本发明专利技术涉及一种快开收球筒的恒温控制方法，所述方法包括如下步骤：获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速，作为当前采样时刻的含水率和流速；分别将当前采样时刻的含水率和流速与初始采样时刻的含水率和流速进行比较，获得含水率变化值和流速变化值；基于所述含水率变化值和所述流速变化值计算当前采样时刻的温度补偿值；利用当前采样时刻的温度补偿值对初始采样时刻的控制温度进行补偿，获得当前采样时刻的控制温度；根据当前采样时刻的控制温度对快开收球筒进行加热。本发明专利技术通过实时采集的流入快开收球筒的原油的含水率和流速，对控制温度进行实施补偿，以实现对快开收球筒内的原油进行恒温加热。实现对快开收球筒内的原油进行恒温加热。实现对快开收球筒内的原油进行恒温加热。
【技术实现步骤摘要】
一种快开收球筒的恒温控制方法及装置
[0001]本专利技术涉及油田地面设备
，特别是涉及一种快开收球筒的恒温控制方法及装置。
技术介绍
[0002]快开收球筒主要作用是油田管输清蜡球的回收，通常安装在油田场站的增压点、结转站或联合站内。如果快开收球筒内温度过低，清蜡球不易取出，造成与管道结蜡相连接，人工清理费事费力。如果快开收球筒内温度过高，原油有可能分解出可燃气体，存在安全隐患。通过电磁感应加热线圈对快开收球筒筒壁进行加热，可以有效解决筒内温度过低的问题。
[0003]因为流经快开收球筒的含水原油的含水率及流速等随着油井井况的变化而变化，难以实现对快开收球筒内的原油进行恒温加热。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种快开收球筒的恒温控制方法及装置，以采用实时温度补偿的方式，实现对快开收球筒内的原油进行恒温加热。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种快开收球筒的恒温控制方法，所述方法包括如下步骤：
[0007]获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速，作为当前采样时刻的含水率和流速；
[0008]分别将当前采样时刻的含水率和流速与初始采样时刻的含水率和流速进行比较，获得含水率变化值和流速变化值；
[0009]基于所述含水率变化值和所述流速变化值计算当前采样时刻的温度补偿值；
[0010]利用当前采样时刻的温度补偿值对初始采样时刻的控制温度进行补偿，获得当前采样时刻的控制温度；
[0011]根据当前采样时刻的控制温度对快开收球筒进行加热，当下一个采样时刻到达时，将下一个采样时刻设置为当前采样时刻，返回步骤“获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速”。
[0012]可选的，所述获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速，具体包括：
[0013]通过设置在原油进口管道上的流速传感器，采集当前采样时刻流入快开收球筒的原油的流速；
[0014]通过设置在快开收球筒和原油进口管道之间的含水率传感器，采集流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值；
[0015]通过设置在原油进口管道内的第一温度传感器，采集当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度；
[0016]根据流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值和当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度，计算当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率。
[0017]可选的，所述根据流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值和当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度，计算当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率，具体包括：
[0018]根据拟合关系式和当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度，确定流体为当前采样时刻的温度下的水时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值；所述拟合关系式表示流体为水时含水率传感器输出的电压幅值与温度的关系式；
[0019]根据流体为当前采样时刻的温度下的水时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值和流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值，利用公式计算当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率；
[0020]其中，α
w
表示当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率，F
w
表示流体为当前采样时刻的温度下的水时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值，F
m
表示流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值。
[0021]可选的，所述基于所述含水率变化值和所述流速变化值计算当前采样时刻的温度补偿值，具体包括：
[0022]根据含水率变化值、油的比热容和水的比热容，计算含水率变化引起的热量变化值，作为第一热量变化值；
[0023]根据所述第一热量变化值计算第一温度补偿值；所述第一温度补偿值为当含水率变化时，使快开收球筒内的原油保持设定温度的控制温度补偿值；
[0024]根据流速变化值计算流速变化引起的热量变化值，作为第二热量变化值；
[0025]根据所述第二热量变化值计算第二温度补偿值；所述第二温度补偿值为当流速变化时，使快开收球筒内的原油保持设定温度的控制温度补偿值。
[0026]总的控制温度补偿值ΔT计算的原理为：
[0027][0028]式中：ΔT为控制温度补偿值；ΔQ为总的热量变化值；V
b
为快开收球筒的体积；S为流速；ΔS为流速变化值；A为原油进口管道管道横截面积；Δt为给定采样时间间隔；α
