油井微波含水率测试装置的制作方法

本实用新型属于原油含水率测试技术领域，具体涉及油井微波含水率测试装置。

背景技术：

微波透射法测量原油含水，微波源是关键的测量部件，微波最佳频率点的选择将直接决定微波源的频率大小及其它性能参数。根据浙江大学的李志茂等人的研究知道:选定测量的最佳频率点是9.4ghz为工作频率。而比较实际的使用方法是用配置好的含水量适当的样品测量微波信号衰减量与工作频率的对应关系，找出衰减最大,时的工作频率，就作为测量频率。大量油水混合物测量文献也证明，使用的频率大都在x波段，由于油的种类不同，地域不同，为了实验的可行性，本文选定工作频率范围为:9ghz~10ghz，增加了波长计，方便调频。

现有的油井微波含水率测试装置在使用的时候，测试主体通常通过螺栓固定在测试台上，在测试主体出现故障时拆卸检修或更换较为麻烦的问题，为此我们提出油井微波含水率测试装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供油井微波含水率测试装置，以解决上述背景技术中提出的现有的油井微波含水率测试装置在使用的时候，测试主体通常通过螺栓固定在测试台上，在测试主体出现故障时拆卸检修或更换较为麻烦的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：油井微波含水率测试装置，包括测试台和安装在测试台上表面的测试主体，所述测试主体的上下两侧分别设置有进口和出口，所述测试主体的下侧焊接有底座，所述底座与测试台的连接处设置有连接机构，所述连接机构包括旋钮螺栓、紧压板、插槽和插板，所述插板固定安装在底座下表面的两端，所述插槽开设在测试台的上表面且与插板的位置对应，所述紧压板滑动安装在插槽的一端，所述旋钮螺栓通过螺纹孔旋合在测试台的一侧，且旋钮螺栓的一端穿过测试台与紧压板通过轴承转动连接。

优选的，所述测试台的下端设置有移动机构，所述移动机构包括手轮、调节丝杆、丝杆螺母、调节杆、调节板和行走轮，所述调节丝杆通过轴承转动安装在测试台的下端内部，所述手轮安装在测试台的一侧，且手轮与调节丝杆的一端固定连接，所述丝杆螺母套设在调节丝杆上，所述调节杆的上端与丝杆螺母通过转轴转动连接，所述调节板通过转轴与调节杆的下端转动连接，且调节板滑动安装在测试台的下端内部，所述行走轮安装在调节板的下表面。

优选的，所述调节板的两端均连接有调节杆，且两个调节杆一端连接的丝杆螺母对称安装在调节丝杆上。

优选的，所述测试台的一侧对应手轮开设有隐藏槽，且手轮安装在隐藏槽内，所述手轮的一侧通过转轴转动连接有辅助转动把手。

优选的，所述测试主体的内部设置有聚四氟乙烯管，且聚四氟乙烯管的两端分别与进口和出口连通，所述测试台的表面对应出口开设有孔。

优选的，所述插板的侧视形状为燕尾状，且紧压板和插槽紧压卡合在插板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）通过设计的连接机构，在把测试主体从测试台拆卸下来检修或更换时，只需手动旋转旋钮螺栓即可，在拆卸安装时更加方便快捷。

（2）通过设计在测试台下端的移动结构，在需要对装置进行搬运移动时，只需转动手轮顶出行走轮即可，在移动时更加方便，且在使用装置可以反向转动手轮收起行走轮，防止因为行走轮接触地面出现误碰到装置而晃动的现象。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的测试剖视结构示意图；

图3为本实用新型的聚四氟乙烯管安装示意图；

图4为x波段微波含水率测试装置系统示意图

图中：1、测试台；2、测试主体；3、进口；4、出口；5、底座；6、旋钮螺栓；7、手轮；8、紧压板；9、插槽；10、插板；11、调节丝杆；12、丝杆螺母；13、调节杆；14、调节板；15、行走轮；16、聚四氟乙烯管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：油井微波含水率测试装置，包括测试台1和安装在测试台1上表面的测试主体2，测试主体2的上下两侧分别设置有进口3和出口4，测试主体2的下侧焊接有底座5，底座5与测试台1的连接处设置有连接机构，连接机构包括旋钮螺栓6、紧压板8、插槽9和插板10，插板10固定安装在底座5下表面的两端，插槽9开设在测试台1的上表面且与插板10的位置对应，紧压板8滑动安装在插槽9的一端，旋钮螺栓6通过螺纹孔旋合在测试台1的一侧，且旋钮螺栓6的一端穿过测试台1与紧压板8通过轴承转动连接，在需要对测试主体2进行拆卸更换时，只需手动旋转旋钮螺栓6带动紧压板8在插槽9内移动，当紧压板8从插板10的一侧移开后，即可把插板10从插槽9内拔出，从而把测试主体2拆卸下来进行更换，在安装时把插板10插入插槽9内，旋合旋钮螺栓6推动紧压板8紧压在插槽9上即可。

本实施例中，优选的，测试台1的下端设置有移动机构，移动机构包括手轮7、调节丝杆11、丝杆螺母12、调节杆13、调节板14和行走轮15，调节丝杆11通过轴承转动安装在测试台1的下端内部，手轮7安装在测试台1的一侧，且手轮7与调节丝杆11的一端固定连接，丝杆螺母12套设在调节丝杆11上，调节杆13的上端与丝杆螺母12通过转轴转动连接，调节板14通过转轴与调节杆13的下端转动连接，且调节板14滑动安装在测试台1的下端内部，行走轮15安装在调节板14的下表面，转动手轮7带动调节丝杆11转动，使丝杆螺母12在调节丝杆11上移动，从而使丝杆螺母12带动调节杆13的上端移动，调节杆13的下端带动调节板14上下滑动，在调节杆13顶出调节板14时，调节板14把行走轮15从测试台1内推出，然后即可通过行走轮15推动装置移动位置，在使用装置时，反向转动手轮7收起行走轮15即可，防止在使用时碰撞导致装置由于行走轮15的转动而晃动。

