罗海清[1]2003年在《基于MSP430的原油含水率测量》文中进行了进一步梳理原油含水率是石油化工行业石油采集、冶炼及运输过程中一个重要的参数，原油含水率测量是否准确对于确定原油的品质和明确原油交易时双方的利益有重要的意义。油水混合物有两种状态：油包水(低于30％的低含水率)和水包油(高于30％的高含水率)。高含水率测量主要应用于石油的采集，而低含水率应用于石油的冶炼和运输过程。目前国内只能对高含水率进行在线测量，而很少有在线的准确的低含水率的测量仪，基本上都是引进加拿大等国外的产品。本文利用了差动电荷转移法测量原油的介电常数的变化的原理来测量原油低含水率(0％—10％)，去除了分布电容和电阻对测量精度的影响。并且对油样的变化和温度的变化、以及测量仪长时间使用后的结蜡对测量的影响进行了探索。采用叁维样条插值法进行温度补偿，很好的解决了温度漂移。对于现场的油样的变化和长时间使用后的结蜡导致测量发生漂移的问题，采用了一点测量值校正的方法进行现场校正，方便工人的使用。 硬件上使用了德州仪器公司的MSP430 Flash低功耗型单片机，用液晶显示器显示，整体上降低了仪表的功耗。测量仪可以通过RS485与上位机通信，可以方便二次仪表的监测和数据处理。并有4-20mA标准电流输出。
张思远[2]2015年在《气液分离式原油含水率测量系统研究》文中认为原油含水率是石化工业的重要参数,直接影响着原油的开采、脱水、计量和冶炼等相关环节。随着油田的多年开发,原油的含水率越来越高,为了提高采油效率,必须开发一套测量精度高、测量范围广、价格低廉且能适应恶劣环境的含水率测量系统。然而,油水两相流动是十分复杂的过程,含水率测量的难度很大,至今仍然没有一种普遍适用的测量系统,原油含水率的实时准确测量亟须解决。首先,通过比较国内外各种检测方法,分析其优缺点,最终选用电容法进行含水率检测,通过理论推导对电容传感器进行了部分改进设计,论证了少量含气时电容法的可行性。其次,针对传统电容式传感器结构复杂,测量过程易受寄生电容和外界环境温度影响,设计了一种基于新型电容/电压转换芯片CAV444的原油含水率检测系统并通过实验验证了CAV444的电容/电压转换性能以及温度对系统的影响。然后对传感器进行了标定,并根据标定数据利用多种方法进行了拟合,通过比较各种参数最终选择了傅里叶函数拟合方法。最后,通过实验证明了该系统可以实现含水率0-100%的测量,系统的整体误差绝大部分在2%以内,系统的重复性很好,能够满足工业现场要求,同时本系统的成本较低,适于在原油检测行业内推广。
张鑫祎[3]2008年在《原油含水率无线智能仪表的研究》文中进行了进一步梳理油水两相流在石油工业中广泛存在,其中含水率是一个重要检测参数。该参数的测量对于石油的开采、脱水和集输、确定原油的品质和明确原油交易时双方的利益等具有重要的意义。由于油水两相流流动体系极为复杂,致使原油含水率测量难度较大,原油含水率的实时准确测量成为油田亟待解决的问题。首先对原油含水率测量方法及国内外相关产品的研究动态进行介绍,分析了各种测量方法的基本原理、应用范围及优缺点。传统方法对含水率的测量都是建立在一定工作条件下,忽略一些客观存在的影响,而对电导率或介电常数进行单一测量。本文依据电磁波在不同含水率的油水混合介质中传播时,会使幅度衰减常数和相移常数有很大不同,结合我国原油高含水率的特点,确定采用同时测量油水混合介质的介电常数和电导率来得到含水率,它能够克服电导率对测量结果的影响。完成了系统的设计、制作及软硬件的实验调试工作。硬件上使用了MSP430低功耗型单片机,设计了超短波的发生器、放大电路以及相位差和幅度衰减的检测电路,还有温度传感器和无线通信电路。应用单片机内置的A/D采集幅度比和相位差两路输出电压信号,经过温度补偿数据处理,并根据油、水的介电常数、电导率与相位差、幅度比的关系求出原油含水率,测量结果在液晶上显示,同时可由无线接口进行远传。软件上,介绍了ADC12数据采集、数据处理、测温、液晶显示和无线通信模块的流程图及程序设计。整个系统在设计上体现了集成化、低功耗、便携式等特点,并且该智能仪表还具有无线数据通信功能。
王树喜[4]2010年在《基于MSP430单片机的原油含水率测定仪的设计》文中研究表明原油含水率测定仪出现于20世纪90年代末,它是有温控仪、定时器等开关仪表组成的一种集测量与控制于一体的蒸馏法测定原油含水率的产品,适用于石油、石化等行业中原油含水率的测量。本仪器采用MSP430单片机,是集温度控制、时间控制、蒸馏功率控制和制冷循环水控制等功能为一体的自动化、智能化仪器。
