一种原油含水分析检测装置

技术领域

本发明属于原油检测技术领域，具体涉及一种原油含水分析检测装 置。

背景技术

在石油开采过程中，原油含水率的检测是一项重要工作，一线工人每 天都需要对油井产液进行抽样检测，通过原油含水率可以预测油井水位， 油层位置，对原油产量和开采价值进行估计，预测采出程度并制定相应的 开采方案，预测油井的开发寿命有着非常重要意义。对于原油的开采，集 输，脱水，计量，销售，炼化等产生重大影响，油田生产中需要准确及时 的了解原油含水率情况，通过原油含水率来估计油井的工作状态，预计油 井产量，提高油田的自动化管理，提高生产效率，起着非常重要的重要作 用。

目前国内油田井口原油含水率的测量方法大致可以分为两类，分别是 在线测量和离线测量。

在线测量

在线测量原理基本分为电导率法、密度法，电磁波法、电容法、射线 法等5种方法，但绝大部分井口原油含水率还是采用离线式测量，未大批 量使用在线含水检测设备的主要原因：1是各种原理的含水分析仪都普遍 存在各种弊端，比如受井口原油杂质、温度、气体、矿化水、结垢、传感 器粘油等影响，很难解决解决；2是含水分析仪价普遍较高，很难大面积 推广。

离线测量

离线式测量需要人工在井口取样，将原油中的水分分离出来，既可以 以体积比的形式表示出来，又可代入油水密度值，求出质量含水率。根据 油水分离手段的不同，分为蒸馏法、离心法、电脱法、卡尔一费休法等。 由于每种测量手段覆盖的含水率有差异，目前没有一种测量装置是含水率 满足0-100％全覆盖，其次由于人员测量工作量大、耗时较长，在实际操 作中往往会存在人为误差，导致检测结果不够准确，不够可靠。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种原油含水分析检测装置，用来解决现 有技术中原油检测装置无法全面覆盖含水率的问题，以及常规检测手段存 在一定的雾草，结果不够可靠的问题。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种原油含水分析检测装置，用于检测原油中的含水量，包括装置柜 体，所述装置柜体由上柜体和下柜体组成；

所述下柜体的顶面设置有工作台面，所述工作台面上设置有两个输油 孔；分别为第一输油孔和第二输油孔；

所述装置柜体内设置有低含水率检测装置、高含水率检测装置和原油 箱，所述原油箱设置在下柜体的底部用于搜集经过含水率检测后的原油； 所述低含水率检测装置与第一输油孔之间设置有第一测量漏斗，所述第一 测量漏斗的进油孔与第一输油孔重合，所述第一测量漏斗的出油孔与低含 水率检测装置连通；

所述高含水率检测装置与第二输油孔之间设置有第二测量漏斗，所述 第二测量漏斗的进油孔与第二输油孔重合，所述第二测量漏斗的出油孔与 高含水率检测装置连通。

进一步，所述低含水率检测装置包括电容测量管、隔离块、电容电 极、电仪表和第一排油管；所述隔离块和电容电极设置在电容测量管靠近 原油箱的一端；所述电仪表与电容电极连接，所述电容测量管外壁靠近隔 离块的位置设置有第一排油管，所述第一排油管上设置有第一排油阀；所 述电容测量管外壁靠近顶端的位置设置有第一排气管，所述第一排气管的 一端与电容测量管连通，所述第一排气管的另一端与第一测量漏斗连通。

进一步，所述高含水率测量装置包括密度测量管、差压仪表和第二排 油管，所述差压仪表包括上传感器和下传感器；所述上传感器设置在密度 测量管外壁靠近第二测量漏斗出油孔的位置；所述下传感器设置在密度测 量管外壁远离第二测量漏斗一端的位置；所述密度测量管外壁远离第二测 量漏斗一端的位置设置有第二排油管，所述第二排油管上设置有第二排油 阀；所述密度测量管外壁靠近顶端的位置设置有第二排气管，所述第二排 气管的一端与密度测量管连通，所述第二排气管的另一端与第二测量漏斗 连通。

