稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法
【專利摘要】一種稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法，該方法使用了一套耐壓力測量裝置(1)，通過取樣柱塞(13)的往復運動來獲取被測液體的樣本，采用電加熱器(10)對液體樣本加熱至100度以上，經過一段時間的加熱將液體樣本中的水分蒸發掉，并通過高精度電子秤(19)對加熱前后的液體樣本重量進行計量，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行比較，其比例便是含水率。
【專利說明】
稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法
[0001]技術領域本發明涉及在油田的油井生產現場直接采用蒸餾法測量原油含水率的一種方法。
[0002]【背景技術】原油的含水比例是一項重要生產數據。由于油井中的石油和水在地心熱能的作用下已經混合成一種液體，因此要想測量此混合液體中含水率的方法比較繁瑣。目前測量原油含水率常規的方法為蒸餾法。其實現方法為: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出去，最后剩余的就是石油，再通過計量和精確計算即可得到原油液體含水的比例。但這種方法必須經過冷卻、過濾、蒸餾三個流程，其耗時長，效率低下；而且該種方法只能在實驗室的條件下完成。
[0003]發明目的用機械裝置和電子控制技術替代人工，實現原油含水率的全自動化測量。提高原油含水率的測量精度。
[0004]
【發明內容】
本發明是一種稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法。本發明的方法是使用加熱蒸餾法去除原油樣本中的水分；選用帶計算機接口的高精度電子秤，通過對蒸餾前后的原油樣本稱重，通過計算獲得精準的原油含水比例。同時利用進、出液單向閥與取樣柱塞的組合結構，使得進入取樣室的原油樣本只能單方向順序流動，經過柱塞多次往復運動抽吸取樣，保證了所取原油樣本的新鮮度，排除了前次樣本對測量結果的干擾。
[0005]稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法的特征在于:該方法使用了一套耐壓力測量裝置(I)，通過取樣柱塞(13)的往復運動來獲取被測液體的樣本，采用電加熱器(10)對液體樣本加熱至100度以上，經過一段時間的加熱將液體樣本中的水分蒸發掉，并通過高精度電子秤(19)對加熱前后的液體樣本重量進行計量，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行比較，其比例便是含水率。本蒸餾測量法所使用的設備稱為耐壓力測量裝置。耐壓力測量裝置(I)是由取樣室(2)、進液口軟管(3)、進液單向閥(4)、蒸汽出口(5)、蒸汽出口電動閥(6)、排液口軟管(7)、排液單向閥(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)、導向定位銷(15)、軸承(16)、裝置殼體(17)、傳動鍵(18)和高精度電子秤(19)共同組成。根據人工取樣的標準，耐壓力測量裝置(I)設計成取樣容積100毫升、耐壓SMpa的裝置，其下端與電動機連接，從電動機獲取動力。耐壓力測量裝置(I)與電動機連接后形成一個整體并與高精度電子秤(19)組合成為實現稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法的一個設備。其中，高精度電子秤(19)是安裝在最上部并與外部相連，整個耐壓力測量裝置(I)包括電動機驅動機構和蒸汽出口電動閥(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，精確計量原油液體樣本中被蒸發掉水分的重量。此外，使用進液單向閥(4)、和排液單向閥(8)與取樣柱塞(13)的組合結構，使得進入取樣室的原油樣本只能單方向順序流動，取樣柱塞(13)通過多次往復運動來排除前次液體樣本的殘留物并獲取被測液體的最新樣本。本發明的稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法的設備與原油管線是通過兩根軟管連接的，這兩根軟管會對稱重計量的結果產生干擾，所以進液口軟管⑶和排液口軟管(7)其長度應在0.3米以上，以減少其對稱重計量的干擾
[0006]發明效果人工操作的原油蒸餾法需要采油工在油井生產現場取樣，然后帶回實驗室測定，由于原油乳化液屬于不穩定體系，隨著時間的延長，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，任何一個部位油樣的原油含水率都不能代表該油井真實的原油含水率。若采用搖動(混勻)油樣，會因人不同或前后時間不同產生不確定誤差。本發明的稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法節省了大量的采油工和化驗工，提高了勞動生產率；因為對原油樣本采用了在油田生產現場直接從生產原油管線中實時取樣并即時測量，所以保證了測量的準確性；同時選用十萬分之一的高精度電子秤，其含水率的測量精度提高了一個數量級。
[0007]發明的實施例附圖1是本發明的結構示意圖，本發明主要由20種元件組成，除了圖中有標號的元件外，在圖的最下方還安裝有防爆電動機，附圖1繪出了它們之間的具體位置。
[0008]本發明是以耐壓力測量裝置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閥(6);在耐壓力測量裝置
