卸油過程含水檢測技術

馬強

1.中國石油遼河油田分公司金馬油田開發公司（遼寧盤錦124010）

2.東北石油大學（黑龍江大慶163318）

卸油過程含水檢測技術

馬強1,2

1.中國石油遼河油田分公司金馬油田開發公司（遼寧盤錦124010）

2.東北石油大學（黑龍江大慶163318）

在石油石化行業拉油生產中，對拉油罐車中的含水率，仍采用傳統的“蒸餾法”進行手工測定。這種方法不僅測試時間長，勞動強度大，而且在拉油罐車放油時手工三點取樣化驗以點帶面的計算平均含水不能完全代表真正的平均含水率。應用含水自動監測技術，消除了原油交接中的人為因素，準確的計量含水率。

卸油含水檢測郎伯-貝爾定律計量

拉油罐車拉油在油田生產上具有一定的應用規模，但拉油罐車的計量準確度問題也越來越突出。主要表現在：對拉油罐車中的含水率，仍然采用傳統的方法進行取樣、化驗，這種方法測試時間長，勞動強度大。在拉油罐車放油時手工3點取樣化驗以點代面來計算平均含水率值，不能代表整個拉油罐車中全部液體中的真正的平均含水率數值。傳統的方法容易產生人為因素，導致在油品交接環節給公司造成經濟損失。

1 計量檢測原理

1.1 系統檢測原理

系統采用先進的短波發射技術，特點是：穿透介質能力強，信號反饋靈敏、準確、穩定；安全性能優良，對人體無任何輻射作用，使用十分安全。

根據電磁波的物理特性。電磁波在通過介質時，或多或少地被介質所吸收，不同頻率的電磁波在通過同一介質，或同一頻率的電磁波通過不同介質時，介質所吸收的電磁波能量是不同的，吸收多少服從郎伯-貝爾定律：

式中I—穿透能量，MJ；

I0—入射能量，MJ；

μ—吸收系數；

c—介質濃度，mg/L；

l—介質厚度，m。

由式（1）得：

對于混合介質，則有：

式中μ1c1l1和μ2c2l2分別代表著2種不同物質的吸收系數、介質濃度及介質厚度。當用于檢測油水時，則兩種物質分別為水和油。當發射頻率為3.579MHz的電磁波時，油對這個頻率的電磁波的能量的吸收系統很小，這里將其近似為零，則式（3）變為：

對于頻率一定的電磁波，水的吸收系數保持不變。當傳感器尺寸一定，則l1確定。當測定儀安裝到卸油口上以后，電磁波穿透能量I被罐體吸收，這個能量隨介質的變化量很小，可以近似為恒定值。

這樣從式（4）可知傳感器發射器功率I0只隨介質濃度c1（在這里為水）的變化而變化。發射功率的變化將引起發射器內振蕩源電流值的變化，測定儀將這個變化電流處理后，輸出含水信號，由于發射的是短波頻率，因此，它具有很強的穿透能力。

1.2 系統工作原理

系統采用先進的嵌入式自動計量監測軟件技術，特點是：在工作時把水分傳感器和流體狀態傳感器安裝在卸油口，使之充分接觸液體。系統以在線連續測量的方式運行，在不影響拉油罐車放油速度和不增加工人勞動強度的前提下進行測量。

當拉油罐車放油時，液體流經流體狀態傳感器和水分傳感器，傳感器即對0～99.9%各點的含水率進行實時監測，并將含水信號通過信號接口箱變送單元，以每100ms一次的采樣頻率傳輸給計算機。工控機運用自動計量監測軟件進行處理，自動計算出單車的平均含水率，再輸入車號、井號、區塊等參數，同時根據地衡傳送來的總液量數據，計算出單車的油量、水量、總量，然后打印機根據工控機送來的數據打印出各種數據報表。并將數據遠傳到資料室，實時掌握卸油站整個收油情況。

1.3 技術指標

含水測量范圍：0～99.99%。

含水測量精度：高含水精度±1%。

適應介質溫度：20～90℃。

含水儀防爆形式：廠用本質安全型。

使用環境溫度：-40～60℃。

使用環境相對濕度：10%～90%RH。

2 現場應用及效果

在海一聯合站安裝了卸油臺罐車原油含水測試儀，從監測數據和現場使用情況來看，取得了良好的效果。

2.1 測試準確

在海一聯合站通過對14口撈油井罐車卸油情況進行檢測，從檢測數據（表1）和現場使用情況來看，該裝置技術先進，測試準確（誤差在1.5%以內），質量可靠，運行良好，解決了油田原油生產中拉油罐車的單車計量難題，具有抗干擾功能；同時化解了收油和送油雙方的矛盾，消除了交接油品過程中的人力因素、人情因素，避免了油田的油量損失，達到了公平、公正地交接油品。

表1 監測數據對比表

2.2 實現數據采集與控制

系統具有對瞬時含水率、重量、溫度、壓力、流速、液位等信號進行實時監測采集的功能，能根據要求和數學模型進行計算，自動生成相關的數據（如單車平均含水率、混液量、油量、水量等）并生成相關種類的報表（如單車報表、日報、月報）；具有超限報警功能，另可根據需要對相關的動力設備進行自動化控制。

2.3 實現自動存儲和數據查詢

各種數據報表具有自動存儲和歷史數據可查詢的功能，數據報表的內容被加密處理，防止人為改寫，使數據具有真實性，起到了數據保護作用。無論何種情況下退出，系統都具有自動記憶和存儲數據的功能，保證相關數據不丟失。系統畫面中各按鈕具有訪問權限設置，防止非操作人員操作。

2.4 降低勞動強度

通過卸油含水檢測系統的應用，有效降低了工人的勞動強度，節約了化驗用的汽油等材料消耗；提高了拉油罐車的單車油、水計量的速度，提高了工作效率和卸油站管理的現代化水平。

3 結論

通過卸油過程含水檢測技術在海一聯合站的應用，解決了油田原油生產中拉油罐車的單車計量難題，降低了工人的勞動強度，節約了化驗用的汽油等材料消耗；提高了拉油罐車的單車油、水計量的速度，提高了工作效率和卸油站管理的現代化水平。化解了收油和送油雙方的矛盾，消除了交接油品過程中的人力因素、人情因素，避免了油田的油量損失，達到了公平、公正地交接油品。該檢測系統技術先進，測試準確，質量可靠，運行良好，具有抗干擾功能，在油田原油含水檢測領域具有廣闊的應用前景。

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In the oil-trucking production of petroleum and chemical industry,the water content of oil tanker is still measured manually by the traditional method“distillation”.This method not only needs long time of detection and great intensity of work,but also has the problem in measuring the real water content,for average water content is calculated by using test results of three samples gotten manually from oil tanker unloading,and can not completely represent the real average water content.However,the application of automatic water-bearing detecting technology has removed some human-made factors in the oil crude transfer,and measured the water content accurately.

oil-unloading;water-bearing detection;Law of Alexander Graham Bell;measurement

2010-10-22▎

馬強（1980-），男，工程師，現從事采油管理工作。