一种测量石油生产过程中水中油含量的系统技术方案

本发明专利技术公开了一种测量石油生产过程中水中油含量的系统，包括第一参考光束、第二参考光束和探测器，所述系统还包括对水中油含量进行跟踪模块，该跟踪模块采用如下步骤对水中油含量进行监控：S1、利用第一参考光束水中油含量散射吸收进行定量分析；S2、利用第二参考光束记录水中悬浮物含量值IR和油体含量值UV进行背景的跟踪；S3、根据悬浮物含量值IR和油体含量值UV通过朗伯比尔定律中获取油层的吸收系数K，本发明专利技术通过使用第二参考光束对悬浮物进行实时跟踪和更新，并通过校准时测定主要悬浮物的吸收散射系统，从而排除悬浮物的影响，实现了油含量与光强关系实时检测。

【技术实现步骤摘要】
一种测量石油生产过程中水中油含量的系统
本专利技术涉及石油生产过程中的油水含量检测领域，具体涉及一种测量石油生产过程中水中油含量的系统。
技术介绍
水中油含量的检测,指的是水体中液态油含量的检测。由于油的密度小于水，且不溶于水，故油在油水两相或油、水、气三相状态下并不是均匀分布于流体中。因此，水中，尤其是复杂管道流体中的油含量的检测有相当的技术难度。而油含量检测在石油化工、环境保护等领域有着相当重要的应用。水体中油含量过高，不仅会造成油的浪费，而且严重污染环境。故油含量的准确检测，可为各种工业和生活排水的控制提供可靠的依据，有着极其重要的作用。现有油含量的测量，可分为三类：化学方法、光学方法、电学方法。第一类是化学的方法，是利用油脂发生化学反应后的生成物，进行油含量的测定。主要的方法是利用油脂和碱性溶液发生皂化反应，生成脂肪酸金属盐(肥皂)的含量测定油含量；光学方法则是利用油脂对红外光的吸收程度的不同，采集红外吸收光谱的吸收波峰的大小进行油含量的测定；电学方法则是采用电容式双电极探头，利用油脂的介电常数与水体的不同，测量水体中电容的变化，从而得知油含量的变化。现有技术的缺点：1.化学的测量方法：时间长，操作不方便，仅适用于实验室；2.电学的方法：电容双电极探头的采集过程中，由于探头电容极小，容易受到干扰，故其应用场合也受到限制，且探头的成本不菲。3.光学的方法：在实验室中一般采用红外吸收或紫外荧光方法，是一种操作简单，不需要特殊化学处理便捷测量方法，但由于油脂中分子结构相当复杂，红外吸收/紫外荧光光谱强度又与油品种类密切相关，因此一般需要针对特定标定油品进行单独标定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷，利用油和水的不同的光学物理特性，采用一种光学的方法，方便地实现复杂流体状况下油含量的测量。为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：1、一种测量石油生产过程中水中油含量的系统；包括第一参考光束、第二参考光束和探测器，所述系统还包括对水中油含量进行跟踪模块，该跟踪模块采用如下步骤对水中油含量进行监控：S1、利用第一参考光束水中油含量散射吸收进行定量分析；S2、利用第二参考光束记录水中悬浮物含量值IR和油体含量值UV进行背景的跟踪；S3、根据悬浮物含量值IR和油体含量值UV通过朗伯比尔定律中获取油层的吸收系数K。所述S2中悬浮物含量值IR和油体含量值UV进行背景的跟踪过程：2.1、当ΔUV变化小于阈值时，IR值变化不大,代入校准公式，得到较为稳定的随机变化的油含量值。2.2、当ΔUV基本没有变化，即接近0或小于0时，则重新更新IR0,UV0，实时背景的实时跟踪功能。所述步骤S3通过朗伯比尔定律中获取油层的吸收系数K过程：3.1、第二参考光束经过一段长度为L的液体介质后，出射光I的光强将会发生衰减：I＝I0e-KCL(1)其中K为吸收系数，C为液体浓度或浊度；3.2、通过如下公式计算出射光的光强则为：I＝I0e-(K1*C1*L)-(k2*C2*L)-K3*L(2)其中K1、C1为油的吸收系数和浓度，K2、C2为悬浮物的吸收系数、浓度/浊度；k3为水的吸收系数；令I0’＝I0e-k2*C2*L-K3*L则(2)式变为：I＝I0’e-K1*C1*L(3)3.3、为了找到K1，K2和K3的计算方法，首先，测定100％水的出射光强和100％油的出射光强可以分别得到K3和K1；然后，在只有水以及悬浮物的情况下，通过测定已知含量的悬浮物，如固定含量石英砂/悬浮微球的透过率，则可求得K2。有益效果与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)不再需要针对特定油品进行单独标定，标定完成后，具有普遍适用性。(2)采用实时
技术介绍
，摆脱了流体中由于背景变化较大带来的影响。(3)采用实时
技术介绍
