快速含水分析儀的製作方法
2023-04-29 17:57:26
快速含水分析儀的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種快速含水分析儀，該快速含水分析儀包括測量電極、採集模塊、控制採集模塊、升降平臺和步進電機，該測量電極為兩根，並伸入到樣桶內，以對樣品進行測量，該採集模塊連接於該測量電極，採集兩根該測量電極之間由於介質變化而產生的信號變化，並將該信號變化發送給該控制採集模塊，該樣桶放置在該升降平臺上，該步進電機與該升降平臺相連，以推動該升降平臺上升，使該測量電極逐步插入到該樣品中，並在測量完畢後該步進電機反轉，使該升降平臺回到初始位置。該快速含水分析儀具有測量時間短、測量精度高、全樣分析、操作簡單、可減少能源消耗和空氣汙染等優點。
【專利說明】快速含水分析儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及油中含水計量分析裝置，特別是涉及到一種快速含水分析儀。
【背景技術】
[0002]油田採出液原油含水率化驗的準確性對及時掌握油井生產動態、優化油藏生產參數、採取科學作業措施、實現原油產量壓力傳遞、提高油田採收率具有十分重要的作用。國石油行業原油含水率的測量方法很多，傳統的人工測量方法主要是通過蒸餾化驗的方法，單從蒸餾環節來看，蒸餾化驗法測量準確度高，但從全過程來看，該方法在油井採出液(高含水)的情況下，存在諸多問題，如:取樣代表性差、蒸餾化驗環節多、人為影響因素大等。
[0003]為滿足油田現場的實際需要，迫切需要一種快速的全樣分析的油田高含水採出液原油含水化驗分析方法。國內石油行業原油含水率的測量方法很多，但能應用在化驗室，代替人工化驗的卻沒有。通過對國內外各種物理測量原油含水方法技術特性的分析研究，希望研製出新型的準確度高、穩定性好的分析化驗速度快的原油含水率測量儀，從而解決目前各種原油含水率檢測過程中存在的問題，從根本上提高我國原油含水率測量技術的水平。為此我們發明了一種新的快速含水分析儀，解決了以上技術問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種可以直接進行原油含水計量分析的快速含水分析儀。 本發明的目的可通過如下技術措施來實現:快速含水分析儀，該快速含水分析儀包括
測量電極、採集模塊、控制採集模塊、升降平臺和步進電機，該測量電極為兩根，並伸入到樣桶內，以對樣品進行測量，該採集模塊連接於該測量電極，採集兩根該測量電極之間由於介質變化而產生的信號變化，並將該測量信號發送給該控制採集模塊，該樣桶放置在該升降平臺上，該步進電機與該升降平臺相連，以推動該升降平臺上升，使該測量電極逐步插入到該樣品中，並在測量完畢後該步進電機反轉，使該升降平臺回到初始位置。
[0005]本發明的目的還可通過如下技術措施來實現:
該快速含水分析儀還包括微電腦，該微電腦連接於該控制採集模塊，用於發布開始測量命令和結束測量命令，顯示、採集、分析和存儲該信號變化，計算分析樣品含水率以及查詢歷史數據。
[0006]該快速含水分析儀還包括溫控模塊，該溫控模塊連接於該測量電極中的電阻絲和該控制採集模塊，以控制該測量電極的溫度。
[0007]該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該開始測量命令後，向該溫控模塊發出停止加溫信號，該溫控模塊關斷該測量電極的加溫電源，該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該結束測量命令後，該控制採集模塊向該溫控模塊發送加溫信號，該溫控模塊打開該測量電極的該加溫電源。
[0008]該快速含水分析儀還包括步進電機驅動器，該步進電機驅動器連接於該步進電機和該控制採集模塊，以驅動該步進電機，控制該步進電機的轉動角度和方向。[0009]該快速含水分析儀還包括零點到位開關，該零點到位開關連接於該控制採集模塊，探測該升降平臺是否到達開始測量位置。
[0010]該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該開始測量命令後，向該控制採集模塊發出脈衝信號至該步進電機驅動器，以驅動該步進電機，當該升降平臺上升到零點位置時，該零點到位開關發出到位信號，該控制採集模塊接收到該零點到位信號後，停止發出該脈衝信號，同時往該採集模塊發出採集信號，該採集模塊接收到該採集信號後採集該測量信號。
[0011]該控制採集模塊將該信號變化發送到該微電腦，當該微電腦根據該信號變化判斷該測量電極沒有到達水層連續相時，該微電腦使該控制採集模塊發出該脈衝信號至該步進電機驅動器；當該微電腦根據該信號變化判斷該測量電極到達水層連續相時，該微電腦發出該結束測量命令。
[0012]該快速含水分析儀還包括初始到位開關，該初始到位開關連接於該控制採集模塊，並探測該升降平臺是否到達該初始位置。
