原油含水率測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及原油含水率測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種能在線實(shí)時(shí)測(cè)量的原油含水率測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]原油含水率是石油開采、石油化工行業(yè)中的一個(gè)重要參數(shù)，它直接影響到原油的開采、脫水、集輸、計(jì)量、銷售、煉化等，因此，在油田原油生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)的過程中，都要求檢測(cè)原油含水率。原油含水率的在線監(jiān)測(cè)，對(duì)于確定油井出水、出油層位，估計(jì)原油產(chǎn)量，預(yù)計(jì)油井開發(fā)壽命具有重要意義。同時(shí)，準(zhǔn)確及時(shí)的原油含水率在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，能夠反映出油井的工作狀態(tài)，對(duì)于減小能耗、降低成本，實(shí)現(xiàn)油田自動(dòng)化管理，起著重要作用。
[0003]目前含水率的測(cè)量方法主要有密度計(jì)法、γ射線法、電容法，以上各方法均為間接測(cè)量，無法在線實(shí)時(shí)測(cè)量出管道中原油的含水率。
[0004]如何實(shí)時(shí)精確地在線測(cè)量出原油含水率，多年來一直是一個(gè)難題，這是因?yàn)樵腕w系本身及其所處環(huán)境的復(fù)雜和多變性以及原油介質(zhì)、工況條件、測(cè)量技術(shù)原理等諸多因素的影響。目前，能夠直接測(cè)量原油含水率的裝置中，有一種智能含水分析儀，其應(yīng)用射線導(dǎo)納專利技術(shù)，制造成本高，并且只適用于含水率低于60%的中低含水率原油。
[0005]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種原油含水率測(cè)量裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種原油含水率測(cè)量裝置，能夠在線實(shí)時(shí)測(cè)量管道中原油含水率，測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性、可靠性高，制造成本低，適用于高含水油田生產(chǎn)實(shí)際的要求。
[0007]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種原油含水率測(cè)量裝置，所述原油含水率測(cè)量裝置包括一支路管道，所述支路管道上設(shè)置有傳感器安裝孔，所述傳感器安裝孔中密封設(shè)置有氮化鋁基蘭姆波傳感器組件。
[0008]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述氮化鋁基蘭姆波傳感器組件包括一殼體，所述殼體頂部設(shè)置有原油通過孔，所述殼體內(nèi)部密封設(shè)置有氮化鋁基蘭姆波傳感器，所述氮化鋁基蘭姆波傳感器上連接有一交流信號(hào)源和一交流信號(hào)分析儀。
[0009]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述氮化鋁基蘭姆波傳感器上固定連接有陶瓷片，所述陶瓷片密封固定連接于所述殼體的內(nèi)壁。
[0010]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述殼體底部設(shè)置有能拆裝的底蓋，所述底蓋上設(shè)置有兩個(gè)通孔。
[0011]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述支路管道形狀為弧形或者半圓形或者U形。
[0012]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述支路管道上位于所述氮化鋁基蘭姆波傳感器組件兩側(cè)的位置分別密封設(shè)置有一止水閥門。