进一步，所述电容测量管外壁和密度测量管外壁均设置有用于加热管 壁的防爆伴热带。

进一步，所述电容测量管上方同轴设置有第一电动推杆和第一推杆支 撑，所述第一电动推杆的一端与第一推杆支撑固定连接，所述第一电动推 杆的另一端设置在电容测量管内，所述第一电动推杆的另一端设置有推油 环，所述推油环受第一电动推杆伸缩的作用，在电容测量管内往复运动。

进一步，所述密度测量管上方同轴设置有第二电动推杆和第二推杆支 撑，所述第二电动推杆的一端与第二推杆支撑固定连接，所述第二电动推 杆的另一端设置在密度测量管内，所述第二电动推杆的另一端设置有推油 塞，所述推油塞受第二电动推杆伸缩的作用，在密度测量管内往复运动。

进一步，所述原油箱和下柜体底部之间设置有用于测量原油箱中原油 重量的称重传感器。

进一步，所述上柜体的顶部设置有照明灯。

进一步，所述下柜体底部的外壁上设置有多个可调脚杯。

进一步，所述上柜体靠近工作台面的位置设置有防爆控制柜，所述防 爆控制柜内设置有电源和控制器，所述电源与控制器、低含水率检测装 置、高含水率检测装置、第一电动推杆、第二电动推杆、第一排油阀、第 二排油阀、照明灯和称重传感器均电连接；

所述控制器用于控制低含水率检测装置、高含水率检测装置、第一电 动推杆、第二电动推杆、第一排油阀、第二排油阀、照明灯和称重传感 器；

所述上柜体的侧面设置有与控制器电连接的第一启动按钮、第二启动 按钮、触摸屏；所述第一启动按钮用于控制低含水率检测装置的启停，所 述第二启动按钮用于控制所述触摸屏用于低含水率检测装置的启停，所述 触摸屏用于实时显示测量数据及向控制器输入控制信号。

采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

该检测装置具有整体设计结构紧凑、适合检验室安装、操作维护方 便、无需重复清洗测量器具、检测速度快、成本低等特点，可满足原油0- 100％含水率高精度测量，克服了大多数原油含水测量装置覆盖面偏小的 缺点，适用于所有油井的原油含水测量工作。

另一方面本检测装置工作效率能达到人工化验的几十倍，传统的蒸馏 方法由于人为操作环节多，测量时间长，需要靠人眼读几次容器刻度，因 而非常容易引入人为误差；使用本仪器无需去明水、人眼读刻度等操作， 最大化地减少了中间环节的人为误差；该检测装置无放射性，无需清洗检 测量具、传感器、不需额外消耗溶剂油；与传统蒸馏方法相比，省时省 力，大大减小油气对化验工人身体的伤害，其实用性非常适用于目前油田 原油含水率检测需要。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1是本发明一种原油含水分析检测装置的外部结构图；

图2是本发明一种环腔引射式低氮燃烧器的内部结构图；

主要元件符号说明如下：

1.装置柜体；2.柜门；3.第一启动按钮；4.触摸屏；5.第二启动按钮； 6.照明灯；7.防爆控制柜；8.工作台面；9.原油箱；10.支架；11.第二排油 阀；111.第一排油阀；12.密度测量管；13.差压仪表；14.推油塞；15.第一 排气管；151.第二排气管；16.第一测量漏斗；161.第二测量漏斗；17.第一 电动推杆；171.第二电动推杆；18.第一推杆支撑；19.第二推杆支撑；20. 推油环；21.电容测量管；22.防爆伴热带；23.隔离块；24.电容电极；25. 电仪表；26.称重传感器；27.可调脚杯；28.第一输油孔；29.第二输油孔； 30.低含水率检测装置；31.高含水率检测装置；32.第一排油管；33.第二排 油管；34.上柜体；35.下柜体；36.上传感器；37.下传感器。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，需要说明的 是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，附图 中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形 式。另外，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“顶”、 “底”、“左”、“右”、“前”、“后”等，仅是参考附图的方向，并 非用来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1-2所示，本发明的一种原油含水分析检测装置，用于检测原油 中的含水量，包括装置柜体1，该装置柜体1由上柜体34和下柜体35组 成，上柜体34叠放在下柜体35的顶面，上柜体34的底面积小于下柜体 35的顶面；

