油水界面检测资料
油水界面测量技术
油水界面测量技术
自动化、智能化越来越多的出现在工业生产当中，海上采油平台的高温、高压、腐蚀、设备局限性等特殊工业环境对现代仪表提出了更高的技术要求。
原油中含水的去除过程相对复杂，需要通过工艺进行油水界面测量及控制。
目前常见的油水界面检测技术主要有浮子浮筒式、雷达/超声波、射频导纳、磁致伸缩、核子界面检测等。
油水界面测量仪器的作用是测量油水界面，各类油水界面仪的工作特性、适用环境等各不相同，因此在实际使用当中，相互之间是不能完全替代的。
我国当前界面测量领域的研发和生产已经有了较大提高，在很多技术方面都已达到世界领先水平，能够很好地满足现场检测要求。
电容式油水界面检测系统的设计
摘
石油和化工企业一直受到无法快速、准确地确定油水分离器中油水界面位置的问题的困扰，传统的测量方法不能很好的解决这一问题。本文提出了一种基于分段式电容传感器的油水界面检测系统的设计方法。
在对传统油水界面检测相关方法和技术研究的基础上，本文提出了分段式电容油水界面的检测模型；设计了基于C8051F410片上系统的检测系统硬件电路；详细描述了传感器结构；编写了单片机系统应用程序及上位机程序；通过实验对系统的整体性能进行分析和评价。
原理制成的。液体分界面的变化导致浮力的变化，而恰好这种变化可以用来检测液体的界面。优点是线性度较好、可以实现液位和界面同时检测，在污水沉降罐等开式容器中使用效果较好。缺点是由于其存在机械滑动部分，因季节或油的黏稠度变化而经常致使滑杆卡死，继而导致测量结果出现很大误差。
压力资料预测油水界面精度分析
理性 分析 ， 这直 接影 响着 油水 界 面的确 定精度 。
图 １ ＸＸ３ ２油 田水 层 压 力 与 深 度 关 系图 —
１ 水 线 的 确 定
回归 水线 的确定 原则 首先 是选 择 与油层 深度 相 近 的水层 测压 点 ， 层水 点 至少不 少 于 ３个 ， 单 在单 井
回归水线 的基础 上 ， 油 田 内相 当深 度 的水 层 测 压 对 点进 行分 析 ， 量 应用 多个 水 层 测 压点 进 行 水 线 回 尽
油 田已开发单 元 压力 回归 界 面 数 据分 析 表 ， 表 中 从
可 以看 到 ＸＸ —２油 田一油组 、 ４ 四油组 以及 Ｘ ３ Ｘ ４—
归， 确定 区域 水 线 ， 后 将 单 井 水 线 与 区域 水 线 对 然 比 ， 出较为合 理 的一个 ， 选 以确保其 代 表性 。例如 在
１油 田 ７ ５ ８砂体 预测 油水 界 面 与开 发 井揭 示 的 —１ ２ 油水 界 面 比较 一 致 ， 几个 计 算 单 元 有效 测 压 油 点 这 都 大于 ３个 ， 效测 压 点间 的最大 距离 相对 较大 ， 有 都
大 于 ９Ｉ ， Ｉ压力 回归 计 算 的地 层 流 体 密 度 值［ 与 实 Ｔ ２
孙风 涛 ， 田晓平 ， 张 越
（ 国海 洋 石 油 （ 国） 限 公 司 天 津 分 公 司 勘 探 开 发 研 究 院 ） 中 中 有
摘 要 ： 上 油 田勘 探 阶 段 探 井 位 于油 藏 较 高部 位 ， 数 油层 没 有 钻 遇 油 水界 面 ， 缺 少 试 油 资 料 ， 作 中通 常 充 分 海 多 且 工
压力 的关 系式 ， 以 明确 地 层 压 力 与地 层 深 度 线 性 可
原油储罐油水界面测量方法的研究及应用
第 １ ０期
仪 器 仪 表 学 报
Ｃ ｉ ｅ ｅ Ｊ ｕ ｎ １ｏ ｃｅ ｔ ｅ Ｉ ｓｒ ｍｅ ｔ ｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｆ ｉｎ ｉ ｎ ｔ Ｓ ｉ ｆ ｕ ｎ
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２０ ０ ８年 ｌ ０月
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油水界面检测设计
摘要原油刚开采出来的时候并不纯，而是带一些水分的，需要在加工过程中进行油与水的分离。
因为水与油的密度不同，在重力的作用下，原油储罐中的水会与油分开，水在下，油在上，这样就产生了油与水的分界面，再通过把水层和油层分别引出的方法，就能实现油与水分离的目的。
