卸油过程含水检测技术

马强

1.中国石油辽河油田分公司金马油田开发公司（辽宁盘锦124010）

2.东北石油大学（黑龙江大庆163318）

卸油过程含水检测技术

马强1,2

1.中国石油辽河油田分公司金马油田开发公司（辽宁盘锦124010）

2.东北石油大学（黑龙江大庆163318）

在石油石化行业拉油生产中，对拉油罐车中的含水率，仍采用传统的“蒸馏法”进行手工测定。这种方法不仅测试时间长，劳动强度大，而且在拉油罐车放油时手工三点取样化验以点带面的计算平均含水不能完全代表真正的平均含水率。应用含水自动监测技术，消除了原油交接中的人为因素，准确的计量含水率。

卸油含水检测郎伯-贝尔定律计量

拉油罐车拉油在油田生产上具有一定的应用规模，但拉油罐车的计量准确度问题也越来越突出。主要表现在：对拉油罐车中的含水率，仍然采用传统的方法进行取样、化验，这种方法测试时间长，劳动强度大。在拉油罐车放油时手工3点取样化验以点代面来计算平均含水率值，不能代表整个拉油罐车中全部液体中的真正的平均含水率数值。传统的方法容易产生人为因素，导致在油品交接环节给公司造成经济损失。

1 计量检测原理

1.1 系统检测原理

系统采用先进的短波发射技术，特点是：穿透介质能力强，信号反馈灵敏、准确、稳定；安全性能优良，对人体无任何辐射作用，使用十分安全。

根据电磁波的物理特性。电磁波在通过介质时，或多或少地被介质所吸收，不同频率的电磁波在通过同一介质，或同一频率的电磁波通过不同介质时，介质所吸收的电磁波能量是不同的，吸收多少服从郎伯-贝尔定律：

式中I—穿透能量，MJ；

I0—入射能量，MJ；

μ—吸收系数；

c—介质浓度，mg/L；

l—介质厚度，m。

由式（1）得：

对于混合介质，则有：

式中μ1c1l1和μ2c2l2分别代表着2种不同物质的吸收系数、介质浓度及介质厚度。当用于检测油水时，则两种物质分别为水和油。当发射频率为3.579MHz的电磁波时，油对这个频率的电磁波的能量的吸收系统很小，这里将其近似为零，则式（3）变为：

对于频率一定的电磁波，水的吸收系数保持不变。当传感器尺寸一定，则l1确定。当测定仪安装到卸油口上以后，电磁波穿透能量I被罐体吸收，这个能量随介质的变化量很小，可以近似为恒定值。

这样从式（4）可知传感器发射器功率I0只随介质浓度c1（在这里为水）的变化而变化。发射功率的变化将引起发射器内振荡源电流值的变化，测定仪将这个变化电流处理后，输出含水信号，由于发射的是短波频率，因此，它具有很强的穿透能力。

1.2 系统工作原理

系统采用先进的嵌入式自动计量监测软件技术，特点是：在工作时把水分传感器和流体状态传感器安装在卸油口，使之充分接触液体。系统以在线连续测量的方式运行，在不影响拉油罐车放油速度和不增加工人劳动强度的前提下进行测量。

当拉油罐车放油时，液体流经流体状态传感器和水分传感器，传感器即对0～99.9%各点的含水率进行实时监测，并将含水信号通过信号接口箱变送单元，以每100ms一次的采样频率传输给计算机。工控机运用自动计量监测软件进行处理，自动计算出单车的平均含水率，再输入车号、井号、区块等参数，同时根据地衡传送来的总液量数据，计算出单车的油量、水量、总量，然后打印机根据工控机送来的数据打印出各种数据报表。并将数据远传到资料室，实时掌握卸油站整个收油情况。

1.3 技术指标

含水测量范围：0～99.99%。

含水测量精度：高含水精度±1%。

适应介质温度：20～90℃。

含水仪防爆形式：厂用本质安全型。

使用环境温度：-40～60℃。

使用环境相对湿度：10%～90%RH。

2 现场应用及效果

在海一联合站安装了卸油台罐车原油含水测试仪，从监测数据和现场使用情况来看，取得了良好的效果。

2.1 测试准确

在海一联合站通过对14口捞油井罐车卸油情况进行检测，从检测数据（表1）和现场使用情况来看，该装置技术先进，测试准确（误差在1.5%以内），质量可靠，运行良好，解决了油田原油生产中拉油罐车的单车计量难题，具有抗干扰功能；同时化解了收油和送油双方的矛盾，消除了交接油品过程中的人力因素、人情因素，避免了油田的油量损失，达到了公平、公正地交接油品。

表1 监测数据对比表

2.2 实现数据采集与控制

系统具有对瞬时含水率、重量、温度、压力、流速、液位等信号进行实时监测采集的功能，能根据要求和数学模型进行计算，自动生成相关的数据（如单车平均含水率、混液量、油量、水量等）并生成相关种类的报表（如单车报表、日报、月报）；具有超限报警功能，另可根据需要对相关的动力设备进行自动化控制。

2.3 实现自动存储和数据查询

各种数据报表具有自动存储和历史数据可查询的功能，数据报表的内容被加密处理，防止人为改写，使数据具有真实性，起到了数据保护作用。无论何种情况下退出，系统都具有自动记忆和存储数据的功能，保证相关数据不丢失。系统画面中各按钮具有访问权限设置，防止非操作人员操作。

2.4 降低劳动强度

通过卸油含水检测系统的应用，有效降低了工人的劳动强度，节约了化验用的汽油等材料消耗；提高了拉油罐车的单车油、水计量的速度，提高了工作效率和卸油站管理的现代化水平。

3 结论

通过卸油过程含水检测技术在海一联合站的应用，解决了油田原油生产中拉油罐车的单车计量难题，降低了工人的劳动强度，节约了化验用的汽油等材料消耗；提高了拉油罐车的单车油、水计量的速度，提高了工作效率和卸油站管理的现代化水平。化解了收油和送油双方的矛盾，消除了交接油品过程中的人力因素、人情因素，避免了油田的油量损失，达到了公平、公正地交接油品。该检测系统技术先进，测试准确，质量可靠，运行良好，具有抗干扰功能，在油田原油含水检测领域具有广阔的应用前景。

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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▎

马强（1980-），男，工程师，现从事采油管理工作。