一种传感器无污染的高精度原油含水率测量仪

技术领域

本发明属于原油监测领域，具体涉及一种传感器无污染的高精度原油含水率测量仪。

背景技术

在原油开采过程中，油、水比例是表征油田储层的重要参数，也是制订和调整油田开采方案以及优化生产参数的重要依据，精确地测量原油含水率对延长油气井寿命、提高采收率有重要的意义。

现有的原油含水率测量仪器主要通过微压传感器测量同一液面处原油与对比液的压力差，之后根据所测压力差，结合水和原油密度来计算原油含水率。现有的原油含水率测量仪器的上微压传感器测量口一般直接接入原油测量腔室，或者通过单弯管与测量腔室连接，这种连接方式存在以下弊端：原油进入测量腔室后，原油中的气相成分会进入单弯管顶部，在低温环境下，气相成分极易冷凝为液态，液化后的原油将沿着弯管往下流，流至微压传感器测量口，或者测量口直接与原油接触，此时液态原油作为易凝固物，很容易堵塞微压传感器测量口，导致其无法正常使用，因此，现有仪器需要不断的拆卸微差压传感器进行清洁，严重降低了仪器的使用寿命，缩短了仪器平均连续无故障工作时间。

因此，亟需一种原油含水率测量仪器，该仪器能够实现原油含水率测量过程中不污染微压传感器测量口，并能延长仪器平均连续无故障工作时间。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种传感器无污染的高精度原油含水率测量仪，该仪器能够无传感器污染，延长了仪器平均连续无故障工作时间，进而进行更精确的含水率测量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种传感器无污染的高精度原油含水率测量仪，所述仪器包括：腔体、微差压传感器I、微差压传感器II、旋流器、电动球阀、汇流管，所述仪器还包括：双U型弯管；

所述腔体包括左右两个腔室，两腔室之间通过隔板分隔，隔板上端与腔室内侧顶部之间留有对流口使左右腔体相通；所述腔体右腔室上部设置有球面孔板，球面孔板上表面设置有尖部，右腔室下部设置有孔板；

所述腔体右腔室上方顶部设置待测原油入口管，下部设置有出口管，所述出口管上安装电动球阀并接入汇流管；

所述微差压传感器I安装于腔体下端，微差压传感器I的两个测量口分别与腔体的左右两腔室连通；微差压传感器I与腔体的接口位于孔板下方，且两接口在腔体左右腔室等高的位置；

所述微差压传感器II，所述微差压传感器II安装于腔体外侧上部，微差压传感器II的一个测量口与腔体的左腔室连通，另一测量口通过双U型弯管与腔体顶部连通；

所述旋流器包括：切线入口管、溢流管、倒锥形腔体和出口管II，所述切线入口管一端连接腔体右腔室，另一端连接倒锥形腔体；所述出口管II一端连接倒锥形腔体较小端口，另一端连接汇流管；所述溢流管一端连接在倒锥形腔体顶部，另一端连接出口管II；

所述双U型弯管一端接通腔体顶部，另一端连接微差压传感器II的另一个测量口。

优选的，所述双U型弯管包括由两端U型管组成的主体管路，与下U型弯管底部开设排液口。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种传感器无污染的高精度原油含水率测量仪，该仪器采用外接双U型弯管的方式连通微压传感器测量口与密封测试腔体，并在下U型弯管底部开设排液口，可以保证积在下U型弯管底部的液化的气体原油能够及时排除，不堵塞微压传感器测量口，从而解决了微压传感器易失效的问题，提高了设备使用寿命，提高了含水率测量。

附图说明

图1为本发明的传感器无污染的高精度原油含水率测量仪装配结构正视图；

图2为本发明的传感器无污染的高精度原油含水率测量仪部分剖视图；

图3为本发明的传感器无污染的高精度原油含水率测量仪装配立体图；

图4为本发明的传感器无污染的高精度原油含水率测量仪装配结构俯视图；

图5为本发明的传感器无污染的高精度原油含水率测量仪装配结构左视图；

图6为本发明的双U型弯管正视图；

图7为本发明的双U型弯管左视图；

图中：1.腔体 2.入口管 3.微差压传感器I 4.微差压传感器II 5.双U型弯管 7.旋流器 8.出口管 9.电动球阀 10.汇流管 11.对流口 12.球面孔板 13.隔板 14.孔板71.切线入口管 72.溢流管 73.倒锥形腔体 74.出口管II。

具体实施方式

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1～图5所示的一种传感器无污染的高精度原油含水率测量仪，该述仪器包括以下部件，及各部件的作用如下：