，摆脱了由于光源受温度影响而导致衰减的影响。(4)本专利技术涉及石油生产过程中的油水含量检测领域，具体涉及一种测量石油生产过程中水中油含量的方法，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷，利用油和水的不同的光学物理特性，采用一种光学的方法，方便地实现复杂流体状况下油含量的测量具体方法是：根据朗伯-比尔定律，入射光经过介质后，会发生衰减，在流体中的衰减主要是由于油滴的吸收散射和悬浮物的吸收散射引起，本专利技术通过使用第二参考光束对悬浮物进行实时跟踪和更新，并通过校准时测定主要悬浮物的吸收散射系统，从而排除悬浮物的影响，实现了油含量与光强关系实时检测。附图说明图1是本专利技术一种测量石油生产过程中水中油含量的系统实施过程图。其中：1.红外光源2.三波段(红外、可见荧光、紫外)探测器3.紫外光源红外光源1和紫外光源3通过探测器2实时同步，得到流体中实时的红外的散射吸收强度S1与紫外荧光强度F1，通过比较保存的散射吸收背景S0与F0，并带入校准系数，可以实时得到当前流体的油/水含量。具体实施方式采用880nm电流恒定的红外光源发出入射光,经过透镜转化为近似平行光,然后经过防油污图层进入待测流体中,流体稳定后保存背景BKIR，参考光束采用380nm的UV光，记录纯水流体当中的背景值BKUV,此时IR值反映了流体内颗粒物的情况(颗粒物为0时)，反映了流体内含油的情况；加入适当的含量悬浮物，充分搅拌，使悬浮物均匀分布于流体当中，记录此时的IR0,UV0；然后更换光学池中的流体，将光学池中充满100％油品，获取此时的IRf,UVf，通过以上步骤获得基本参数,可以获得k1,K2,K3值。当ΔUV(UV-UV0)的绝对值变化大于某个阈值时，IR值被输入到校准公式当中，得到此时的含油量值,当ΔUV变化小于阈值时，IR值变化不大,代入校准公式，得到较为稳定的随机变化的油含量值。当ΔUV基本没有变化，即接近0或小于0时，则重新更新IR0,UV0，实时背景的实时跟踪功能。其中，k1,K2,K3值计算过程：(1)检测原理推演：根据朗伯-比尔定律，入射光I0经过一段长度为L的液体介质后，出射光I的光强将会发生衰减：I＝I0e-KCL(1)其中K为吸收系数，C为液体浓度或浊度；当液体中含有两种或2种以上介质时，如图1所示，C1表示油含量，C2表示悬浮物含量，这2种介质漂浮于L的水样之中，此时出射光的光强则为：I＝I0e-(K1*C1*L)-(k2*C2*L)-K3*L(2)其中K1、C1为油的吸收系数和浓度，K2、C2为悬浮物的吸收系数、浓度/浊度；k3为水的吸收系数令I0’＝I0e-k2*C2*L-K3*L则(2)式变为：I＝I0’e-K1*C1*L(3)为了找到K1，K2和K3的计算方法，首先测定100％水的出射光强和100％油的出射光强可以分别得到K3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量石油生产过程中水中油含量的系统，包括第一参考光束、第二参考光束和探测器，其特征在于，所述系统还包括对水中油含量进行跟踪模块，该跟踪模块采用如下步骤对水中油含量进行监控：/nS1、利用第一参考光束水中油含量散射吸收进行定量分析；/nS2、利用第二参考光束记录水中悬浮物含量值IR和油体含量值UV进行背景的跟踪；/nS3、根据悬浮物含量值IR和油体含量值UV通过朗伯比尔定律中获取油层的吸收系数K。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量石油生产过程中水中油含量的系统，包括第一参考光束、第二参考光束和探测器，其特征在于，所述系统还包括对水中油含量进行跟踪模块，该跟踪模块采用如下步骤对水中油含量进行监控：
S1、利用第一参考光束水中油含量散射吸收进行定量分析；
S2、利用第二参考光束记录水中悬浮物含量值IR和油体含量值UV进行背景的跟踪；
S3、根据悬浮物含量值IR和油体含量值UV通过朗伯比尔定律中获取油层的吸收系数K。


2.根据权利要求1所述的一种测量石油生产过程中水中油含量的系统，其特征在于，所述S2中悬浮物含量值IR和油体含量值UV进行背景的跟踪过程：
2.1、当ΔUV变化小于阈值时，IR值变化不大,代入校准公式，得到较为稳定的随机变化的油含量值。
2.2、当ΔUV基本没有变化，即接近0或小于0时，则重新更新IR0,UV0，实时背景的实时跟踪功能。


3.根据权利要求1所述的一种测量石油...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘敏，詹敏，邹明华，杨万有，张凤辉，沈琼，郭沛文，张成富，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11