快速含水分析仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种快速含水分析仪，该快速含水分析仪包括测量电极、采集模块、控制采集模块、升降平台和步进电机，该测量电极为两根，并伸入到样桶内，以对样品进行测量，该采集模块连接于该测量电极，采集两根该测量电极之间由于介质变化而产生的信号变化，并将该信号变化发送给该控制采集模块，该样桶放置在该升降平台上，该步进电机与该升降平台相连，以推动该升降平台上升，使该测量电极逐步插入到该样品中，并在测量完毕后该步进电机反转，使该升降平台回到初始位置。该快速含水分析仪具有测量时间短、测量精度高、全样分析、操作简单、可减少能源消耗和空气污染等优点。
【专利说明】快速含水分析仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及油中含水计量分析装置，特别是涉及到一种快速含水分析仪。
【背景技术】
[0002]油田采出液原油含水率化验的准确性对及时掌握油井生产动态、优化油藏生产参数、采取科学作业措施、实现原油产量压力传递、提高油田采收率具有十分重要的作用。国石油行业原油含水率的测量方法很多，传统的人工测量方法主要是通过蒸馏化验的方法，单从蒸馏环节来看，蒸馏化验法测量准确度高，但从全过程来看，该方法在油井采出液(高含水)的情况下，存在诸多问题，如:取样代表性差、蒸馏化验环节多、人为影响因素大等。
[0003]为满足油田现场的实际需要，迫切需要一种快速的全样分析的油田高含水采出液原油含水化验分析方法。国内石油行业原油含水率的测量方法很多，但能应用在化验室，代替人工化验的却没有。通过对国内外各种物理测量原油含水方法技术特性的分析研究，希望研制出新型的准确度高、稳定性好的分析化验速度快的原油含水率测量仪，从而解决目前各种原油含水率检测过程中存在的问题，从根本上提高我国原油含水率测量技术的水平。为此我们发明了一种新的快速含水分析仪，解决了以上技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种可以直接进行原油含水计量分析的快速含水分析仪。 本发明的目的可通过如下技术措施来实现:快速含水分析仪，该快速含水分析仪包括
测量电极、采集模块、控制采集模块、升降平台和步进电机，该测量电极为两根，并伸入到样桶内，以对样品进行测量，该采集模块连接于该测量电极，采集两根该测量电极之间由于介质变化而产生的信号变化，并将该测量信号发送给该控制采集模块，该样桶放置在该升降平台上，该步进电机与该升降平台相连，以推动该升降平台上升，使该测量电极逐步插入到该样品中，并在测量完毕后该步进电机反转，使该升降平台回到初始位置。
[0005]本发明的目的还可通过如下技术措施来实现:
该快速含水分析仪还包括微电脑，该微电脑连接于该控制采集模块，用于发布开始测量命令和结束测量命令，显示、采集、分析和存储该信号变化，计算分析样品含水率以及查询历史数据。
[0006]该快速含水分析仪还包括温控模块，该温控模块连接于该测量电极中的电阻丝和该控制采集模块，以控制该测量电极的温度。
[0007]该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该开始测量命令后，向该温控模块发出停止加温信号，该温控模块关断该测量电极的加温电源，该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该结束测量命令后，该控制采集模块向该温控模块发送加温信号，该温控模块打开该测量电极的该加温电源。
[0008]该快速含水分析仪还包括步进电机驱动器，该步进电机驱动器连接于该步进电机和该控制采集模块，以驱动该步进电机，控制该步进电机的转动角度和方向。[0009]该快速含水分析仪还包括零点到位开关，该零点到位开关连接于该控制采集模块，探测该升降平台是否到达开始测量位置。
[0010]该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该开始测量命令后，向该控制采集模块发出脉冲信号至该步进电机驱动器，以驱动该步进电机，当该升降平台上升到零点位置时，该零点到位开关发出到位信号，该控制采集模块接收到该零点到位信号后，停止发出该脉冲信号，同时往该采集模块发出采集信号，该采集模块接收到该采集信号后采集该测量信号。
[0011]该控制采集模块将该信号变化发送到该微电脑，当该微电脑根据该信号变化判断该测量电极没有到达水层连续相时，该微电脑使该控制采集模块发出该脉冲信号至该步进电机驱动器；当该微电脑根据该信号变化判断该测量电极到达水层连续相时，该微电脑发出该结束测量命令。