下柜体35的顶面上设置有工作台面8，工作台面8上设置有两个输 油孔；分别为第一输油孔28和第二输油孔29；两个输油孔用于原油含水 率检测时，使用者将待测原油从输油孔中输入到检测装置中；

装置柜体1内设置有低含水率检测装置30、高含水率检测装置31和 原油箱9，原油箱9设置在下柜体35的底部用于搜集经过含水率检测后 的原油；该原油箱9的顶部设置有把手，方便使用者移动或倾倒检测后的 原油；本实施例中，原油箱9顶部靠近低含水率检测装置30、高含水率 检测装置31的位置均有开口，方便收集检测后的原油；

低含水率检测装置30与第一输油孔28之间设置有第一测量漏斗16，用于测量待测原油的密度；第一测量漏斗16的进油孔与第一输油孔 28输油孔重合，本实施例中，第一测量漏斗16的进油孔处向外延展设置 形成卡托，可以使第一测量漏斗16搭接在第一输油孔28附近的工作台面 8上；第一测量漏斗16的出油孔与低含水率检测装置30连通，待测原油经过第一输油孔28和第一测量漏斗16可以顺利进入到低含水率检测装置 30中；低含水率检测装置30的出油孔位于原油箱9的顶部开口的正上 方；经过检测的原油流经低含水率检测装置30的出油孔被原油箱9收 集；低含水率检测装置30固定在装置柜体1的内壁上，本实施例中，优 选在下柜体35底部设置安装支架10，并将低含水率检测装置30与安装 支架10固定连接；

高含水率检测装置31与第二输油孔29之间设置有第二测量漏斗 161，用于测量待测原油的密度；第二测量漏斗161的进油孔与第二输油 孔29重合，本实施例中，第二测量漏斗161的进油孔处向外延展设置形 成卡托，可以使第二测量漏斗161搭接在第二输油孔29附近的工作台面 8上；第二测量漏斗161的出油孔与高含水率检测装置31连通，待测原 油经过第二输油孔29和第二测量漏斗161可以顺利进入到高含水率检测 装置31中；高含水率检测装置31的出油孔位于原油箱9的顶部开口的正 上方；经过检测的原油流经高含水率检测装置31的出油孔被原油箱9收 集；高含水率检测装置31固定在装置柜体1的内壁上，本实施例中，优 选在下柜体35底部设置安装支架10，并将高含水率检测装置31与安装 支架10固定连接。

与现有技术相比，本发明专利通过设置采用电容法的低含水率检测装 置30、采用密度法的高含水率检测装置31进行检测对原油的含水率进行 检测，采用这两种测量方法的目的是电容法适合测量低含水原油，密度法 适合测量高含水原油。电容法测量0-50％含水率时其测量精度<3％，超过 50％含水后含水率测量误差一般会达到3-6％左右。而密度法与电容法正 好相反其测量范围适合30％-100％的测量范围，测量0-30％含水原油时由于原油密度与混合液密度相差较小，受到合液中矿化水、杂质、温度等影 响，会大大降低含水测量精度，差压仪表13的测量误差一般是0.1％，折 算后的含水测量误差约为1％，考虑到矿化水、杂质、温度等影响最终其 测量精度能达到<3％，这样设计可以使本发明一种原油含水分析检测装置 的含水率检测范围覆盖0-100％，满足对油井原油含水率检测的需求。另 外本发明通过在检测装置和进油孔之间设置测量漏斗，提高了操作的便利 性，更是避免了人工检测过程中需要人眼持续、多次读数而引起的误差， 提高了本发明一种原油含水分析检测装置对原油含水率检测的精准性和可 靠性。

实施例二

在实施例一技术方案的基础上，低含水率检测装置30包括电容测量 管21、隔离块23、电容电极24、电仪表25和第一排油管32；隔离块23 和电容电极24设置在电容测量管21靠近原油箱9的一端；电仪表25与 电容电极24的底端连接用于检测待测原油的密度，电容测量管21外壁靠 近隔离块23的位置设置有第一排油管32，第一排油管32上设置有第一 排油阀111，当待测原油中的含水率检测完毕后，第一排油阀111打开， 检测完的原油沿着第一排油管32流入原油箱9中；

