[实用新型]一种微波式油水界面检测仪

说明书

本实用新型公开了一种微波式油水界面检测仪，涉及检测设备领域，技术方案为，包括用于与油罐预留的检测口结合的支撑盘，支撑盘下侧竖直设置至少一个油尺组，支撑盘上侧设置主机，主机与油尺组电连接；油尺组包括至少一个油尺，当油尺数量为多个时，各个油尺竖直阵列，相邻的两个油尺之间首尾相连。本实用新型的有益效果是：针对当前油水界面仪存在的问题，本方案基于介电常数微波测量原理，通过对油、水以及油水混合区各介质层容性变化的高精度测量，反演各介质层的电性参数变化，开发可测量油水混合层界面的检测设备，实现对油水界面的精确测量，填补国内油罐内油水混合界面层高精度测量的市场空白。

技术领域

本实用新型涉及检测设备领域，特别涉及一种微波式油水界面检测仪。

背景技术

原油站库是油田集输生产流程的重要环节，站库的原油交接计量直接关系到油田的成本核算，区块的产油累计，地质开采方案编制等多方面。但由于油水密度的不同及受强电场、温度、压力等因素的影响，导致油罐内油水界面十分复杂，常常无法测得准确的油水界面从而影响原油油罐盘库计量准确度。原油储罐中既有原油、水和油水乳化液，也要一定厚度的污泥。通常情况下，从灌顶到罐底，这些物质的分布规律分别为气体、原油、油水乳化液、水、污泥层。原油储罐中的油和水可以组成不同形态的油水乳化液，在界面处形成乳化带，随着油水混合液的不断注入和纯水的适时排放，乳化带的形态和宽度是随机变化的。不论是油包水型还是水包油型的乳化液，从含水率角度来讲，不同位置的乳化带的含水率不同，越接近纯水层，其含水率越高。准确地测量出乳化带的位置和宽度，就能确定油水界面的位置，进而计算出储罐中原油和水的体积。油水界面位置的准确程度关系到净油外输含水率的控制和联合站盘库系统的精确度，影响原油产量和库存的统计结果，是保证油水分离正常运行的重要参数，也可为了解油井产量、油井寿命等提供可靠的依据。在原油生产过程中，很多储罐仍然采用人工方法检测储罐的油水界面的位置，测量误差较大，操作不便，而且受取样和测定周期的影响，无法实现实时在线检测，如何实现原油储罐油水界面的动态在线检测备受各方关注。

随着石油工业的不断发展，油罐液位测量技术受到人们的普遍关注。近年来，由于计算机、微电子、超声波、雷达、光纤、传感器等高新技术的迅猛发展，各种新型测量技术不断涌现。各种油罐测量技术的应用，已覆盖了各类立式罐、浮顶罐、密封球形罐等。所用计量技术和仪表类型包括浮力式、压力式，超声式、雷达式、电容式等。各种新技术、新方法已渗入到油罐液位测量领域，油罐液位测量已经进入了多功能、高精度的新阶段。但是任何一种界面检测仪器都各有不同，不可能完全取代另外一种，各自均有其相应的适用范围和不足之处。

目前，用于原油储罐动态油水界面的方法主要有：

（1）电容式界面仪

主要利用电介质变化引起电容变化的原理，将传感器放入油罐内直接测量不同高度电容和阻值，测量电容值与界面成线性关系。这种方法一般应用于低含水（含水率低于30%）、低矿化度的原油含水率测定，应用范围较小，它不能反映油水乳化带的状态信息，含水率低于 30%时具有良好的测量精度，含水率高于 30%时，测量误差明显增大。而且由于挂油的严重影响，其维护操作很困难。

（2）射频导纳界面仪

射频导纳技术，其原理是基于射频(RF)电容技术。以射频阻抗理论为基础，将一个无线电频率施加在探头上，通过被测介质呈现的阻抗特性来确定油水界面的位置。其测量范围大，克服了矿化度和挂油的不利影响。但仅通过导电率一个参数很难完整反映油水乳化带的状态。在现场应用中，其测量误差一般为几十厘米，最大误差可达 1 米左右。

（3）压差式界面仪

由于油水的密度不同，通过检测储罐不同位置的压力来反映不同位置的油水混合物密度。在实际生产中发现，由于矿化度、破乳剂及各种聚合物的影响，油和水的密度很接近（特别对于稠油而言），并且油的密度是变化的，这一变化很难在仪表中实时补偿，所以，很难满足储罐油水界面位置的测量精度要求。

（4）超声波界面仪