一种原油含水率检测方法
阅读说明：本技术 一种原油含水率检测方法 (Method for detecting water content of crude oil ) 是由 孟敏 刘二余 杨雷 张延海 邓旋科 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本发明属于检测方法,具体涉及一种原油含水率检测方法。一种原油含水率检测方法,包括下述步骤：步骤1：确定温度修正参数；步骤2：检测原油含水率；步骤3：修正原油含水率。本发明的显著效果是：本申请以微波检测法为主要方法,针对微波检测法实施过程中温度误差和采样频率误差造成的缺陷进行改进,提前使用其他方法对微波检测法使用的设备的温漂进行修正,对于采样频率固定的设备,通过泰勒展开式对采样空白区域进行近似,得到最为接近的估计值。(The invention belongs to a detection method, and particularly relates to a method for detecting the water content of crude oil. A method for detecting the water content of crude oil comprises the following steps: step 1: determining a temperature correction parameter; step 2: detecting the water content of the crude oil; and step 3: and correcting the water content of the crude oil. The invention has the following remarkable effects: the method mainly uses a microwave detection method, improves defects caused by temperature errors and sampling frequency errors in the implementation process of the microwave detection method, corrects the temperature drift of equipment used by the microwave detection method by using other methods in advance, and approximates a sampling blank area by a Taylor expansion mode for equipment with fixed sampling frequency to obtain the closest estimated value.)
技术领域
本发明属于检测方法，具体涉及一种原油含水率检测方法。
背景技术
石油被称为“工业血液”，是现代有机化工最重要的原料之一。随着我国经济的持续快速发展，石油产量的增长已经远远不能满足国民经济发展对石油的依赖，石油进口已占中国石油消费的30％。因此，在原油生产和储运过程中，原油含水率是原油生产和开发中非常重要的参数指标，直接影响了原油的品质及其开发成本。
现有技术中，原油含水率测量方法主要分为两大类：(1)离线人工测量法，主要包括蒸馏法、电脱法、卡尔费休法；(2)在线实时测量法，主要包括电学法(电导法、电容法、电磁法)、射频法、微波检测法、微波透射法、光线探针法、红外光谱法、核磁共振法等。
微波检测法是使用微波对特定区域进行照射，收集发射端和接收性微波的数据信号，通过对比微波衰减的情况推测原油含水率的方法。这种方法可以实现在线检测，检测效率往往较高。
现有微波检测法的缺陷集中体现在：(1)由于微波的产生依靠放射性同位素，会对工作人体健康方面的伤害；(2)优于纯水和纯油衰减参数相差较小，因而有时精度较差；(3)设备精度受环境温度影响较大；(4)一旦原油含水率剧烈变化，设备检测频率可能无法满足检测要求。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种原油含水率检测方法。