[0013]該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該結束測量命令後，該控制採集模塊向該步進電機驅動器發出脈衝信號和換向信號，使該步進電機反轉，帶動該升降平臺下降，當該升降平臺下降到該初始位置時，該初始到位開關發出到位信號，該控制採集模塊接收到該初始到位信號後，停止發出該脈衝信號和該換向信號。
[0014]本發明中的快速含水分析儀，採用步進電機推動油樣，隨意控制油樣插入測量電極的深度，達到分層測量的目的；採用一對傳感器，避免多傳感器之間的相互幹擾，及由於加工精度的原因造成傳感器的不一致等原因，造成測量誤差；測量電極中加入電阻絲，可對測量電極加熱，達到原油測量電極不粘原油，減少測量誤差的目的。本發明中的快速含水分析儀測量時間短，人工化驗需I小時左右，快速含水分析儀測量小於5分鐘；測量精度高，人工化驗大於3%，本儀器測量小於2% ;全樣分析，減少對樣品的破壞；一鍵操作，減輕工人勞動強度。減少能源消耗，人工化驗時需加入溶劑油，本發明中的快速含水分析儀無需採用；減少空氣汙染；自動測量，減少人為因素造成的誤差。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的快速含水分析儀的一具體實施例的結構圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本發明的上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0017]油和水具有不相容性和油輕水重的特點。高含水原油樣經過靜止沉澱會形成油水混合層連續相和水層連續相。本發明中的快速含水分析儀利用油和水的介電常數不同，採用容抗法測量出液位高度、油水界面高度，再測量出油水混合層中含水，即可計算出油樣含水。
[0018]如圖1所示，圖1為本發明的快速含水分析儀的結構圖。該快速含水分析儀由測量電極1、溫控模塊2、採集模塊3、控制採集模塊4、零點到位開關5、初始到位開關6、升降平臺7、步進電機8、步進電機驅動器9和微電腦10組成。[0019]測量電極I為兩根，伸入到樣桶11內，以對樣品進行測量。在一實施例中，測量電極I由兩根不鏽鋼棒組成，當作測量探頭。測量電極I中包括電阻絲。溫控模塊2連接測量電極I中的電阻絲，用於控制測量電極I的溫度，防止測量電極I上粘上原油，影響測量。採集模塊3連接於測量電極1，採集兩根測量電極I之間由於介質變化而產生的信號變化，並將該信號變化發送給控制採集模塊4。零點到位開關5連接於控制採集模塊4，探測升降平臺7是否到達開始測量位置。初始到位開關6連接於控制採集模塊4，探測升降平臺7是否到達初始位置，便於放置樣品或取出樣品。升降平臺7，為放置樣桶11的平臺。步進電機8與升降平臺7相連，用於推動升降平臺7，使升降平臺7上的樣桶11中的油樣上升，例如以每次1_的速度上升，使測量電極I逐步插入到油樣中，測量完畢後步進電機8反轉，使升降平臺7回到初始位置。步進電機驅動器9連接於步進電機8和控制採集模塊4，用於驅動步進電機8，控制步進電機8的轉動角度和方向。微電腦10連接於控制採集模塊4，用於發布開始測量和結束測量命令，顯示、採集、分析、存儲該信號變化，計算分析樣品含水率，查詢歷史數據。控制採集模塊4接收微電腦10的命令，協調控制各模塊的開啟，數據的中轉。
[0020]本發明的快速含水分析儀在運行時，把樣桶11放置升降平臺7上的卡槽內。首先微電腦10發出開始測量命令，通過串口連接發送到控制採集模塊4。控制採集模塊4向溫控模塊2發出停止加溫信號，溫控模塊2關斷測量電極I加溫電源；同時控制採集模塊4發出脈衝信號至步進電機驅動器9，由步進電機驅動器來驅動步進電機8，再由步進電機8來帶動升降平臺7上升；當升降平臺7上升到零點位置時，零點到位開關5發出到位信號；控制採集模塊4接收到零點到位信號後，停止發出脈衝信號，同時往採集模塊3發出採集信號；採集模塊3接收到信號後開始採集信號，採集信號完成後把信號通過串口發送到控制採集模塊4 ;再由控制採集模塊4通過串口發送到微電腦10 ;由微電腦10根據信號的大小判斷測量電極是否接觸到水層連續相，如果判斷沒有到達水層連續相，微電腦10繼續保持接收狀態；控制採集模塊4發出脈衝信號至步進電機驅動器9，由步進電機驅動器9來驅動步進電機8，再由步進電機8來帶動升降平臺7上升，通過控制發出脈衝信號的數量，使升降平臺7上升Imm後停止發出脈衝信號；控制採集模塊4向採集模塊3發出採集信號；採集模塊3接收到信號後開始採集信號，採集信號完成後把信號通過串口發送到控制採集模塊4 ;再由控制採集模塊4通過串口發送到微電腦10 ;由微電腦10根據信號的大小判斷測量電極是否接觸到水層連續相，如果判斷沒有到達水層連續相，微電腦10繼續保持接收狀態。如此循環往復，直至由微電腦10根據信號的大小判斷出測量電極I接觸到水層連續相，微電腦10向控制採集模塊4發出結束測量命令，控制採集模塊4接到結束測量命令後，控制採集模塊4向步進電機驅動器9發出脈衝信號和換向信號，使步進電機8反轉，帶動升降平臺7下降，當升降平臺7下降到初始位置時，初始到位開關6發出到位信號；控制採集模塊4接收到初始到位信號後，停止發出脈衝信號和換向信號；同時控制採集模塊4向溫控模塊2發送加溫信號，溫控模塊2打開測量電極I加溫電源；同時微電腦10開始計算分析樣品含水率。