本实施例中，优选的，调节板14的两端均连接有调节杆13，且两个调节杆13一端连接的丝杆螺母12对称安装在调节丝杆11上，使调节板14上下移动调节时更加稳定。

本实施例中，优选的，测试台1的一侧对应手轮7开设有隐藏槽，且手轮7安装在隐藏槽内，手轮7的一侧通过转轴转动连接有辅助转动把手，方便隐藏手轮7，防止手轮7影响使用人员的走动，且通过辅助转动把手方便转动手轮7。

本实施例中，优选的，测试主体2的内部设置有聚四氟乙烯管16，且聚四氟乙烯管16的两端分别与进口3和出口4连通，测试台1的表面对应出口4开设有孔，使测试装置使用时效果更好更加方便。

本实施例中，优选的，插板10的侧视形状为燕尾状，且紧压板8和插槽9紧压卡合在插板10上，使紧压板8、插槽9和插板10连接更加稳定。

本实用新型中的由于微波不能透过金属,而能透过绝大部分的非金属材料，选用的是聚四氟乙烯管16作为微波测量管段，聚四氟乙烯管不仅可以耐高温、高压(特殊加工)，更重要的是它不吸收微波，微波能量几乎可以无损耗的透过，完成原油含水率的测量。

本实用新型油井微波含水率测试系统主要有:微波信号源、隔离器、双定向耦合器、直波导、波导匹配负载、检波器、信号接收处理器、微波传感器(标准增益喇叭天线)。由于工作频率在x波段，所以微波元件都采用了波导元件。

微波信号源是靠振荡器发射频率范围为:9~10ghz,功率>10mw的微波信号，微波源是原油含水测量的最重要微波元件之一，微波源的工作性能直接关系到测量效果的好坏。为了不受反射波的影响，在微波源出口端加隔离器，隔离器能吸收负载不匹配所引起的反射，保证信号源稳定地工作，并把正向传输的微波信号送入到微波传感器。隔离器与微波源之间用波导同轴转换器连接。

微波信号垂直透射过管道时，或多或少会发生反射现象，如果不检测反射信号，必定会带来测量误差，衰减测量值变大，从而使含水率测量值增大。定向耦合器是一个四端口的网络元件,它具有定向传输的特点。它的主要指标是耦合度和隔离度(或方向性)。为更好的检测发射波、反射波、透射波信号大小，在微波喇叭天线发射前加了双定向耦合器，频率范围f为:9~10ghz，耦合度:c=15~20db,隔离度>40db,用两个高敏检波器来测量发射波和反射波的大小，检波灵敏度>0.2mv/µw。在微波喇叭天线接收端后加了直波导，用一个高敏检波器来检测透射波信号的大小，检波灵敏度>0.2mv/µw。

波导匹配负载:为微波的终端负载，用来全部吸收透射波功率，保证传输系统的终端不产生反射的终端装置，它相当于终接特性阻抗的线。终端负载是一种单口元件。常用的终端负载有两类，一类是匹配负载，一类是可变短路器。可变短路器是一种可调整的电抗性负载，是用来把入射波功率全部反射的终端装置。本系统采用的是频率f为:8.2~12.4，驻波<1.1的匹配负载。

标准增益喇叭天线:频率f:8.2~12.4ghz，驻波<1.25，增益:20db,法兰:fbp。以32#工业白油、水、空气作为测量介质。实验管径为dn40的无缝钢管(微波测量管段为聚四氟乙烯管材)，波导天线的辐射口径远小于管道直径，天线传输性好，抗干扰能力强。安装方法:将喇叭口天线法兰固定在聚四氟管道外，由于聚四氟乙烯材料介电常数小、损耗较低，且两天线之间距离比较近，信号额外损失较小，适合较大含水率的测量。

信号接收处理器:对检波器检测的发射、发射、透射信号进行信号转换，将信号转换成4~20ma电流信号输出，便于对信号采集及处理。

管道中含有被测油气水混合物，当微波信号沿传感器方向传输时，部分能量被管道中的油水混合物吸收(气体不吸收微波)，部分能量或多或少被反射(反射信号跟矿化度、杂质颗粒、管道外壁有关)，信号能量发生衰减和相移。能量衰减后的微波信号通过接收天线，经微波检波器检波后，传输给信号接收处理器进行进一步的转换、处理后输出标准电流信号进入计算机存储，有神经网络预测出原油中的含水率。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型安装好过后，首先检查本实用新型的安装固定以及安全防护，然后就可以使用了，转动手轮7带动调节丝杆11转动，使丝杆螺母12在调节丝杆11上移动，从而使丝杆螺母12带动调节杆13的上端移动，调节杆13的下端带动调节板14上下滑动，在调节杆13顶出调节板14时，调节板14把行走轮15从测试台1内推出，然后即可通过行走轮15推动装置移动位置，在使用装置时，反向转动手轮7收起行走轮15即可，防止在使用时碰撞导致装置由于行走轮15的转动而晃动，在需要对测试主体2进行拆卸更换时，只需手动旋转旋钮螺栓6带动紧压板8在插槽9内移动，当紧压板8从插板10的一侧移开后，即可把插板10从插槽9内拔出，从而把测试主体2拆卸下来进行更换，在安装时把插板10插入插槽9内，旋合旋钮螺栓6推动紧压板8紧压在插槽9上即可，这样就完成了对本实用新型的使用过程，本实用新型结构简单，使用安全方便。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。