[0012]该快速含水分析仪还包括初始到位开关，该初始到位开关连接于该控制采集模块，并探测该升降平台是否到达该初始位置。
[0013]该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该结束测量命令后，该控制采集模块向该步进电机驱动器发出脉冲信号和换向信号，使该步进电机反转，带动该升降平台下降，当该升降平台下降到该初始位置时，该初始到位开关发出到位信号，该控制采集模块接收到该初始到位信号后，停止发出该脉冲信号和该换向信号。
[0014]本发明中的快速含水分析仪，采用步进电机推动油样，随意控制油样插入测量电极的深度，达到分层测量的目的；采用一对传感器，避免多传感器之间的相互干扰，及由于加工精度的原因造成传感器的不一致等原因，造成测量误差；测量电极中加入电阻丝，可对测量电极加热，达到原油测量电极不粘原油，减少测量误差的目的。本发明中的快速含水分析仪测量时间短，人工化验需I小时左右，快速含水分析仪测量小于5分钟；测量精度高，人工化验大于3%，本仪器测量小于2% ;全样分析，减少对样品的破坏；一键操作，减轻工人劳动强度。减少能源消耗，人工化验时需加入溶剂油，本发明中的快速含水分析仪无需采用；减少空气污染；自动测量，减少人为因素造成的误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明的快速含水分析仪的一具体实施例的结构图。
【具体实施方式】
[0016]为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
[0017]油和水具有不相容性和油轻水重的特点。高含水原油样经过静止沉淀会形成油水混合层连续相和水层连续相。本发明中的快速含水分析仪利用油和水的介电常数不同，采用容抗法测量出液位高度、油水界面高度，再测量出油水混合层中含水，即可计算出油样含水。
[0018]如图1所示，图1为本发明的快速含水分析仪的结构图。该快速含水分析仪由测量电极1、温控模块2、采集模块3、控制采集模块4、零点到位开关5、初始到位开关6、升降平台7、步进电机8、步进电机驱动器9和微电脑10组成。[0019]测量电极I为两根，伸入到样桶11内，以对样品进行测量。在一实施例中，测量电极I由两根不锈钢棒组成，当作测量探头。测量电极I中包括电阻丝。温控模块2连接测量电极I中的电阻丝，用于控制测量电极I的温度，防止测量电极I上粘上原油，影响测量。采集模块3连接于测量电极1，采集两根测量电极I之间由于介质变化而产生的信号变化，并将该信号变化发送给控制采集模块4。零点到位开关5连接于控制采集模块4，探测升降平台7是否到达开始测量位置。初始到位开关6连接于控制采集模块4，探测升降平台7是否到达初始位置，便于放置样品或取出样品。升降平台7，为放置样桶11的平台。步进电机8与升降平台7相连，用于推动升降平台7，使升降平台7上的样桶11中的油样上升，例如以每次1_的速度上升，使测量电极I逐步插入到油样中，测量完毕后步进电机8反转，使升降平台7回到初始位置。步进电机驱动器9连接于步进电机8和控制采集模块4，用于驱动步进电机8，控制步进电机8的转动角度和方向。微电脑10连接于控制采集模块4，用于发布开始测量和结束测量命令，显示、采集、分析、存储该信号变化，计算分析样品含水率，查询历史数据。控制采集模块4接收微电脑10的命令，协调控制各模块的开启，数据的中转。
[0020]本发明的快速含水分析仪在运行时，把样桶11放置升降平台7上的卡槽内。首先微电脑10发出开始测量命令，通过串口连接发送到控制采集模块4。控制采集模块4向温控模块2发出停止加温信号，温控模块2关断测量电极I加温电源；同时控制采集模块4发出脉冲信号至步进电机驱动器9，由步进电机驱动器来驱动步进电机8，再由步进电机8来带动升降平台7上升；当升降平台7上升到零点位置时，零点到位开关5发出到位信号；控制采集模块4接收到零点到位信号后，停止发出脉冲信号，同时往采集模块3发出采集信号；采集模块3接收到信号后开始采集信号，采集信号完成后把信号通过串口发送到控制采集模块4 ;再由控制采集模块4通过串口发送到微电脑10 ;由微电脑10根据信号的大小判断测量电极是否接触到水层连续相，如果判断没有到达水层连续相，微电脑10继续保持接收状态；控制采集模块4发出脉冲信号至步进电机驱动器9，由步进电机驱动器9来驱动步进电机8，再由步进电机8来带动升降平台7上升，通过控制发出脉冲信号的数量，使升降平台7上升Imm后停止发出脉冲信号；控制采集模块4向采集模块3发出采集信号；采集模块3接收到信号后开始采集信号，采集信号完成后把信号通过串口发送到控制采集模块4 ;再由控制采集模块4通过串口发送到微电脑10 ;由微电脑10根据信号的大小判断测量电极是否接触到水层连续相，如果判断没有到达水层连续相，微电脑10继续保持接收状态。