[0013]由上所述，本實(shí)用新型的原油含水率測(cè)量裝置，將氮化鋁基蘭姆波傳感器置于原油管道的支路管道中，氮化鋁基蘭姆波傳感器與管道中流動(dòng)的原油直接接觸，能夠在線實(shí)時(shí)測(cè)量管道中原油含水率，測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性、可靠性高，制造成本低，適用于高含水油田生產(chǎn)實(shí)際的要求。
【附圖說明】
[0014]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0015]圖1:為本實(shí)用新型的原油含水率測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的原油含水率測(cè)量裝置100，包括一支路管道1，支路管道1密封安裝于原油管道200上，支路管道1上設(shè)置有傳感器安裝孔11，傳感器安裝孔11中密封設(shè)置有氮化鋁基蘭姆波傳感器組件2。在本實(shí)施方式中，支路管道1形狀為弧形或者半圓形或者U形。為了便于氮化鋁基蘭姆波傳感器組件2的拆裝，支路管道1上位于氮化鋁基蘭姆波傳感器組件2兩側(cè)的位置分別密封設(shè)置有一止水閥門3，當(dāng)需要進(jìn)行氮化鋁基蘭姆波傳感器組件2檢修或者更換時(shí)，將止水閥門3旋轉(zhuǎn)至截止管道內(nèi)流體流動(dòng)的狀態(tài)，此時(shí)進(jìn)行氮化鋁基蘭姆波傳感器組件2的拆裝，避免管道內(nèi)原油外漏。
[0018]進(jìn)一步，如圖1所示，氮化鋁基蘭姆波傳感器組件2包括一殼體21，殼體21頂部設(shè)置有原油通過孔211，殼體21內(nèi)部密封設(shè)置有氮化鋁基蘭姆波傳感器22，氮化鋁基蘭姆波傳感器22上通過線連接有一交流信號(hào)源23 (現(xiàn)有技術(shù))和一交流信號(hào)分析儀24 (現(xiàn)有技術(shù))。在本實(shí)施方式中，氮化鋁基蘭姆波傳感器22上固定連接有陶瓷片25，陶瓷片25密封固定連接于殼體21的內(nèi)壁。為了實(shí)現(xiàn)氮化鋁基蘭姆波傳感器22的拆裝，殼體21底部設(shè)置有能拆裝的底蓋212，底蓋212上設(shè)置有兩個(gè)用于交流信號(hào)源23和交流信號(hào)分析儀24連接線通過的通孔2121。為避免氮化鋁基蘭姆波傳感器22上方的原油壓力大造成傳感器損傷，殼體21中氮化鋁基蘭姆波傳感器22下方與底蓋212之間填充有耐高壓緩沖體(耐高壓緩沖體的材料為硅膠)。殼體21通過螺紋連接的形式密封連接于支路管道1上的傳感器安裝孔11中。
[0019]進(jìn)一步，在本實(shí)施方式中，氮化鋁基蘭姆波傳感器22 (現(xiàn)有技術(shù)，A1N基lamb波傳感器)采用SOI (現(xiàn)有技術(shù)，指在頂層硅和背襯底之間引入了一層埋氧化層)基片作為基底，用PVD技術(shù)(現(xiàn)有技術(shù)，指在真空條件下，采用低電壓、大電流的電弧放電技術(shù)，利用氣體放電使靶材蒸發(fā)并使被蒸發(fā)物質(zhì)與氣體都發(fā)生電離，利用電場(chǎng)的加速作用，使被蒸發(fā)物質(zhì)及其反應(yīng)產(chǎn)物沉積在工件上。)在SOI基底上沉積2 μπι厚的氮化鋁(Α1Ν)薄膜，再用電子束沉積技術(shù)，在氮化鋁(Α1Ν)薄膜上沉積0.6μπι厚的鋁(Α1)等金屬叉指電極(IDT)，叉指電極之間的距離是10 μπι ;S0I基底背面的硅層利用PECVD技術(shù)(離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)，現(xiàn)有技術(shù)，是將低壓氣體放電形成的等離子體應(yīng)用于化學(xué)氣相沉積的技術(shù))沉積1.5 μ m厚的二氧化硅(Si02)掩膜板，將背面硅層裸露部分利用硅的深層反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)(deep RIE)進(jìn)行刻蝕，刻蝕深度直到SOI基底的二氧化硅(Si02)層。