韩清堃[5]2014年在《电容式储运油泥含水率测量方法研究》文中认为随着我国经济的快速发展,石油的开采、加工、储备规模不断扩大。在开采现场、石油转运港口、炼油厂等场所都存在数目巨大的储油罐,经过长期储存后,在储油罐底部形成大量的油泥,造成资源的浪费并严重威胁环境。储运油泥含油率高、含渣率低,具有较高的资源化利用价值。回收处理储运油泥前,需要测量其含水率、含油率,以便估计其回收价值。另一方面,储运油泥资源化利用的企业也需要根据油泥的组分来确定回收处理的工艺,调整处理试剂的用量等。因此,储运油泥含水率的检测具有重要应用价值。目前,对储运油泥含水率的检测,尚没有针对性的试验标准,市场上也还没有专用的检测仪表。实验室分析含水率的方法,存在操作复杂、测量时间长、取样误差大等问题,对储运油泥并不完全适用,迫切需要研发一种快速而且适用于现场应用的含水率检测方法。本文通过对储运油泥的形成原因及理化特性进行分析,总结常见的几种含水率测量方法的优缺点,提出了利用介电常数法测量储运油泥含水率的方案。通过对介电常数模型的理论研究和实验修正,建立起实用的测量模型,设计开发了基于同轴圆筒电容传感器的测量系统。整个系统基于超低功耗的MSP430单片机,利用电容／数字转换芯片AD7746实现对电容信号的检测。本文的主要研究工作和创新点如下：(1)对储运油泥的油、水、砂叁相,先利用两相混合模型将油、砂两相混合,然后再与水混合,从而建立起储运油泥叁相混合的介电常数模型。通过理论计算,分析了在未知含砂率的情形下,利用介电常数法测量储运油泥含水率的可行性。(2)分析了温度变化对本测量方法的影响,再加上储运油泥粘度大、流动性差的特性,提出了加热—搅拌的预处理方法,提高样品的可测量性。(3)根据相关资料,考虑边缘效应、传感器灵敏度、储运油泥理化特性等因素,对同轴圆筒式电容传感器的尺寸进行了优化设计。(4)对样机的实验数据进行分析,选择出最适用于储运油泥的等效介电常数理论模型—对数模型,通过对实际测量误差的进一步分析,利用拟合的方法对理论模型进行修正,从而建立起更准确、更实用的测量模型。
季娜[6]2010年在《原油含水率在线检测系统研究》文中认为随着原油的不断开采,油田中原油的含量越来越低,水分含量越来越高。为了实现高效采油,需要研发一套测量范围广、精度高、价格低的原油含水率检测系统。目前,尽管应用于油品含水率测量的方法很多,但大多测量范围小、造价高,不适合我国油田高含水率的测量。本文介绍了原油含水率测量技术的研究现状及发展趋势。对常用的原油含水率检测方法进行了系统的分析介绍。在对国内外常用的电容传感器进行分类比较的基础上,选择同轴圆柱电容传感器进行电容值的检测。针对我国大部分油田进入高含水开采阶段的实际情况,对同轴电容传感器进行了改进设计,以便较好的进行高含水率测量。在对测量方法进行分析比较后,对传统的电容传感器进行了改进设计,构建了原油含水率在线检测系统,详细介绍了硬件电路和软件流程的设计。硬件设计包括：电容-电压转换电路、温度测量电路、液晶显示电路、键盘按键电路、串口通信电路、语音报警电路,还有为整个系统提供稳定电压的供电电路。软件设计包括：主程序设计、数据采集子程序、数据处理子程序、中断子程序和温度补偿。针对电容传感器电容值较小,且测量过程中干扰因素较多和测量精度不高的缺点,选用CAV424集成芯片采集数据把测量的电容值转换为电压值,并采用温度传感器DS18B20实时检测温度以便进行温度补偿。考虑到电极表面结垢结蜡现象对含水率测量的影响,系统安装了自动清洗装置,以便可以及时清洗。通过实验室初步试验,该系统可以实现含水率0-100%的测量尤其是高含水阶段含水率的线性准确测量,在增加温补后系统整体误差均小于2%,高含水阶段甚至低于1.5%。试验结果检验了所设计的原油含水率在线测量系统的可行性和重现性,同时利用测量结果能够更准确的估计原油产量、掌握油井状态和预测油田开发寿命,有效的减少资源消耗、降低开采成本,向原油开采的自动化管理迈进一步。而且本系统总体设计成本较低,适于在原油开采行业普遍推广应用。