(I)的上部或中部安裝了兩根耐壓高溫軟管，在實際使用中這兩根軟管與輸油管線連接；在耐壓力測量裝置(I)的內部安裝了進液單向閥(4)和排液單向閥(8)，它們分別與進液口軟管(3)和排液口軟管(7)連通，生產管線中的原油樣本只能從進液口軟管(3)流經進液單向閥(4)進入取樣室(2)，當取樣室(2)更換樣本時，被排除的原油液體只能經過排液單向閥(8)和排液口軟管(7)流回原油生產管線。在耐壓力測量裝置(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密閉的取樣室(2)。取樣柱塞(13)的下部安裝了兩個導向定位銷(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)的下部安裝有傳動鍵
(18)，傳動鍵(18)負責將外部電動機的動力傳入整個設備。下面通過實施例說明本發明的工作原理。
[0009]為保證稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法能在油田現場正常使用，首先將進液口軟管⑶和排液口軟管(7)連接在原油生產管路上，獲得原油取樣和排液的通道。
[0010]獲取原油樣本:整個設備的工作是由計算機控制的，當測量工作剛開始時，計算機發出電動機反轉指令，電動機的反轉動力通過傳動鍵(18)帶動柱塞絲桿(14)逆時針旋轉，取樣柱塞(13)下部安裝的兩個導向定位銷(15)限制并迫使取樣柱塞(13)不能做旋轉運動，只能向上運行進入取樣室(2);隨著取樣柱塞(13)不斷進入取樣室(2)，取樣室(2)的有效容積被不斷縮小，取樣室(2)內的介質被迫經排液單向閥(8)和排液口軟管(7)流回原油生產管線，當取樣柱塞(13)完全進入取樣室(2)時，計算機發出電動機停止指令；此時，取樣室(2)內的原有介質已被全部排出取樣室(2)。上述運行動作的結束，使得整個設備進入了正式測量階段。
[0011]正式自動測量:計算機發出高精度電子秤(19)去皮指令和電動機正轉指令，柱塞絲桿(14)順時針旋轉，取樣柱塞(13)向下運行退出取樣室(2);取樣室(2)的內容腔擴大，容腔內形成負壓，原油生產管線里的高壓原油經過進液口軟管(3)并流經進液單向閥(4)進入取樣室(2)，當取樣柱塞(13)向下運行到達終點時，計算機發出電動機停轉指令，取樣柱塞(13)便不再向下運行，取樣室(2)內充滿了被測原油樣本；接下來計算機發出稱重指令并記錄下被測原油樣本的原始重量；計算機還發出加熱指令和打開蒸汽出口電動閥(6)的指令，電加熱器(11)被通電加熱，當被測原油樣本的溫度上升到100度時，被測原油樣本內的水分變成水蒸汽通過蒸汽出口電動閥(6)排入大氣；同時，計算機通過與高精度電子秤(19)的數據接口實時監測被測原油樣本的重量，當被測原油樣本的重量不再減少時，便可斷定被測原油樣本內的水分已被蒸發干凈，計算機便將此時的原油樣本重量記錄下來，將該重量除以加熱蒸發前的原始重量便得出了原油和其它雜質與被測原油樣本的比率，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。不過由于進液口軟管
(3)和進液單向閥(4)的存在，在這兩個元件的內部均留有上次取樣的殘存油樣，因此需要再次啟動更換原油樣本的工序才能保證取樣的準確性。至于啟動更換原油樣本工序的次數，完全取決于進液口軟管(3)和進液單向閥(4)的內部空間容積的大小而確定。
【主權項】
1.一種稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法，其特征在于:該方法使用了一套耐壓力測量裝置(I)，通過取樣柱塞(13)的往復運動來獲取被測原油液體的樣本，采用電加熱器(10)對原油液體樣本加熱至100度以上，經過一段時間的加熱將原油液體樣本中的水分蒸發掉，并通過高精度電子秤(19)對加熱前后的原油液體樣本重量進行計量，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行比較，其比例便是含水率。本蒸餾測量法的耐壓力測量裝置(I)是由取樣室(2)、進液口軟管(3)、進液單向閥(4)、蒸汽出口(5)、蒸汽出口電動閥(6)、排液口軟管(7)、排液單向閥(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)、導向定位銷(15)、軸承(16)、裝置殼體(17)、傳動鍵(18)和高精度電子秤(19)組成。2.根據權利要求1所述的稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法，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，整個耐壓力測量裝置(I)包括電動機驅動機構和蒸汽出口電動閥(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，精確計量原油液體樣本中被蒸發掉水分的重量。3.根據權利要求1所述的稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法，其特征在于:使用進液單向閥(4)和排液單向閥(8)與取樣柱塞(13)的組合結構，使得進入取樣室的原油液體樣本只能單方向順序流動，取樣柱塞(13)通過多次往復運動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.根據權利要求1所述的稱重式柱塞往復抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量法，其特征在于:進液口軟管(3)和排液口軟管(7)其長度應在0.3米以上，以減少其對稱重計量的干擾。
【文檔編號】G01N5/04GK105987854SQ201510066646
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月9日
【發明人】許楠
【申請人】昆山中慈工控科技開發有限公司