一种自清洁静置含水分析仪

技术领域

本发明涉及石油开采、石油化工技术领域，具体涉及一种自清洁静置含水分析仪。

背景技术

含水率作为原油以及油田污水处理液中的一个重要参数，是油田生产中的关键数据。含水率检测结果的准确性，会对确定油井出水及出油层位、估计原油产量、预测油井的开发寿命等油藏生产开发工作造成直接影响。含水率传感器是含水分析仪中的关键部位，含水率传感器包括探头，用于在含水分析仪工作时获取含水率信号。当杂质及稠油附着在探头表面时，会导致传感器所取信号误差较大，严重影响含水分析仪的检测精度。

为此，中国发明专利CN111693677A提供了一种原油含水率测量保障系统及方法，包括原油含水分析仪；生产启停控制装置，用于停止生产或恢复生产原油；清洗控制装置，用于对原油含水分析仪的探头进行清洗；检测装置，用于检测原油含水分析仪的探头表面的请极度；现场控制终端，其与原油含水分析仪、生产启停控制装置、清洗控制装置、检测装置均连接，用于根据预定规则或探头表面的清洁程度控制原油含水率测量保障系统在生产模式和清洗模式间切换。清洗机构包括设置在输油管道侧壁上的喷头以及与喷头连接的喷管，该发明提供的原油含水量测量保障系统实现了快速清除含水分析仪的探头表面杂质及稠油附着物，在一定程度上提高了原油含水量的准确性。

但是上述原油含水率测量保障系统及方法具有以下缺点：

(1)结构复杂，需要在原有输出管线内架设喷头以及清洗管线，大大增加了对现有原油运输管线的改造成本和对清洗机构的维护成本；

(2)探头测量精度低，在计量过程中容易受水质条件影响，不能适用于油田含油污水等其他测量场景的使用需要。

有鉴于此，急需对现有的含水分析仪的结构进行改进，以简化含水分析仪的结构、提高探头测量精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有含水分析仪结构复杂、探头探测精度低、容易受水质条件影响的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种自清洁静置含水分析仪，包括：

测量装置，包括量筒和设置在所述量筒内的探头，用于静置测量液至油水分层并进行测量液的容积计量和含水分析；所述探头为多级感应探头，用于对所述测量液进行多阶段测量；

清洁装置，包括套设在所述探头上的刷头，用于所述探头上附着物的清洁；

驱动装置，包括传动机构、电机，所述传动机构与所述刷头连接，用于驱动所述刷头沿所述探头上下移动；

智能表头，与所述量筒、所述探头和所述电机连接，用于控制所述量筒和所述探头自动进行容积计量和含水分析，并控制所述电机驱动所述传动机构工作。

在本方案中，所述探头包括探头外壳和探头本体，所述探头本体设置在所述探头外壳内，与所述探头外壳的内壁相对设置。

在本方案中，所述传动机构包括：

上盖板和壳体，所述壳体设置在所述量筒的顶面开口上，所述上盖板设置在所述壳体的顶面上；所述电机设置在所述上盖板的顶面上，其电机轴穿出所述上盖板设置在所述壳体内；

传动丝杠，包括螺杆以及套设在所述螺杆上的滑动轴承，所述螺杆的上端与所述电机轴固定；

传动板，套设在所述螺杆上，由所述螺杆和所述滑动轴承驱动上下移动；

刷杆，其上端固定在所述传动板上，其下端固定有所述刷头，所述刷头设置在所述探头本体与所述探头外壳的内壁之间，随所述刷杆上下移动。

在本方案中，所述上盖板的底面上设有导向杆，所述传动板上设有与所述导向杆相适配的导向孔，所述导向杆插装在所述导向孔内。

在本方案中，所述探头外壳的侧面设有导向槽，所述刷杆设有导向部，所述导向部滑动设置在所述导向槽内。

在本方案中，所述量筒与进液管和出液管连通，所述进液管上分别设有进液三通阀，所述出液管上设有出液三通阀，所述进液三通阀和所述出液三通阀与所述智能表头连接。

在本方案中，所述进液管设置在所述量筒的上部，所述出液管设置在所述量筒的下部。

在本方案中，所述智能表头包括：

计时模块，用于记录静置时间；

控制模块，用于根据所述静置时间控制所述量筒、所述探头计量，以及控制所述电机、所述进液三通和所述出液三通阀工作；

通讯模块，用于将测量结果上传至监控系统。

在本方案中，所述智能表头设有显示器，分别用于显示测量结果。

在本方案中，所述量筒顶面的开口上设有密封板，所述清洁装置和所述探头及所述智能表头设置在所述密封板上，所述密封板通过螺栓与所述量筒固定。

与现有技术相比，本发明提供的自清洁静置含水分析仪，通过智能表头控制探头对量筒内的测量液自动进行多级多阶段的含水分析，准确测量测量液的含水量，避免探头的精度受测量液的水质条件的影响。本发明中，套设在探头上的刷头，通过智能表头控制驱动装置上下移动，可以自动对探头进行清洗，去除探头上粘结的油污，避免影响探头的测量精度。

附图说明

图1为本发明中自清洁静置含水分析仪的主视图；

图2为本发明中自清洁静置含水分析仪的俯视图。

其中，图1至图2中各附图标记与部件名称之间的对应关系如下：

1测量装置，2清洁装置，11量筒，12探头，13进液管，14出液管，15进液三通阀，16出液三通阀，121探头本体，122探头外壳，17智能表头，18密封板，21刷头，22上盖板，23壳体，24电机，25传动丝杆，26传动板，27刷杆，251螺杆，252滑动轴承，28导向杆，270导向部。

