阅读说明：本技术 一种石油质量流量检测系统及其检测方法 (Petroleum mass flow detection system and detection method thereof ) 是由 张涛 马敬 韩冰 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种石油质量流量检测系统及其检测方法,该系统的进油电磁阀门安装在储油样品罐位于顶部的进油管上,出油电磁阀门、石油泵和含水率测试仪安装在储油样品罐底部的出油管上；测距仪安装在储油样品罐的顶部；测距仪和含水率测试仪的信号输出端连接控制系统的数据输入端,控制系统的3个控制信号输出端分别连接进油电磁阀门、出油电磁阀门和石油泵的控制端。本发明提高了被测样品石油的流量检测精度和准确性,能够有效解决样品石油没有充满整个管道、流速不均及粘着阻碍等不同因素所带来的检测误差,操作简单,可现场准确、可靠、快速、便捷地对样品石油进行实时检测。(The invention relates to a petroleum mass flow detection system and a detection method thereof.A fuel inlet electromagnetic valve of the system is arranged on a fuel inlet pipe positioned at the top of a fuel storage sample tank, and a fuel outlet electromagnetic valve, a petroleum pump and a moisture content tester are arranged on a fuel outlet pipe at the bottom of the fuel storage sample tank; the distance measuring instrument is arranged at the top of the oil storage sample tank; the signal output ends of the distance measuring instrument and the water content tester are connected with the data input end of the control system, and the 3 control signal output ends of the control system are respectively connected with the oil inlet electromagnetic valve, the oil outlet electromagnetic valve and the control end of the oil pump. The invention improves the flow detection precision and accuracy of the detected sample petroleum, can effectively solve the detection errors caused by different factors such as the fact that the sample petroleum does not fill the whole pipeline, the flow velocity is uneven, the adhesion is blocked and the like, has simple operation, and can accurately, reliably, quickly and conveniently detect the sample petroleum in real time on site.)

一种石油质量流量检测系统及其检测方法

技术领域

本发明属于石油流量检测技术领域，涉及一种石油质量流量检测系统及其检测方法。

背景技术

目前国内外对于石油产量的实时检测方法多采用对输油管道内样品石油的流量、含水率的一系列检测、计算、推导，以此得出管道内样品石油中含有纯油的质量。但是上述方法仅仅适用于理想状态下液体样品时刻充满管道且流速适中的情况下，具有一定的局限性。1.当面临样品充满管道但流速时快时慢或出现湍流的情况下，无法准确测量样品石油当下的流量；2.在石油流量少到无法完全充满整个管道的情况下，无法准确测量样品石油当下的流量；3.由于样品石油的特殊性，粘稠且易于附着在管壁四周所导致的管道内壁不平滑，石油在流动过程中就会受其影响各个部分受到不同程度的阻碍，流速不均匀致使无法准确测量样品石油当下的流量。以上种种因素会导致石油“质量流量”检测的系统测量误差，所以本发明提出了一种测量石油“质量流量”的新系统，对上述系统误差进行有效地修正，使石油“质量流量”的检测精度得到很大的提升[“质量流量”—单位时间内纯石油(不含水)的流量]。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石油质量流量检测系统，该系统能够准确的得出油井抽取的样品石油中所含纯油的质量。

为了解决上述技术问题，本发明的石油质量流量检测系统包括进油电磁阀门，出油电磁阀门，石油泵，含水率测试仪，测距仪，控制系统；所述的进油电磁阀门安装在储油样品罐位于顶部的进油管上，出油电磁阀门、石油泵和含水率测试仪安装在储油样品罐底部的出油管上；测距仪安装在储油样品罐的顶部；测距仪和含水率测试仪的信号输出端连接控制系统的数据输入端，控制系统的3个控制信号输出端分别连接进油电磁阀门、出油电磁阀门和石油泵的控制端。

测距仪检测储油样品罐内液面高度数据并将其传输给控制系统；含水率测试仪检测石油的含水率并将其传输给控制系统；控制系统根据液面高度数据控制进油电磁阀门、出油电磁阀门的打开与关闭，控制石油泵的开启与关断；并根据液面高度数据计算石油质量流量，同时根据含水率数据对石油质量流量进行修正，获得石油质量流量修正值。