为了更好的把控整个油水分离过程，就必须对整个过程进行精密、准确的实时测量，掌握最精准的数据。
国外虽然有一些精密的设备能够更好的实现这一目的，但是其高昂的价格却让人不得不低头，在国内，现今使用的还是比较原始的方法，目前已经有很多专家学者提出把传统的电容传感器改为一种新式的分段式电容传感器来提高精确值。
本文向大家介绍整个油水分离系统的结构组成，以及目前国内在此系统中一些硬件、软件方面的设计，并详细论述小电容的精确检测方法及信号检测、处理电路的设计，分析一些目前国内专家学者所做实验的实验数据，探讨分段电容传感器在今后我国原油的油水分离中的前进意义。
关键词：油水界面；分段式电容传感器abstractWhen crude oil is not just pure mined，But with some of the moisture，Separation of oil and water in the process needs to be，Because of different densities of water and oil gravity of crude oil storage tanks in the water with the oil separated，In the following oil and water in the above，This produces oil and water interface，Then through the water and oil were exported methods，Will be able to achieve the purpose of the separation of oil and water。
油水界面检测操作规程
油水界面检测操作规程
一．操作前的准备：
1、工具用具准备：胶皮手套两双、棉纱、四合一检测仪一台、油水检测仪一台、
2、上罐前的检查，底部取样器与测绳连接是否完好，扶梯是否有积雪，避免滑落。
3、.释放静电，上罐。
4、用气体检测仪检测罐口有无硫化氢等有害气体。
二．操作步骤：
1、观察风向，人站在上风口，避免中毒，打开量油口。
2、估算油水界面位置，将取样器从量油口慢慢下入。
3、一人操作提绳，另一人负责计算下尺深度。
4、待下入估算深度时，拉动活塞绳，使液体充满取样器。
5、上提取样器至罐口，拉动活塞放掉液体，当流出来的是油时（界面还在下部）当流出来的是水时（界面还在上部），当流出液体是一半油一半水时，此处为油水界面位置。
6、放掉取样器内液体后重复下尺测量。
三、操作完成后的检查
1、用四合一检测仪检查大罐安全附件是否灵敏好用。
2、检查量油口是否关严。
3、对比自动油水界面仪数据，重新核准界面。
四. 其它需要注意（提示）的事项
1、雷雨天气严谨上罐操作。
2、下尺速度不能太快。
3、操作中的当心人员中毒、高空坠落、火灾爆炸
预防措施：劳保齐全，上罐前释放静电，提前放水，使罐内保持负压，上下罐楼梯扶扶手。
油水界面检测系统的研究的开题报告
油水界面检测系统的研究的开题报告
1. 研究背景和意义
海洋石油勘探和开发一直是近年来工业领域的热点之一，但是海上油漏事故也时有发生。
因此，发展海洋油水分离技术和提高油水分离的效率和质量变得尤为重要。
而油水分离的关键就在于准确检测油水界面的位置和波动情况。
传统的手动检测方式
效率低、准确性差，不能满足需求。
因此，开发油水界面检测系统变得迫切。
2. 研究内容和方法
本研究将设计一种基于电容原理用于油水界面检测的系统。
具体研究内容包括：（1）系统构建，包括硬件设计和软件设计；（2）基于电容原理的测量原理研究；（3）实验研究，包括系统测试和性能测试；（4）结果分析和讨论。
3. 研究计划和预期成果
该研究计划分为以下时间节点：
第一年：系统构建和基础原理研究，包括硬件设计和软件开发以及电容原理研究；
第二年：实验研究和性能测试，包括系统测试和油水分离实验；
第三年：结果分析和论文撰写。
预期成果包括：提出一种基于电容原理的高效油水界面检测系统，并对该系统的性能进行分析和评估。
同时，将该研究成果应用于实际油水分离场景中，提高油水分
离效率和质量。
油水界面检测系统的设计的开题报告