李磊[7]2009年在《网络化油水含量测试系统的研究》文中研究指明油水分相含量在石油工业中是一个重要参数,直接影响油的质量,破坏电脱水器中电场,降低脱水效果,给原油集输造成很大能源浪费。但由于油水两相流流动体系极为复杂,致使水分含量测量难度较大,因此,油水分相含量的实时准确测量成为石油行业中亟待解决的问题。本文以含水原油为研究对象,在参阅国内外相关文献的基础上,对现有的几种原油含水率测试方法进行了归纳总结和比较,分析了各种测试方法的基本原理、应用范围和优缺点,并结合我国原油高粘度和高含水率的特点,采用了一种适用于测量输油管道内油水百分含量的波导测量方法,该方法是在输油管道内由发射线圈发射一定频率的电磁波,在两接收线圈端检测出电磁播的相位偏移,根据相位偏移和油、水介电常数的差异,从而实现油水百分含量的测量。在测量系统中,设计了80MHz的高频电磁波产生和放大电路,并将所产生电磁信号提供给发射线圈,用相位偏移检测电路测量出两接收线圈的相位偏移电压,应用MSP430F149单片机内置的A/D对相位偏移电压和温度传感器进行数据采集和处理后得到油水百分含量。在网络系统中,发射天线发送经过编码器编码后的测量数据,接收电路将接收到的数据进行解码,通过AT89S51及显示电路显示出所测原油含水率的值,并通过串行数据接口将所接收到的数据传到PC机上以实现网络化。通过系统的软硬件调试和实验证明了采用波导测量输油管道内油水百分含量方法的可行性。避免了电导率对测量结果的影响,具有0～100%的测量范围,电路集成度高,低功耗,携带方便,能够实现测量数据的网络化,适合原油含水率的野外测量。
童艳萍[8]2015年在《储运油泥分相含率检测技术研究》文中研究指明储运油泥是油泥中含油率较高的一种,其回收利用价值较高。每年石油工业中都会产生大量的储运油泥,直接排放会造成环境污染和资源浪费。在当前常规能源供应日益紧张的趋势下,充分开发和回收利用油泥资源显得越发重要。本课题正是在这样的背景下提出,其意义在于：1)通过检测储运油泥的分相含率,为油泥的处理方法、处理工艺给出指导；2)高含油的油泥已经开始作为商品流通,通过检测分相含率可以确定其回收价值,为采购提供决策依据。由于储运油泥的成分复杂,不同产地的油泥特性差异大,目前国内外尚没有成熟的储运油泥分相含率检测方法。因此,对储运油泥分相含率检测方法的研究显得极为迫切。本文基于上述背景,通过理论分析、样机研制、实验建模、实验分析等,对储运油泥分相含率检测方法进行了研究,具体工作如下：(1)分析比较了目前常用的含水率、含渣率、含油率检测方法的优缺点及适用范围,结合实际应用需求,设计了基于微波透射法的检测装置检测储运油泥含水率,采用煤的工业分析法和薄膜过滤法检测含渣率,最后用差减法计算含油率。(2)根据系统需求,选择了合适的微波元件,设计了以MSP430F149为主控芯片的检测电路,构建了储运油泥含水率检测样机。该样机采用垂直透射方式,可以有效减小油泥分层影响。用该样机进行了一系列实验,实验结果表明,对于含水率低于30%的储运油泥,该样机的含水率检测绝对误差小于2%,满足工业应用要求。对于含水率高于30%的油泥,可以先用一定体积的纯油将油泥的含水率降低到30%以内再做测量。(3)通过实验比较了煤的工业分析法和薄膜过滤法的含渣率检测精度。实验结果表明,煤的工业分析法中灰分的测定方法误差较大,不适用于储运油泥的含渣率检测,挥发分的测定方法含渣率检测绝对误差小于4%,薄膜过滤法含渣率检测绝对误差小于5%。通过对两种方法误差来源的分析,给出了改进建议。
杨理践, 赵志芳, 高松巍[9]2008年在《相位法原油含水率测量系统》文中研究表明针对电磁波在油水混合介质中传播时,其相位会随混合物中含水率的不同而发生变化这一特点,介绍了通过检测电磁波信号的相位变化实现原油含水率测量的系统.应用100 MHz高频电磁波信号,采用同轴线作为传感器,实现了0%~100%含水量的连续测量.给出了以10%含水率为间隔点的测量结果.实验表明,该系统适合应用于高含水阶段(60%~100%)的原油含水率测量,测量结果稳定,测量误差在2%以内.
参考文献：
[1]. 基于MSP430的原油含水率测量[D]. 罗海清. 大连理工大学. 2003
[2]. 气液分离式原油含水率测量系统研究[D]. 张思远. 燕山大学. 2015
[3]. 原油含水率无线智能仪表的研究[D]. 张鑫祎. 沈阳工业大学. 2008
[4]. 基于MSP430单片机的原油含水率测定仪的设计[J]. 王树喜. 今日电子. 2010
[5]. 电容式储运油泥含水率测量方法研究[D]. 韩清堃. 浙江大学. 2014
[6]. 原油含水率在线检测系统研究[D]. 季娜. 河北大学. 2010
[7]. 网络化油水含量测试系统的研究[D]. 李磊. 沈阳工业大学. 2009
[8]. 储运油泥分相含率检测技术研究[D]. 童艳萍. 浙江大学. 2015
[9]. 相位法原油含水率测量系统[J]. 杨理践, 赵志芳, 高松巍. 沈阳工业大学学报. 2008