利用上述石油质量流量检测系统检测石油质量流量的方法如下：

步骤一、通过测距仪检测的储油样品罐内液面高度数据，液面是否处于 h_G＜h_液＜h_D，是则转步骤二，若h_液＞h_D，则转步骤三；若h_液＜h_G则转步骤四，其中h_G为液面过高的临界值，h_D为液面过低的临界值，h_液为当前时刻的液面高度值；

步骤二、进油电磁阀门开启、出油电磁阀门开启、石油泵关闭，记下该状态下测距仪显示的液面初位置h₂，延时设定时间t再次记下测距仪显示的液面末位置h₁，1s≤t≤30s，则液面下降高度Δh＝h₁-h₂；根据公式(1)计算石油进油流量ΔV；

ΔV＝(Δh_I-Δh)·S (1)

Δh_I为进油电磁阀门关闭、出油电磁阀门开启、石油泵关闭状态下标定的设定时间t内储油样品罐内样品石油液面末位置与液面初位置之差；S为储油样品罐的横截面积；

步骤三、进油电磁阀门开启、出油电磁阀门关闭、石油泵关闭，返回步骤一；

步骤四、进油电磁阀门开启、出油电磁阀门开启、石油泵开启，在的状态下，记下测距仪显示的液面初位置h₂，延时设定时间t再次记下测距仪显示的液面末位置h₁，则液面下降高度Δh＝h₁-h₂；根据公式(3)计算石油进油流量ΔV；

ΔV＝(Δh_III-Δh)·S (3)

Δh_III为进油电磁阀门关闭、出油电磁阀门开启、石油泵开启状态下标定的设定时间t内储油样品罐内样品石油液面末位置与液面初位置之差；S为储油样品罐的横截面积；

步骤五、接收含水率测试仪检测的石油含水率M％,根据公式(4)对石油进油流量ΔV进行修正，得到石油质量流量ΔV'；

ΔV'＝ΔV×(1-M％)。

本发明的有益效果：1.通过测距仪可以测量出储油样品罐内样品石油的液面随时间的位置差变化，从而测量出单位时间内油井石油流量，提高了被测样品石油的流量检测精度。2.根据含水率测试仪实时检测出的样品石油的含水率对检测的石油进油流量进行修正得到石油质量流量，进一步提高了检测精度和准确性。本发明能够有效解决样品石油没有充满整个管道、流速不均及粘着阻碍等不同因素所带来的检测误差，操作简单，可现场准确、可靠、快速、便捷地对样品石油进行实时检测，不会由于采样检测的过程中产生其他误差，能够准确的得出油井抽取的样品石油中所含纯油的质量。

附图说明

下面结合附图和

具体实施方式

对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的检测方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的石油质量流量检测系统包括进油电磁阀门2，出油电磁阀门3，石油泵4，含水率测试仪5，测距仪6，控制系统7；所述的进油电磁阀门2安装在储油样品罐1顶部的的进油管上，出油电磁阀门3、石油泵4 和含水率测试仪5安装在储油样品罐1底部的出油管上；测距仪6安装在储油样品罐1的顶部；测距仪6和含水率测试仪5的信号输出端连接控制系统7的数据输入端，控制系统7的3个控制信号输出端分别连接进油电磁阀门2、出油电磁阀门3和石油泵4的控制端。

进油电磁阀门2起到开关进油管的作用；出油电磁阀门3起到开关出油管的作用；石油泵4，当出油量小于进油量且长时间内状态没有改善，储油样品罐1面临满载甚至溢出的风险，这时可以打开石油泵4以加速样品石油的流出，使得储油样品罐1内液面维持在一定的安全合理的范围内。测距仪6检测储油样品罐1内液面高度数据并将其传输给控制系统7；含水率测试仪5用于检测石油的含水率并将其传输给控制系统7；控制系统7根据液面高度数据控制进油电磁阀门2、出油电磁阀门3的打开与关闭，控制石油泵4的开启与关断；并根据液面高度数据计算石油进油流量，同时根据含水率数据对石油进油流量进行修正，获得石油质量流量。

