论文部分内容阅读
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。