腔体1，腔体1包括左右两个腔室，如图2所示，两腔室之间通过隔板13分隔，隔板高度低于腔室高度，使隔板13上端与腔室内侧顶部之间留有对流口11，将左右腔室连通；所述腔体1右腔室上部设置有球面孔板12，下部设置有孔板14；所述腔体1左腔室项部与底部分别开设液体入口和出口。测量前，左腔室注入对比液，对比液一般为开采石油所在地的地下水，测量时，给右腔室不断注入待测原油混合液，球面孔板12向上凸起的表面，将从入口管注入的原油流速降至接近于零，孔板14对原油液体进行第二次降速，使右腔室的液体处于相对静止，避免外部压力波动对测量的影响，从而提高了测量的精度。对比液通过左腔室的入口注入，测量完后通过其出口排出。

腔体1右腔室设置有入口管2，入口管2安装在腔室1顶部，并与右腔室连通，入口管2连接加热器6，用于在右腔室注入油、气、水混相原油流体；

出口管8，所述出口管8一端连通腔体1右腔室下部，另一端连接汇流管10，右腔室与出口管8的接口设置在孔板14上方，出口管8上安装有电动球阀9，出口管4用于排出腔体1内的原油，电动球阀9控制出管口4的开关。

微差压传感器I3安装于腔体1下端，微差压传感器I3的两个测量口分别与腔体1的左右两腔室连通；微差压传感器I3与腔体1的接口位于孔板14下方，且两接口在腔体1左右腔室等高的位置，微差压传感器I3主要用于测量腔体内两腔室的压力差，之后利用压力差及对比液密度计算原油含水率。

微差压传感器II4，所述微差压传感器II4安装于腔体1外侧上部，微差压传感器II4的一个测量口与腔体1的左腔室连通，另一测量口与腔体1顶部通过双U型弯管5连通；所述微差压传感器II4的测量口与腔体1的接口位于球面孔板12下方；微差压传感器II4主要用于监测右腔室注入原油的液面位置，当原油液面达到设定的值时，含水率测量仪器采集微差压传感器I3的数据后，打开电动球阀9。

如图6、图7所示的双U型弯管5的下U型弯管底部开设排液口，采用双U型弯管5接通腔体1与微差压传感器II4的另一个测量口可以避免冷凝原油堵塞微压传感器测量口，其原因如下：在测量时气相原油会进入双U型弯管5内，气相原油遇冷后变为液态，顺着弯管流到下U型弯管底部，在下U型弯管设置排液口，可以将液态原油及时排除，从而避免了原油与微压传感器测量口的直接接触。

旋流器7，旋流器7入口端与腔体1右腔室连通，右腔室与旋流器7连接的接口设置在位于球面孔板12上方的位置。如图2所示，旋流器7包括：切线入口管71、溢流管72、倒锥形腔体73和出口管II74，切线入口管71一端连接腔体1右腔室，另一端连接倒锥形腔体73；出口管II74一端连接倒锥形腔体73较小端口，另一端连接汇流管10；溢流管72一端连接在倒锥形腔体73顶部，另一端连接出口管II74。旋流器7主要用于在测量过程中实现原油气液分离，其中，倒锥形腔体73内设置为阿基米德螺旋导流结构，使进入旋流器的气体及少量液体做圆周运动，随着运动半径的逐渐减小，从而使进入旋流器的介质速度越来越快，形成向下的吸力，加快气体的排出；在旋流器7顶部设置溢流管72，可以保证轻质气体从溢流管72排出，仪器测量时旋流器7的压力低于腔体1的压力，可进一步加快气液分离的速度。

本发明公开的传感器无污染的高精度原油含水率测量仪过程如下：测量时，原油通过入口管2进入腔体1右腔室，在腔体1左腔室内注入对比液，并在仪器控制系统中设定右腔体注入液体的液面值及其阈值；之后关闭出口管8的电动球阀9，使注入腔体1右腔室的原油液面上升，当微差压传感器II4检测到，右腔室液面到达设定液面值时，控制器采集微差压传感器I3的数值，并打开电动球阀9，使原油顺利排出，最后根据压力与密度公式计算出原油含水率，测量过程中，混相流体中的气体及少量液体通过旋流器排出。

综上，本发明公开的传感器无污染的高精度原油含水率测量仪，该仪器采用外接双U型弯管的方式连通微压传感器测量口与密封测试腔体，并在下U型弯管底部开设排液口，可以保证积在下U型弯管底部的液化的气体原油能够及时排除，不堵塞微压传感器测量口，从而解决了微压传感器易失效的问题，提高了设备使用寿命。