMpa的裝置，其下端與電動(dòng)機(jī)連接，從電動(dòng)機(jī)獲取動(dòng)力。耐壓力測(cè)量裝置(I)與電動(dòng)機(jī)連接后形成一個(gè)整體并與高精度電子秤(19)組合成為實(shí)現(xiàn)稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法的一個(gè)設(shè)備。其中，高精度電子秤(19)是安裝在最上部并與外部相連，整個(gè)耐壓力測(cè)量裝置(I)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和蒸汽出口電動(dòng)閥(6)均懸吊在高精度電子秤(19)的下面，利用高精度電子秤(19)的去皮功能，精確計(jì)量原油液體樣本中被蒸發(fā)掉水分的重量。此外，使用進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)、和排液?jiǎn)蜗蜷y(8)與取樣柱塞(13)的組合結(jié)構(gòu)，使得進(jìn)入取樣室的原油樣本只能單方向順序流動(dòng)，取樣柱塞(13)通過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)來排除前次液體樣本的殘留物并獲取被測(cè)液體的最新樣本。本發(fā)明的稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法的設(shè)備與原油管線是通過兩根軟管連接的，這兩根軟管會(huì)對(duì)稱重計(jì)量的結(jié)果產(chǎn)生干擾，所以進(jìn)液口軟管⑶和排液口軟管(7)其長(zhǎng)度應(yīng)在0.3米以上，以減少其對(duì)稱重計(jì)量的干擾
[0006]發(fā)明效果人工操作的原油蒸餾法需要采油工在油井生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)取樣，然后帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，由于原油乳化液屬于不穩(wěn)定體系，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，油水不斷分離，上部油樣含水率不斷減少，下部油樣含水率不斷增加，因此，任何一個(gè)部位油樣的原油含水率都不能代表該油井真實(shí)的原油含水率。若采用搖動(dòng)(混勻)油樣，會(huì)因人不同或前后時(shí)間不同產(chǎn)生不確定誤差。本發(fā)明的稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法節(jié)省了大量的采油工和化驗(yàn)工，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；因?yàn)閷?duì)原油樣本采用了在油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)直接從生產(chǎn)原油管線中實(shí)時(shí)取樣并即時(shí)測(cè)量，所以保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性；同時(shí)選用十萬分之一的高精度電子秤，其含水率的測(cè)量精度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0007]發(fā)明的實(shí)施例附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明主要由20種元件組成，除了圖中有標(biāo)號(hào)的元件外，在圖的最下方還安裝有防爆電動(dòng)機(jī)，附圖1繪出了它們之間的具體位置。
[0008]本發(fā)明是以耐壓力測(cè)量裝置⑴為中心，在其上部安裝了高精度電子秤(19)的吊鉤和蒸汽出口(5);在蒸汽出口(5)的端部安裝了蒸汽出口電動(dòng)閥(6);在耐壓力測(cè)量裝置
(I)的上部或中部安裝了兩根耐壓高溫軟管，在實(shí)際使用中這兩根軟管與輸油管線連接；在耐壓力測(cè)量裝置(I)的內(nèi)部安裝了進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)和排液?jiǎn)蜗蜷y(8)，它們分別與進(jìn)液口軟管(3)和排液口軟管(7)連通，生產(chǎn)管線中的原油樣本只能從進(jìn)液口軟管(3)流經(jīng)進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)進(jìn)入取樣室(2)，當(dāng)取樣室(2)更換樣本時(shí)，被排除的原油液體只能經(jīng)過排液?jiǎn)蜗蜷y(8)和排液口軟管(7)流回原油生產(chǎn)管線。在耐壓力測(cè)量裝置(I)的下部安裝有取樣室外殼(10)，取樣室外殼(10)上部安裝了取樣室高溫密封圈(9)，取樣室外殼(10)的側(cè)下部安裝了柱塞密封圈(12)，取樣室外殼(10)的外部安裝了電加熱器(11)，取樣室外殼(10)的下部安裝了取樣柱塞(13)，由上述元件組成了一個(gè)密閉的取樣室(2)。取樣柱塞(13)的下部安裝了兩個(gè)導(dǎo)向定位銷(15)，取樣柱塞(13)的中間安裝了柱塞絲桿(14)，柱塞絲桿
(14)通過兩個(gè)軸承(16)被固定在裝置殼體(17)上；柱塞絲桿(14)的下部安裝有傳動(dòng)鍵
(18)，傳動(dòng)鍵(18)負(fù)責(zé)將外部電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳入整個(gè)設(shè)備。下面通過實(shí)施例說明本發(fā)明的工作原理。
[0009]為保證稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法能在油田現(xiàn)場(chǎng)正常使用，首先將進(jìn)液口軟管⑶和排液口軟管(7)連接在原油生產(chǎn)管路上，獲得原油取樣和排液的通道。