w
为原油的含水率；Δα
w
为含水率变化值；c
W
为水的比热容；ρ
W
为水的密度；c
o
油的比热容；ρ
O
油的密度。
[0029]根据以上公式，当含水率变化，流速不变时，得
[0030][0031]式中，ΔT1为当前温度差。
[0032]ΔT1＝控制温度
‑
当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度
[0033][0034]同理，当含水率不变，流速变化时，得
[0035][0036][0037]当含水率和流速都发生变化时，假定流速恒定计算第一热量变化值，假定含水率恒定计算第二热量变化值，采用以下公式计算总热量
[0038][0039]进而利用控制温度补偿值计算公式可以得到ΔT。
[0040]可选的，所述利用当前采样时刻的温度补偿值对初始采样时刻的控制温度进行补偿，获得当前采样时刻的控制温度，之前还包括：
[0041]根据初始采样时刻流入快开收球筒的原油的温度、含水率和流速，计算将采样时间间隔内流入快开收球筒内的原油加热到设定温度所需的总热量；
[0042]根据含水率和流速的变化值确定总热量的值，当流速不变(或者变化值很小)，总热量采用第一热量变化值，控制温度补偿值采用第一温度补偿值；当含水率不变(或者变化值很小)，总热量采用第二热量变化值，控制温度补偿值采用第二温度补偿值；当含水率和流速都发生变化时，流速都发生变化时，计算，控制温度补偿值采用计算。
[0043]根据所述总热量计算初始采样时刻的控制温度；所述初始采样时刻的控制温度为快开收球筒的加热装置在采样时间间隔内产生所述总热量所需的控制温度。
[0044]可选的，所述返回步骤“获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速”，之前还包括：
[0045]获取当前采样时刻的快开收球筒内原油的温度；
[0046]判断快开收球筒内原油的温度与设定温度的差值是否小于温差阈值，获得判断结果；
[0047]若所述判断结果表示否，返回步骤“获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速”；
[0048]若所述判断结果表示是，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种快开收球筒的恒温控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速，作为当前采样时刻的含水率和流速；分别将当前采样时刻的含水率和流速与初始采样时刻的含水率和流速进行比较，获得含水率变化值和流速变化值；基于所述含水率变化值和所述流速变化值计算当前采样时刻的温度补偿值；利用当前采样时刻的温度补偿值对初始采样时刻的控制温度进行补偿，获得当前采样时刻的控制温度；根据当前采样时刻的控制温度对快开收球筒进行加热，当下一个采样时刻到达时，将下一个采样时刻设置为当前采样时刻，返回步骤“获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速”。2.根据权利要求1所述的快开收球筒的恒温控制方法，其特征在于，所述获取当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率和流速，具体包括：通过设置在原油进口管道上的流速传感器，采集当前采样时刻流入快开收球筒的原油的流速；通过设置在快开收球筒和原油进口管道之间的含水率传感器，采集流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值；通过设置在原油进口管道内的第一温度传感器，采集当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度；根据流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值和当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度，计算当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率。3.根据权利要求2所述的快开收球筒的恒温控制方法，其特征在于，所述根据流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值和当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度，计算当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率，具体包括：根据拟合关系式和当前采样时刻流入快开收球筒的原油的温度，确定流体为当前采样时刻的温度下的水时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值；所述拟合关系式表示流体为水时含水率传感器输出的电压幅值与温度的关系式；根据流体为当前采样时刻的温度下的水时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值和流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值，利用公式计算当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率；其中，α
w
表示当前采样时刻流入快开收球筒的原油的含水率，F
w
表示流体为当前采样时刻的温度下的水时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值，F
m
表示流体为当前采样时刻流入快开收球筒的原油时含水率传感器的测量电极之间的电压幅值。4.根据权利要求1所述的快开收球筒的恒温控制方法，其特征在于，所述基于所述含水率变化值和所述流速变化值计算当前采样时刻的温度补偿值，具体包括：根据含水率变化值、油的比热容和水的比热容，计算含水率变化引起的热量变化值，作
为第一热量变化值；根据所述第一热量变化值计算第一温度补偿值；所述第一温度补偿值为当含水率变化时，使快开收球筒内的原油保持设定温度的控制温度补偿值；根据流速变化值计算流速变化引起的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，徐向前，奚运涛，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
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