油水界面检测系统的设计的开题报告一、选题背景随着工业自动化程度的不断提高，机器视觉技术已被广泛应用于生产过程中，如智能制造、智能化装配、物流和仓储、质量检测等领域。
其中，油水界面检测是工业界和科研界关注和研究的重点问题之一，检测油水界面的位置、状态对工业生产过程中的油水分离和转移具有广泛的应用。
传统的油水界面检测方法大多采用人工测量，不仅费时费力、效率低，而且依靠经验，可能存在不准确的情况。
因此，开发一种自动化油水界面检测系统对工业生产过程的优化、提高生产效率具有重要意义。
二、选题意义1. 提高生产效率：油水界面检测系统可以实现油水分离过程的自动化，减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
2. 降低生产成本：自动化油水界面检测可以避免人工误差和因误判导致的生产成本的增加。
3. 保障生产质量：自动化油水界面检测可以提高检测准确性和稳定性，保障生产过程的正常进行。
三、研究内容本论文拟设计并实现一个基于机器视觉的自动化油水界面检测系统，主要包括以下几个方面：1. 机器视觉系统设计：该部分将设计一个高精度的视觉检测系统，可实现油水界面位置的实时检测，同时实现检测数据的可视化显示。
2. 油水界面检测算法：该部分将基于机器视觉技术，设计一种可靠、高效的油水界面检测算法，通过图像处理和模式识别等技术，实现油水界面的精确检测。
3. 油水界面数据处理和分析：该部分将实现对检测数据的处理和分析，将检测到的数据进行可视化处理，同时对数据进行统计和分析，实现油水界面位置和状态的识别和判断。
四、研究方法1. 机器视觉技术：采用机器视觉技术实现对油水界面位置的自动测量。
2. 数字图像处理：利用数字图像处理技术对采集到的图像进行处理，提取油水界面的位置信息。
3. 机器学习：使用机器学习算法，通过训练集和测试集，建立精准的油水界面检测模型，提高检测的准确性和可靠性。
五、论文结构本论文的结构如下：第一章前言介绍选题的背景、意义和研究内容。
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摘要原油刚开采出来的时候并不纯，而是带一些水分的，需要在加工过程中进行油与水的分离。
因为水与油的密度不同，在重力的作用下，原油储罐中的水会与油分开，水在下，油在上，这样就产生了油与水的分界面，再通过把水层和油层分别引出的方法，就能实现油与水分离的目的。
为了更好的把控整个油水分离过程，就必须对整个过程进行精密、准确的实时测量，掌握最精准的数据。
国外虽然有一些精密的设备能够更好的实现这一目的，但是其高昂的价格却让人不得不低头，在国内，现今使用的还是比较原始的方法，目前已经有很多专家学者提出把传统的电容传感器改为一种新式的分段式电容传感器来提高精确值。
本文向大家介绍整个油水分离系统的结构组成，以及目前国内在此系统中一些硬件、软件方面的设计，并详细论述小电容的精确检测方法及信号检测、处理电路的设计，分析一些目前国内专家学者所做实验的实验数据，探讨分段电容传感器在今后我国原油的油水分离中的前进意义。
关键词：油水界面；分段式电容传感器abstractWhen crude oil is not just pure mined，But with some of the moisture，Separation of oil and water in the process needs to be，Because of different densities of water and oil gravity of crude oil storage tanks in the water with the oil separated，In the following oil and water in the above，This produces oil and water interface，Then through the water and oil were exported methods，Will be able to achieve the purpose of the separation of oil and water。