具体实施方式

本发明提供了一种自清洁静置含水分析仪，通过设置在测量装置一侧的清洗装置对探头进行清洗，去除探头上粘结的油污，避免影响探头的测量精度。探头采用多级多阶段感应，在量筒内的测量液静置至油水分层时，对测量液进行测量，提高测量结果的精度，避免测量结果受水质影响。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。

如图1、图2所示，本发明提供的自清洁静置含水分析仪，包括测量装置1和清洁装置2以及驱动装置。

测量装置1包括量筒11和探头12，探头12设置在量筒11内。量筒11为规则量器，规定了测量液的容积。量筒11与进液管13和出液管14连接，进液管13设置在量筒11的下部，出液管14设置在量筒12的上部。进液管13上设有进液三通阀15，出液管14上设有出液三通阀16。探头12包括探头本体121和探头外壳122，探头本体121设置在探头外壳122内，与探头外壳122的内壁相对设置。量筒11用于静置测量液至油水分离，探头12为多级感应探头，用于对测量液进行多阶段测量。

自清洁静置含水分析仪还包括智能表头17，智能表头17通过直角弯管与探头12连接，使智能表头可以处于方便观察的位置，方便观察测量结果。智能表头17包括计时模块、控制模块和通讯模块以及显示屏，计时模块用于记录静置时间；控制模块用于根据静置时间控制量筒11、探头12计量，以及控制驱动装置、进液三通阀15和出液三通阀16工作；通讯模块用于将测量结果上传至监控系统；显示屏用于显示测量结果。

量筒11顶面的开口上设有密封板18，清洁装置2和探头12及智能表头17设置在密封板18上，密封板18通过螺栓与量筒11固定，防止量筒11内的测液与外界环境发生物质交换，提高测量结果的准确性。

清洁装置2包括刷头21，刷头21套设在探头12上，由驱动装置驱动沿探头12上下移动，用于清理探头12上的附着物。

驱动装置包括电机24和与刷头21连接的传动机构，传动机构包括上盖板22、壳体23、电机24、传动丝杆25、传动板26和刷杆27，壳体23设置在量筒11的顶面开口上，上盖板22设置在壳体23的顶面上。电机24设置在上盖板22的顶面上，电机24的电机轴穿出上盖板22设置在壳体23内。传动丝杠25包括螺杆251以及套设在螺杆251上的滑动轴承252，螺杆251的上端与电机轴固定，由电机24驱动螺杆251旋转。传动板26套设在螺杆251上，螺杆251和滑动轴承252驱动传动板26上下移动。刷杆27的上端固定在传动板26上，刷头21固定在刷杆27的下端刷头21设置在探头本体121与探头外壳122的内壁之间，随刷杆27上下移动。

上盖板22的底面上设有导向杆28，传动板26上设有与导向杆28相适配的导向孔，导向杆28插装在导向孔内。探头外壳122的侧面设有导向槽，刷杆27设有导向部270，导向部270滑动设置在导向槽内，使刷头21清洁探头12使保持稳定。

本发明的工作过程如下：

当需要利用测量装置1对测液进行含水分析时，智能表头17控制进液三通阀15，测液经进液管13进入量筒11，并在量筒11内静置至测液油水分层，智能表头17的计时模块检测到到达静置时间后，控制探头12进行含水分析。探头本体121被分割成数个不同的测试体，测试体之间相互绝缘，独立检测，由此分成不同阶段对测液进行检测，根据不同阶段的检测结果判定测液含水量，实现多级多阶段测量。测试结果在显示屏上显示，并由通讯模块将测量结果上传至监控系统，控制模块控制出液三通阀16打开，使测量液经量筒11上部的出液管14排出。

当量筒11内的测液排出后，控制模块控制电机24，驱动传动丝杆25转动，使设置在传动丝杆25上的传动板26上下移动，刷杆27随传动板26上下移动，刷头21对探头本体121和探头外壳122的内壁进行清理，防止附着物影响探头12的测量精度。

与现有技术相比，通过智能表头控制探头对量筒内的测量液自动进行多级多阶段的含水分析，准确测量测量液的含水量，避免探头的精度受测量液的水质条件的影响。本发明中，套设在探头上的刷头，通过智能表头驱动装置上下移动，可以对探头自动进行清洗，去除探头上粘结的油污，避免影响探头的测量精度。智能表头将测量数据上传至监控系统，使监控系统可实时获取测量液的含水情况，同时可以实现含水分析的远程自动控制。

在本方案中，智能表头包括计时模块、控制模块和通讯模块，根据计时模块记录的静置时间来控制电动三通球阀的开关，并根据静置时间自动测量量筒内的含水数据、自动启动清洁刷，以保证量筒内部污垢不堆积，确保含水分析仪计量精度；智能表头可远传并实现远程控制，将得来的含水数据发送到监控系统，从而获得实时数据，可实现远程监控与控制。

在本方案中，电机通过传动丝杠和传动板驱动刷头和刷杆上下移动，简化了清洁装置的结构，上盖板的底面上设有导向杆，探头外壳设有导向槽，提高了传动机构的结构稳定性，在清洁过程中传动机构震动导致刷头脱落影响测量和清洁效果。

在本方案中，进液管设置在量筒上部，出液管设置在量筒下部，测液下进上出，提高了对量筒底部沉积污染物的冲刷，避免量筒底部形成污染物堆积。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。