电容测量管21外壁靠近顶端的位置设置有第一排气管15，第一排气 管15的一端与电容测量管21侧壁连通，该连通处的水平位置高于电容测 量管21与第一测量漏斗16连通处的水平位置，第一排气管15的另一端 与第一测量漏斗16顶部的侧壁连通，当待测原油进检测装置时，电容测 量管21内的气体从第一排气管15排出，避免由于电容测量管21内的气 体影响含水率检测的结果，进一步提高了对原油含水率检测的精确性；

高含水率测量装置包括密度测量管12、差压仪表13和第二排油管 33，差压仪表13包括上传感器36和下传感器37，用于检测待测原油的 密度；上传感器36设置在密度测量管12外壁靠近第二测量漏斗161出油 孔的位置；下传感器37设置在密度测量管12外壁远离第二测量漏斗161 一端的位置；密度测量管12外壁远离第二测量漏斗161一端的位置设置 有第二排油管33，第二排油管33上设置有第二排油阀12；当待测原油中 的含水率检测完毕后，第二排油阀12打开，检测完的原油沿着第二排油 管33流入原油箱9中；

密度测量管12外壁靠近顶端的位置设置有第二排气管151，第二排 气管151的一端与密度测量管12连通，该连通处的水平位置高于密度测 量管12与第二测量漏斗161连通处的水平位置，第二排气管151的另一 端与第二测量漏斗161顶部的侧壁连通，当待测原油进检测装置时，密度 测量管12内的气体从第二排气管151排出，避免由于电容测量管21内的 气体影响含水率检测的结果，进一步提高了对原油含水率检测的精确性。

实施例三

在实施例一和实施例二技术方案的基础上，电容测量管21外壁和密 度测量管12外壁均设置有用于加热管壁的防爆伴热带22；防爆伴热带22 用聚氨酯板保温玻纤布铝箔胶带固定；可以降低原油粘度减少挂壁量，防 止含水测量时两个样品测量之间因原油挂壁影响测量结果，进一步提高了 本发明一种原油含水分析检测装置检测的精确性。

实施例四

在上述实施例技术方案的基础上；电容测量管21上方同轴设置有第 一电动推杆17和第一推杆支撑18，第一电动推杆17的一端与第一推杆 支撑18固定连接，第一电动推杆17的杆内设置有第一伸缩杆，第一伸缩 杆的底端位于密度测量管12内靠近第一排气管15的位置；第一伸缩杆的 底端设置有推油塞14，第一伸缩杆在第一电动推杆17的作用下在电容测 量管21内伸缩运动，进而带动推油塞14，在电容测量管21内往复运 动，将电容测量管21内壁上的原油擦除干净，确保密度测量管12内没有 原油残留，避免对下一次原油检测结果的影响。本实施例中，第一推杆支 撑18为H型支架10两侧有安装孔与第一电动推杆17顶端的固定孔用螺 栓连接，第一推杆支撑18焊接在装置柜体1上端的横梁上；在第一电动 推杆17底端处设置有第三推杆支撑，采用U型管卡方式与装置柜体1固 定，进一步提高了本检测装置的可靠性；

密度测量管12上方同轴设置有第二电动推杆171和第二推杆支撑 19，第二电动推杆171的一端与第二推杆支撑19固定连接，第二电动推 杆171的杆内设置有第二伸缩杆；第二伸缩杆的底端位于密度测量管12 内靠近第二排气管151的位置，第二伸缩杆的底端设置有推油环20，第 二伸缩杆在第二电动推杆171的作用下在密度测量管12内伸缩运动，进 而带动推油环20，在密度测量管12内往复运动，将测量管内壁和电容电 极24外壁上的原油擦除干净，确保密度测量管12内没有原油残留，避免 对下一次原油检测结果的影响。本实施例中，第二推杆支撑19为H型支 架10两侧有安装孔与第二电动推杆171顶端的固定孔用螺栓连接，第二 推杆支撑19焊接在装置柜体1上端的横梁上；在第二电动推杆171底端 处设置有第四推杆支撑，采用U型管卡方式与装置柜体1固定。第二伸缩 杆底端设有第二安装板与推油环20配合安装并用螺栓连接，方便在后期 维护过程中更换，本实施例中，推油环20优选采用防腐效果较好的氟橡 胶加工，并在内、外圈加O型密封圈，提高对密度测量管12内壁和电容 电极24外壁上原油的擦除效果，进一步提高检测结果的精确性。