In order to better control the oil and water separation，he whole process must be precise and accurate real-time measurement，Master the most accurate data。
Although there are some sophisticated equipment abroad are better able to achieve this goal，But its high price is unacceptable，In the country，Currently in use is still relatively primitive methods，There are already many experts put forward the traditional capacitive sensors to a new kind of segmented capacitance sensor to improve the precision values。
In this paper, we introduce the structure of the entire oil and water separation system，And the current domestic design in this system some of the hardware, software aspects，Discusses in detail the design of a small capacitor and the signal detecting precision detection method, the processing circuit，Some current experimental data analysis experts and scholars have done experiments，Explore the significance of segmented capacitance sensor in the future of China's crude oil and water separation in the。
Keywords: oil-water interface; segmented capacitance sensor第一章绪论 (5)1.1油水分离界面检测的当今背景以及意义 (5)1.2 几种常用油水分离界面检测方法介绍 (5)1.3 本文的主要内容 (7)第2章原油加工过程以及目前国内对电容式液面检测法的研究成果 (8)2.1 生产中原油分离过程 (8)2.2 目前国内对电容式液面检测法的研究 (9)第3章新型分段电容传感器的优势 (10)3.1 传统的电容传感器 (10)3.1.1 传统的电容传感器的检测原理 (10)3.1.2 传统电容传感器的弊端 (11)3.2 分段电容传感器 (12)3.2.1 分段电容传感器的检测原理 (12)3.2 分段电容传感器结构图 (13)3.2.2 分段电容传感器与传统电容器相比的优越性 (14)第四章系统硬件设置 (15)4.2极板阵列控制电路 (16)4.2.1电路的设计 (16)4.2.2多路模拟开关的选择 (16)4.3微小电容检测电路设计 (17)4.3.1正弦波发生电路 (17)4.3.2C/V转换电路 (19)4.3.3相敏解调电路和低通滤波器 (20)4.3.2低通滤波器 (20)4.3.4减法器和参考电压电路 (21)4.3.5缓冲器 (23)4.4数据采集及处理系统 (23)4.4.1 C8051F005单片机简介 (23)4.4.2单片机资源的应用 (24)4.5显示及键盘控制电路 (25)4.5.1显示模块 (25)4.5.2键盘控制模块 (26)第5章系统软件的设计 (28)5.1单片机检测程序 (28)5.1.1主程序 (28)5.1.2系统初始化 (28)5.1.3正弦波激励 (29)5.1.4零点参数的设定 (30)5.1.5非易失存储器的存取 (30)5.1.6数字滤波 (31)5.1.7油水界面高度判断的算法 (31)5.1.7.1界面粗测 (32)5.2 PC机程序 (37)5.2.1 PC机串行通信 (37)5.2.2上位机界面 (38)第一章绪论1.1油水分离界面检测的当今背景以及意义石油能源在世界的地位越来越高，现如今，石油能源已经被经济企业、经济部门所广泛的使用在居民的日常生活中，在一定程度上，可以说石油工业的水平代表这个国家的现代化发展水平。