“质量流量”定义为单位设定时间t内纯石油(不含水)的进油质量流量。

本发明的石油质量流量检测系统开始工作前首先需要进行定标，确定下述两种情况下(情况1：进油电磁阀门2关闭、出油电磁阀门3打开而石油泵4 关闭状态，这时储油样品罐1内的石油液面满足h_G＜h_液＜h_D；情况2：由于储油样品罐1内的石油液面过高，即h_液＜h_G时，进油电磁阀门2关闭、出油电磁阀门3打开而石油泵4开始工作的状态)出油管的石油流量。定标方法如下：

(1)设储油样品罐1的横截面积为S；

(2)当h_G＜h_液＜h_D时，关闭进油电磁阀门2、石油泵4，打开出油电磁阀门3；在储油样品罐1不进油只出油且石油充满整个出油管的情况下计算设定时间t储油样品罐1内样品石油液面变化Δh_I，1s≤t≤30s：

Δh_I＝h₁-h₂

(3)当h_液＜h_G时，说明储油样品罐1内的石油液面过高，关闭进油电磁阀门2，打开石油泵4和出油电磁阀门3；在储油样品罐1不进油只出油且利用石油泵加速出油情况下计算设定时间t储油样品罐1内样品石油液面变化Δh_III：

Δh_III＝h₁-h₂

其中h₁、h₂代表设定时间t内储油样品罐1内样品石油液面的末位置和初位置。

如图2所示，本发明的石油质量流量检测方法如下：

步骤一、判断测距仪6检测的储油样品罐1内液面高度数据是否满足

h_G＜h_液＜h_D，是则转步骤二，若h_液＞h_D，说明储油样品罐1内的油量过少，样品石油将会面临无法充满整个管道流出，之前定标的设定时间t出油量也就不具备参考意义，所以通过关闭出油电磁阀门3关闭出油管使出油量＝0，保证出油量的可知性，此时转步骤三；若h_液＜h_G，说明储油样品罐1内的油量过多，样品石油会面临充满整个储油样品罐1堵塞进油管甚至回流油井的情况，且无法通过测距仪测量液面变化得出油井抽取的油量；此时转步骤四，其中h_G为液面过高的临界值，h_D为液面过低的临界值，h_液为当前时刻的液面高度值；

步骤二、进油电磁阀门2开启、出油电磁阀门3开启、石油泵4关闭，进入测量模式一：在该状态下，记下测距仪6显示的液面初位置h₂，延时设定时间t，再次记下测距仪6显示的液面末位置h₁，1s≤t≤30s，则液面下降高度Δh＝h₁-h₂；根据公式(1)计算石油进油流量ΔV，即单位时间从油井抽取到的石油量，也是从进油管道流入储油样品罐6的石油量；

ΔV＝(Δh_I-Δh)·S (1)

Δh_I为进油电磁阀门2关闭、出油电磁阀门3打开、石油泵4关闭状态下标定的设定时间t内储油样品罐6内样品石油液面末位置与液面初位置之差；S 为储油样品罐6的横截面积；

步骤三、进油电磁阀门2开启、出油电磁阀门3关闭、石油泵4关闭，进入测量模式二；返回步骤一；

步骤四、进油电磁阀门2开启、出油电磁阀门3开启、石油泵4开启，记下测距仪6显示的液面初位置h₂，延时设定时间t再次记下测距仪6显示的液面末位置h₁，则液面下降高度Δh＝h₁-h₂；根据公式(3)计算石油进油流量ΔV；

ΔV＝(Δh_III-Δh)·S (3)

Δh_III为进油电磁阀门2关闭、出油电磁阀门3开启、石油泵4开启状态下标定的设定时间t内储油样品罐6内样品石油液面末位置与液面初位置之差；S为储油样品罐6的横截面积；

步骤五、接收含水率测试仪检测的石油含水率M％,根据公式(4)对石油进油流量ΔV进行修正，得到石油质量流量[“质量流量”—单位设定时间t内纯石油(不含水)的进油质量流量]ΔV'；

ΔV'＝ΔV×(1-M％)。

步骤六、返回步骤一。