如此循环往复，直至由微电脑10根据信号的大小判断出测量电极I接触到水层连续相，微电脑10向控制采集模块4发出结束测量命令，控制采集模块4接到结束测量命令后，控制采集模块4向步进电机驱动器9发出脉冲信号和换向信号，使步进电机8反转，带动升降平台7下降，当升降平台7下降到初始位置时，初始到位开关6发出到位信号；控制采集模块4接收到初始到位信号后，停止发出脉冲信号和换向信号；同时控制采集模块4向温控模块2发送加温信号，温控模块2打开测量电极I加温电源；同时微电脑10开始计算分析样品含水率。
【权利要求】
1.快速含水分析仪，其特征在于，该快速含水分析仪包括测量电极、采集模块、控制采集模块、升降平台和步进电机，该测量电极为两根，并伸入到样桶内，以对样品进行测量，该采集模块连接于该测量电极，采集两根该测量电极之间由于介质变化而产生的信号变化，并将该信号变化发送给该控制采集模块，该样桶放置在该升降平台上，该步进电机与该升降平台相连，以推动该升降平台上升，使该测量电极逐步插入到该样品中，并在测量完毕后该步进电机反转，使该升降平台回到初始位置。
2.根据权利要求1所述的快速含水分析仪，其特征在于，该快速含水分析仪还包括微电脑，该微电脑连接于该控制采集模块，用于发布开始测量命令和结束测量命令，显示、采集、分析和存储该信号变化，计算分析样品含水率以及查询历史数据。
3.根据权利要求2所述的快速含水分析仪，其特征在于，该快速含水分析仪还包括温控模块，该温控模块连接于该测量电极中的电阻丝和该控制采集模块，以控制该测量电极的温度。
4.根据权利要求3所述的快速含水分析仪，其特征在于，该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该开始测量命令后，向该温控模块发出停止加温信号，该温控模块关断该测量电极的加温电源，该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该结束测量命令后，该控制采集模块向该温控模块发送加温信号，该温控模块打开该测量电极的该加温电源。
5.根据权利要求2所述的快速含水分析仪，其特征在于，该快速含水分析仪还包括步进电机驱动器，该步进电机驱动器连接于该步进电机和该控制采集模块，以驱动该步进电机，控制该步进电机的转动角度和方向。
6.根据权利要求5所述的快速含水分析仪，其特征在于，该快速含水分析仪还包括零点到位开关，该零点到位开关连接于该控制采集模块，探测该升降平台是否到达开始测量位置。
7.根据权利要求5所述的快速含水分析仪，其特征在于，该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该开始测量命令后，向该控制采集模块发出脉冲信号至该步进电机驱动器，以驱动该步进电机，当该升降平台上升到零点位置时，该零点到位开关发出到位信号，该控制采集模块接收到该零点到位信号后，停止发出该脉冲信号，同时往该采集模块发出采集信号，该采集模块接收到该采集信号后采集该测量信号。
8.根据权利要求7所述的快速含水分析仪，其特征在于，该控制采集模块将该信号变化发送到该微电脑，当该微电脑根据该信号变化判断该测量电极没有到达水层连续相时，该微电脑使该控制采集模块发出该脉冲信号至该步进电机驱动器；当该微电脑根据该信号变化判断该测量电极到达水层连续相时，该微电脑发出该结束测量命令。
9.根据权利要求5所述的快速含水分析仪，其特征在于，该快速含水分析仪还包括初始到位开关，该初始到位开关连接于该控制采集模块，并探测该升降平台是否到达该初始位置。
10.根据权利要求9所述的快速含水分析仪，其特征在于，该控制采集模块在接收到该微电脑发出的该结束测量命令后，该控制采集模块向该步进电机驱动器发出脉冲信号和换向信号，使该步进电机反转，带动该升降平台下降，当该升降平台下降到该初始位置时，该初始到位开关发出到位信号，该控制采集模块接收到该初始到位信号后，停止发出该脉冲信号和该换向信号。
【文档编号】G01N27/00GK103808762SQ201210446187
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】杜怀栋, 杜衍华, 郑志受, 孟祥波, 江文军, 李力民, 王杰, 宫俊峰, 高素然, 西文良, 郭静, 吴忠晓, 赵慧敏 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心, 中国计量科学研究院