[0020]本實(shí)用新型的原油含水率測(cè)量裝置100在測(cè)量時(shí)，首先開啟交流電信號(hào)源23，交流電信號(hào)源23向氮化鋁基蘭姆波傳感器22輸入高頻交流信號(hào)，會(huì)在傳感器的氮化鋁(A1N)薄膜層中產(chǎn)生包含有縱波和橫波的復(fù)合共振lamb波，由于氮化鋁(A1N)壓電效應(yīng)(現(xiàn)有技術(shù))，復(fù)合共振lamb波會(huì)在A1N層中產(chǎn)生相應(yīng)頻率的交流信號(hào)。之后，旋轉(zhuǎn)止水閥門3使支路管道1處于連通狀態(tài)，原油管道200中的原油流動(dòng)進(jìn)入支路管道1，原油通過殼體21頂部設(shè)置的原油通過孔211進(jìn)入殼體21，與氮化鋁基蘭姆波傳感器22接觸。當(dāng)被測(cè)原油接觸氮化鋁基蘭姆波傳感器22時(shí)，由于液體與傳感器的相互作用，先前的復(fù)合共振lamb波發(fā)生頻率偏移，通過氮化鋁基蘭姆波傳感器22的氮化鋁(A1N)層壓電材料再次轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣餍盘?hào)，該信號(hào)被交流信號(hào)分析儀24接收，不同的共振模態(tài)受液體不同特性的影響，例如，蘭姆波(lamb波)中的縱波部分主要受液體密度的影響。當(dāng)原油中的含水率不同時(shí)，原油的密度也不同，因而在蘭姆波(lamb波)中共振頻率偏移的大小也不同。交流信號(hào)分析儀24通過分析接收到的交流信號(hào)計(jì)算得到原油含水率。
[0021]由上所述，本實(shí)用新型的原油含水率測(cè)量裝置，將氮化鋁基蘭姆波傳感器置于原油管道的支路管道中，氮化鋁基蘭姆波傳感器與管道中流動(dòng)的原油直接接觸，能夠在線實(shí)時(shí)測(cè)量管道中原油含水率，測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性、可靠性高，制造成本低，適用于高含水油田生產(chǎn)實(shí)際的要求。
[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種原油含水率測(cè)量裝置，其特征在于:所述原油含水率測(cè)量裝置包括一支路管道，所述支路管道上設(shè)置有傳感器安裝孔，所述傳感器安裝孔中密封設(shè)置有氮化鋁基蘭姆波傳感器組件。2.如權(quán)利要求1所述的原油含水率測(cè)量裝置，其特征在于:所述氮化鋁基蘭姆波傳感器組件包括一殼體，所述殼體頂部設(shè)置有原油通過孔，所述殼體內(nèi)部密封設(shè)置有氮化鋁基蘭姆波傳感器，所述氮化鋁基蘭姆波傳感器上連接有一交流信號(hào)源和一交流信號(hào)分析儀。3.如權(quán)利要求2所述的原油含水率測(cè)量裝置，其特征在于:所述氮化鋁基蘭姆波傳感器上固定連接有陶瓷片，所述陶瓷片密封固定連接于所述殼體的內(nèi)壁。4.如權(quán)利要求3所述的原油含水率測(cè)量裝置，其特征在于:所述殼體底部設(shè)置有能拆裝的底蓋，所述底蓋上設(shè)置有兩個(gè)通孔。5.如權(quán)利要求1所述的原油含水率測(cè)量裝置，其特征在于:所述支路管道形狀為弧形或者半圓形或者U形。6.如權(quán)利要求1所述的原油含水率測(cè)量裝置，其特征在于:所述支路管道上位于所述氮化鋁基蘭姆波傳感器組件兩側(cè)的位置分別密封設(shè)置有一止水閥門。
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種原油含水率測(cè)量裝置，包括一支路管道，支路管道上設(shè)置有傳感器安裝孔，傳感器安裝孔中密封設(shè)置有氮化鋁基蘭姆波傳感器組件。本裝置將氮化鋁基蘭姆波傳感器置于原油管道的支路管道中，氮化鋁基蘭姆波傳感器與管道中流動(dòng)的原油直接接觸，能夠在線實(shí)時(shí)測(cè)量管道中原油含水率，測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性、可靠性高，制造成本低，適用于高含水油田生產(chǎn)實(shí)際的要求。
【IPC分類】G01N27/00
【公開號(hào)】CN204989082
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520602057
【發(fā)明人】相文峰, 王鑫, 趙重陽, 蔡天宇, 趙昆
【申請(qǐng)人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年8月11日