但是现有的石油开采量远远不能满足世界60亿人口的生活、生产需求，而且现有的石油开采技术也使得原油的开采量大打折扣，还造成很多资源浪费，鉴于此，研究如何提高原油开采率，降低原油浪费，改善开采技术已成为很多科学家的主要课题。
众所周知，石油从发现到被使用到工业中要经过一系列的步骤：开采、分离、提炼等步骤一个不能少，在这些步骤过程中，仅仅就开采一项就需要很多繁杂工序，实际上，原油开采的时候，会带出大量的水和气，同时还有少量泥沙，这样的原油并不是我们实际所需要的，要使用相关技术对这种混合油进行分离处理，沙石与油的分离相对较为简单，然而油和水的分离就不是那么简单了，这里就出现了相关的油水分离技术。
要分离油中的杂质，原油要被输送到油田脱水站，脱水站使用高温分离罐对油进行高温处理，静置48小时后，油就会在分离罐中分成几个界面，最下面是水和泥沙，中间为油和水，上面为气和油。
这时，就要通过精确计算、测量油和水的分界面，这样才能放出分离罐中不含油的水，这是一项需要很严谨、认真去操作的环节，如果测量不准确，分离后的油中水分太多，容易造成炼厂冲塔事故；如果分离后将太多的油连同水放掉容易造成资源浪费和环境的污染，因此，油的分离过程对每一个开采场都是十分被重视的。
截止到现在我国已经有一些专门运用于检测油水界面的仪器，但是这些仪器中很多技术都的运用率都还很低，还需要继续开发研究，外国虽然有一些较为先进的仪器，能够在一定程度上提高油水界面的检测效果但是其高昂的价格让人望而却步。
鉴于以上种种原因，研究和开发出一种效率、精确度更高的鉴定原油中油水界面的仪器对世界尤其是国内的油田开采具有重大的意义。
1.2 几种常用油水分离界面检测方法介绍伴随着科技的发展，人们对原油中油水分离界面检测技术越来越关注，而且随着各种高新技术，如：雷达、微电子、超声波、光纤以及其他各种高新技术传感器等的快速发展，各式各样的新的检测技术也源源不断的出现。
目前各种光纤式、压力式、浮力式超声波式的计量和仪表已经广泛运用到各式各样的油罐中，随着这些高新检测技术的引入，使得油水检测到达一个高精度、多功能全新的境界。
然而这么多高新技术确实各有千秋，任何一种技术或者仪器都不能被另外一种技术或者仪器完全取代，他们都有自己的长处和短处，下面对这些油水界面检测方法分别进行简述：（1）压力差值式界面检测方法水的密度与油的密度相差很多，密度不同相应的压力也就不同，这就可以对油罐中的每个位置的油水混合物进行压力测量来推算出这个位置的混合物的密度，从客观角度上来说，通过这种压力检测，不仅可以测量出油罐中的油中含水的位置，还可以通过一定量的计算得出这个位置的含水量，但是，到目前为止，市面上的一些压力检测仪器很难测出计算所需要的精确数字，并且，由于破乳剂、矿化度等各种聚合物的干扰，水和油的密度相差变小，同时，仪表很难实时的补偿出油的一直变化着的密度。
（2）浮子式界面检测方法将浮子与特定的弹簧马达连在一起，并将这种特定的浮子放在油罐中的油水中，当油罐中的浮子随着界面有上下改变时，与浮子相连着的弹簧马达也相应的做出正反转，通过这种方式就将油罐内的界面高度体现在弹簧马达上，弹簧马达将这种改变转换成电信号进一步处理。
在一些比较大的油罐中，还需要加装钢丝。
浮子式界面检测方法的优点在于方法简单且精度较准，但有些原油粘度比较大，使得浮子检测精度大大降低，并且打的油罐中加装的钢带会因为油水页面的波动而断裂，维修非常不方便，因此，浮子式虽然在一定程度上较为简便使用，但是长期用不好维护。
（3）磁致伸缩式界面检测方法运用磁致伸缩效应，使用带有磁致伸缩线的传感装置去检测，这就是磁致伸缩式界面检测方法。
工作原理为检测仪与浮子共同工作，检测仪发出低电流脉冲，低电流产生磁场，此时浮子随着油罐内的油水界面而不断波动，这是，浮子内安装的磁铁所产生的磁场与电流磁场相遇，碰撞出波导扭曲的脉冲，通过两次脉冲发生的时间来确定浮子的位置，进行油水界面检测。