[0010]獲取原油樣本:整個(gè)設(shè)備的工作是由計(jì)算機(jī)控制的，當(dāng)測(cè)量工作剛開始時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)指令，電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)動(dòng)力通過傳動(dòng)鍵(18)帶動(dòng)柱塞絲桿(14)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，取樣柱塞(13)下部安裝的兩個(gè)導(dǎo)向定位銷(15)限制并迫使取樣柱塞(13)不能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，只能向上運(yùn)行進(jìn)入取樣室(2);隨著取樣柱塞(13)不斷進(jìn)入取樣室(2)，取樣室(2)的有效容積被不斷縮小，取樣室(2)內(nèi)的介質(zhì)被迫經(jīng)排液?jiǎn)蜗蜷y(8)和排液口軟管(7)流回原油生產(chǎn)管線，當(dāng)取樣柱塞(13)完全進(jìn)入取樣室(2)時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出電動(dòng)機(jī)停止指令；此時(shí)，取樣室(2)內(nèi)的原有介質(zhì)已被全部排出取樣室(2)。上述運(yùn)行動(dòng)作的結(jié)束，使得整個(gè)設(shè)備進(jìn)入了正式測(cè)量階段。
[0011]正式自動(dòng)測(cè)量:計(jì)算機(jī)發(fā)出高精度電子秤(19)去皮指令和電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)指令，柱塞絲桿(14)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，取樣柱塞(13)向下運(yùn)行退出取樣室(2);取樣室(2)的內(nèi)容腔擴(kuò)大，容腔內(nèi)形成負(fù)壓，原油生產(chǎn)管線里的高壓原油經(jīng)過進(jìn)液口軟管(3)并流經(jīng)進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)進(jìn)入取樣室(2)，當(dāng)取樣柱塞(13)向下運(yùn)行到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)指令，取樣柱塞(13)便不再向下運(yùn)行，取樣室(2)內(nèi)充滿了被測(cè)原油樣本；接下來計(jì)算機(jī)發(fā)出稱重指令并記錄下被測(cè)原油樣本的原始重量；計(jì)算機(jī)還發(fā)出加熱指令和打開蒸汽出口電動(dòng)閥(6)的指令，電加熱器(11)被通電加熱，當(dāng)被測(cè)原油樣本的溫度上升到100度時(shí)，被測(cè)原油樣本內(nèi)的水分變成水蒸汽通過蒸汽出口電動(dòng)閥(6)排入大氣；同時(shí)，計(jì)算機(jī)通過與高精度電子秤(19)的數(shù)據(jù)接口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)被測(cè)原油樣本的重量，當(dāng)被測(cè)原油樣本的重量不再減少時(shí)，便可斷定被測(cè)原油樣本內(nèi)的水分已被蒸發(fā)干凈，計(jì)算機(jī)便將此時(shí)的原油樣本重量記錄下來，將該重量除以加熱蒸發(fā)前的原始重量便得出了原油和其它雜質(zhì)與被測(cè)原油樣本的比率，將I減去該比率便得出原油的含水率。
[0012]在上述程序完成后便進(jìn)入更換原油樣本的工序。
[0013]更換原油樣本:本工序與獲取原油樣本的過程完全一樣。不過由于進(jìn)液口軟管
(3)和進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)的存在，在這兩個(gè)元件的內(nèi)部均留有上次取樣的殘存油樣，因此需要再次啟動(dòng)更換原油樣本的工序才能保證取樣的準(zhǔn)確性。至于啟動(dòng)更換原油樣本工序的次數(shù)，完全取決于進(jìn)液口軟管(3)和進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)的內(nèi)部空間容積的大小而確定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法，其特征在于:該方法使用了一套耐壓力測(cè)量裝置(I)，通過取樣柱塞(13)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來獲取被測(cè)原油液體的樣本，采用電加熱器(10)對(duì)原油液體樣本加熱至100度以上，經(jīng)過一段時(shí)間的加熱將原油液體樣本中的水分蒸發(fā)掉，并通過高精度電子秤(19)對(duì)加熱前后的原油液體樣本重量進(jìn)行計(jì)量，求出其差值重量，再將差值重量與原油液體樣本加熱前的重量進(jìn)行比較，其比例便是含水率。本蒸餾測(cè)量法的耐壓力測(cè)量裝置(I)是由取樣室(2)、進(jìn)液口軟管(3)、進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)、蒸汽出口(5)、蒸汽出口電動(dòng)閥(6)、排液口軟管(7)、排液?jiǎn)蜗蜷y(8)、取樣室高溫密封圈(9)、取樣室外殼(10)、電加熱器(11)、柱塞密封圈(12)、取樣柱塞(13)、柱塞絲桿(14)、導(dǎo)向定位銷(15)、軸承(16)、裝置殼體(17)、傳動(dòng)鍵(18)和高精度電子秤(19)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法，其特征在于:高精度電子秤(19)是安裝在最上部并與外部相連，整個(gè)耐壓力測(cè)量裝置(I)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和蒸汽出口電動(dòng)閥(6)均懸吊在高精度電子秤(19)的下面，利用高精度電子秤(19)的去皮功能，精確計(jì)量原油液體樣本中被蒸發(fā)掉水分的重量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法，其特征在于:使用進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y(4)和排液?jiǎn)蜗蜷y(8)與取樣柱塞(13)的組合結(jié)構(gòu)，使得進(jìn)入取樣室的原油液體樣本只能單方向順序流動(dòng)，取樣柱塞(13)通過多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)來排除前次原油液體樣本的殘留物并獲取最新的原油液體樣本。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動(dòng)原油含水率蒸餾測(cè)量法，其特征在于:進(jìn)液口軟管(3)和排液口軟管(7)其長(zhǎng)度應(yīng)在0.3米以上，以減少其對(duì)稱重計(jì)量的干擾。
【文檔編號(hào)】G01N5/04GK105987854SQ201510066646
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月9日
【發(fā)明人】許楠
【申請(qǐng)人】昆山中慈工控科技開發(fā)有限公司