【權利要求】
1.快速含水分析儀，其特徵在於，該快速含水分析儀包括測量電極、採集模塊、控制採集模塊、升降平臺和步進電機，該測量電極為兩根，並伸入到樣桶內，以對樣品進行測量，該採集模塊連接於該測量電極，採集兩根該測量電極之間由於介質變化而產生的信號變化，並將該信號變化發送給該控制採集模塊，該樣桶放置在該升降平臺上，該步進電機與該升降平臺相連，以推動該升降平臺上升，使該測量電極逐步插入到該樣品中，並在測量完畢後該步進電機反轉，使該升降平臺回到初始位置。
2.根據權利要求1所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該快速含水分析儀還包括微電腦，該微電腦連接於該控制採集模塊，用於發布開始測量命令和結束測量命令，顯示、採集、分析和存儲該信號變化，計算分析樣品含水率以及查詢歷史數據。
3.根據權利要求2所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該快速含水分析儀還包括溫控模塊，該溫控模塊連接於該測量電極中的電阻絲和該控制採集模塊，以控制該測量電極的溫度。
4.根據權利要求3所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該開始測量命令後，向該溫控模塊發出停止加溫信號，該溫控模塊關斷該測量電極的加溫電源，該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該結束測量命令後，該控制採集模塊向該溫控模塊發送加溫信號，該溫控模塊打開該測量電極的該加溫電源。
5.根據權利要求2所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該快速含水分析儀還包括步進電機驅動器，該步進電機驅動器連接於該步進電機和該控制採集模塊，以驅動該步進電機，控制該步進電機的轉動角度和方向。
6.根據權利要求5所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該快速含水分析儀還包括零點到位開關，該零點到位開關連接於該控制採集模塊，探測該升降平臺是否到達開始測量位置。
7.根據權利要求5所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該開始測量命令後，向該控制採集模塊發出脈衝信號至該步進電機驅動器，以驅動該步進電機，當該升降平臺上升到零點位置時，該零點到位開關發出到位信號，該控制採集模塊接收到該零點到位信號後，停止發出該脈衝信號，同時往該採集模塊發出採集信號，該採集模塊接收到該採集信號後採集該測量信號。
8.根據權利要求7所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該控制採集模塊將該信號變化發送到該微電腦，當該微電腦根據該信號變化判斷該測量電極沒有到達水層連續相時，該微電腦使該控制採集模塊發出該脈衝信號至該步進電機驅動器；當該微電腦根據該信號變化判斷該測量電極到達水層連續相時，該微電腦發出該結束測量命令。
9.根據權利要求5所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該快速含水分析儀還包括初始到位開關，該初始到位開關連接於該控制採集模塊，並探測該升降平臺是否到達該初始位置。
10.根據權利要求9所述的快速含水分析儀，其特徵在於，該控制採集模塊在接收到該微電腦發出的該結束測量命令後，該控制採集模塊向該步進電機驅動器發出脈衝信號和換向信號，使該步進電機反轉，帶動該升降平臺下降，當該升降平臺下降到該初始位置時，該初始到位開關發出到位信號，該控制採集模塊接收到該初始到位信號後，停止發出該脈衝信號和該換向信號。
【文檔編號】G01N27/00GK103808762SQ201210446187
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優先權日:2012年11月9日
【發明者】杜懷棟, 杜衍華, 鄭志受, 孟祥波, 江文軍, 李力民, 王傑, 宮俊峰, 高素然, 西文良, 郭靜, 吳忠曉, 趙慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心, 中國計量科學研究院