本发明是这样实现的：一种原油含水率检测方法，包括下述步骤：
步骤1：确定温度修正参数；
步骤2：检测原油含水率；
步骤3：修正原油含水率。
如上所述的一种原油含水率检测方法，其中，所述的步骤1包括下述内容，
步骤1.1：采样
采样在-30℃～80℃区间进行，从-30℃开始，每上升1℃作为一个温度采样点，直到温度到80℃，每个温度采样点采集两份样品，形成两份样品序列，记为Ai序列和Bi序列，其中i＝1,2,3…111，其中Ai和Bi对应-30℃的采样，A2和B2对应-29℃的采样，…，A111和B111对应80℃的采样，
步骤1.2：分别检测原油含水率
用微波检测法和任意一种其他方法检测原油含水率，分别记为Pi和Qi，
其中Pi表示微波检测法测定的原油样品的含水率，即P1对应-30℃采样样品的含水率，P2对应-29℃采样样品的含水率，…，P111对应80℃采样样品的含水率；
类似的，Qi表示非微波检测法测定的原油样品的含水率，即Q1对应-30℃采样样品的含水率，Q2对应-29℃采样样品的含水率，…，Q111对应80℃采样样品的含水率，
则温度误差值ΔTi可以计算
ΔTi＝Qi-Pi
即可以得到每个温度下的含水率误差，
得到温度与含水率误差的对照表。
如上所述的一种原油含水率检测方法，其中，所述的步骤1还包括下述内容，
步骤1.3：温度步长自适应调整
步骤1.3.1：求平均温度误差值
平均温度误差值用下述公式计算
其中ΔTi为序列中的温度误差值，在第一次计算时，该序列为步骤1.2中得到的序列，在以后的计算中使用上一个周期计算中得到的序列值；
N为序列的总个数，在第一次计算时，N的值为111，在后续计算中使用上一个周期计算中得到的值，
步骤1.3.2：判断
进行下述两个不等式的判断，
其中上述两个不等式均从i＝2开始计算，
若上述两个不等式均成立，那么记录所有温度值及该温度对应的误差值，形成温度与含水率误差的对照表，并执行步骤2；否则执行步骤1.3.3，
步骤1.3.3：温度步长调整
在ΔTi对应的温度ti与ΔTi-1对应的温度ti-1之间增加一个温度在该温度点执行步骤1.1及步骤1.2，将新的温度和该温度对应的误差，插入原温度序列及误差序列，然后执行步骤1.3，
本步骤执行时，从i＝2开始计算，直到i＝N结束，作为一个循环周期，最多执行三个循环周期，当三个循环周期完成后，无论步骤1.3.2的不等式是否均成立，均执行步骤2，
得到温度步长调整后的温度与含水率误差的对照表。
如上所述的一种原油含水率检测方法，其中，所述的步骤2包括下述内容，
使用微波检测法检测原油的含水率fi，同时记录检测时的温度和时间，其中温度用ti表示，时间用ki，上述参数中的角标i表示检测的次数。
如上所述的一种原油含水率检测方法，其中，所述的步骤3包括下述内容，
用下述公式计算修正后的原油含水率f修i
f修i＝fi+T修i
其中fi是步骤2中用微波检测法检测原油的含水率，T修i用下述方法获得
首先用温度ti在步骤1的温度与含水率误差的对照表查找，如果温度ti落入区间[ta，tb]，那么取ta，tb对应的温度误差值ΔTa和温度误差值ΔTb参与后续计算，其中ta，tb均为步骤1中的得到的温度与含水率误差的对照表中的温度值，且tb与ta相差1℃，
如果温度ti刚好与步骤1的温度与含水率误差的某个温度ta完全一致，则取ta对应的温度误差值ΔTa参与后续计算；
然后用下述公式计算T修i
如上所述的一种原油含水率检测方法，其中，该方法还包括下述步骤，
步骤4：判断
如果相邻两次检测的含水率变化超过10％，那么执行步骤5，否则循环执行步骤2和步骤3，即
如果下式成立，那么执行步骤5，否则循环执行步骤2和步骤3，
步骤5：计算采样间含水率
对f修i-1和f修i分别进行泰勒展开，展开式保留10阶，对于时刻ki-1与时刻ki之间的任意一个时间点ka，均可用下述公式计算ka时刻的原油含水率fk
本发明的显著效果是：本申请以微波检测法为主要方法，针对微波检测法实施过程中温度误差和采样频率误差造成的缺陷进行改进，提前使用其他方法对微波检测法使用的设备的温漂进行修正，对于采样频率固定的设备，通过泰勒展开式对采样空白区域进行近似，得到最为接近的估计值。