在工作前和工作后电动推杆均为收缩状态，方便原油进入测量管内， 当待测原油测量检测结束后，电动推杆带动推油塞14或推油环20上下往 复直线运动，电动推杆内的行程开关根据传感器的长度调节上下行程，确 保推油塞14或推油环20到达测量管测量管最低部排空原油。

在上述实施例技术方案的基础上，原油箱9和下柜体35底部的内壁 之间设置有用于测量原油箱9中原油质量的称重传感器26，通过该称重 传感器26可以让使用者清楚目前原油箱9中原油的重量，避免原油过多 从原油箱9中溢出。

上柜体34的顶部设置有照明灯6，该照明灯6的照明区域集中在工 作台面8和工作台面8与照明灯6之间的上柜体34侧面上，方便使用者 更清楚地进行原油检测，进一步提高了原油检测的精确性。

下柜体35底部的外壁上设置有多个可调脚杯27，可调脚杯27方便 在安装时调整装置水平。下柜体35的侧面设置有柜门2，打开柜门2可 以方便使用者拿取原油箱9；关闭柜门2可以提高本装置的美观性。

上柜体34靠近工作台面8的位置设置有防爆控制柜7，防爆控制柜7 内设置有电源和控制器，电源与控制器、低含水率检测装置30、高含水 率检测装置31、第一电动推杆17、第二电动推杆171、第一排油阀111、 第二排油阀12、照明灯6、称重传感器26和防爆伴热带22均电连接；

控制器用于控制低含水率检测装置30、高含水率检测装置31、第一 电动推杆17、第二电动推杆171、第一排油阀111、第二排油阀12、照明 灯6、称重传感器26和防爆伴热带22；

上柜体34的侧面设置有与控制器电连接的第一启动按钮3、第二启 动按钮5、触摸屏4；第一启动按钮3用于控制低含水率检测装置30的启 停，第二启动按钮5用于控制所述触摸屏4用于低含水率检测装置30的 启停，触摸屏4用于实时显示测量数据及向控制器输入控制信号。

首次对油井原油进行含水检测时，需要取够两次检测的油样，分别用 低含水率检测装置30和高含水率检测装置31进行检测；如果知道油井大 概的原油含水率，可以只取够一次检测的油样即可。

使用时，先控制防爆伴热带22预热5分钟给测量管加温，测量前将 被测油样井号输入触摸屏4中，便于区分、统计数据，打开取样罐将待测 油样品倒入在第测量漏斗中，原油从第测量漏斗流入测量管内，密度测量 管12内气体从排气管排出，差压仪表13通过上传感器36和下传感器37 测量被测原油密度，电仪表25通过电容电极24测量被测原油密度，触摸 屏4上点击开始测量，等待触摸屏4上显示含水测量数据稳定，点击完成 测量，控制器发出指令将本次测量井号、时间、含水数据等保存在触摸屏 4检测报表中，报表中数据可使用U盘导出编辑、打印。测量完成后防爆 控制柜7内控制器自动开启排油阀，并控制电动推杆推动推油塞14或推 油环20开始向下移动，将测量管内的原油排入原油箱9内，电动推杆推到位后自动返回初始状态，关闭排油阀后则完成一次的含水检测工作。原 油箱9置于称重传感器26上，实时检测箱内油样重量，触摸屏4可实时 显示箱内油样重量并可预先设置保证值防止原油溢出，含水测量工作结束 后将柜门2打开后可将原油箱9取出，将测量后的原油倒入废油池。

以上对本发明提供的一种原油含水分析检测装置进行了详细介绍。具 体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指 出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提 下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明 权利要求的保护范围内。