具体实施方式
一种原油含水率检测方法，包括下述步骤：
步骤1：确定温度修正参数
步骤1.1：采样
采样在-30℃～80℃区间进行，从-30℃开始，每上升1℃作为一个温度采样点，直到温度到80℃。每个温度采样点采集两份样品，形成两份样品序列，记为Ai序列和Bi序列，其中i＝1,2,3…111，其中Ai和Bi对应-30℃的采样，A2和B2对应-29℃的采样，…，A111和B111对应80℃的采样。
步骤1.2：分别检测原油含水率
用微波检测法和任意一种其他方法检测原油含水率，分别记为Pi和Qi。
其中Pi表示微波检测法测定的原油样品的含水率，即P1对应-30℃采样样品的含水率，P2对应-29℃采样样品的含水率，…，P111对应80℃采样样品的含水率；
类似的，Qi表示非微波检测法测定的原油样品的含水率，即Q1对应-30℃采样样品的含水率，Q2对应-29℃采样样品的含水率，…，Q111对应80℃采样样品的含水率。
则温度误差值ΔTi可以计算
ΔTi＝Qi-Pi
即可以得到每个温度下的含水率误差。
前述的任意一种其他方法是指任意一种非微波检测法的检测原油含水率的方法。该方法应满足检测准确率高的原则。作为一个示例，在本申请中的其他方法使用的是蒸馏法。当然本领域技术人员可以选用任意一种其他现有方法。
作为本步骤的一个扩展形式，在选用其他方法(对比方法)时，可以选用超过一种方法进行，例如在采样时，每个温度点采样多份，每份样品采用不同的方法测定含水率，比如使用蒸馏法和密度法，此时将获得多组检测数据，在计算每个温度下的含水率误差时，首先将其他对比方法测得的含水率统一，然后与微波检测法测定的含水率比较。这种方法也是可以的，只是每增加一种方法，检测时间和费用将会对应的增加。
步骤1.3：温度步长自适应调整
步骤1.3.1：求平均温度误差值
平均温度误差值用下述公式计算
其中ΔTi为序列中的温度误差值，在第一次计算时，该序列为步骤1.2中得到的序列，在以后的计算中使用上一个周期计算中得到的序列值；
N为序列的总个数，在第一次计算时，N的值为111，在后续计算中使用上一个周期计算中得到的值。
步骤1.3.2：判断
进行下述两个不等式的判断，
其中上述两个不等式均从i＝2开始计算。
若上述两个不等式均成立，那么记录所有温度值及该温度对应的误差值，形成温度与含水率误差的对照表，并执行步骤2；否则执行步骤1.3.3。
步骤1.3.3：温度步长调整
在ΔTi对应的温度ti与ΔTi-1对应的温度ti-1之间增加一个温度在该温度点执行步骤1.1及步骤1.2，将新的温度和该温度对应的误差，插入原温度序列及误差序列，然后执行步骤1.3。
本步骤执行时，从i＝2开始计算，直到i＝N结束，作为一个循环周期，最多执行三个循环周期，当三个循环周期完成后，无论步骤1.3.2的不等式是否均成立，均执行步骤2。
本步骤最终得到温度与含水率误差的对照表。
步骤2：检测原油含水率
使用微波检测法检测原油的含水率fi，同时记录检测时的温度和时间，其中温度用ti表示，时间用ki，上述参数中的角标i表示检测的次数。
步骤3：修正原油含水率
用下述公式计算修正后的原油含水率f修i
f修i＝fi+T修i
其中fi是步骤2中用微波检测法检测原油的含水率，T修i用下述方法获得
首先用温度ti在步骤1的温度与含水率误差的对照表查找，如果温度ti落入区间[ta，tb]，那么取ta，tb对应的温度误差值ΔTa和温度误差值ΔTb参与后续计算，其中ta，tb均为步骤1中的得到的温度与含水率误差的对照表中的温度值，且tb与ta相差1℃。
如果温度ti刚好与步骤1的温度与含水率误差的某个温度ta完全一致，则取ta对应的温度误差值ΔTa参与后续计算；
然后用下述公式计算T修i
步骤4：判断
如果相邻两次检测的含水率变化超过10％，那么执行步骤5，否则循环执行步骤2和步骤3，即
如果下式成立，那么执行步骤5，否则循环执行步骤2和步骤3，
步骤5：计算采样间含水率
对f修i-1和f修i分别进行泰勒展开，展开式保留10阶，对于时刻ki-1与时刻ki之间的任意一个时间点ka，均可用下述公式计算ka时刻的原油含水率fk
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