井口原油含水率在线测量装置

摘要

井口原油含水率在线测量装置，应用于油田采油单井井口原油含水率在线测量。主要由电容测量前端、数据采集电路组成。一、电容测量前端是原油含水率测量装置最重要的环节，它把原油含水率的变化转变为可测量的电容信号。二、数据采集电路由两部分构成，即电容电压转换电路和电压电流转换电路，分别基于CAV444芯片和AM462芯片进行设计。效果是：实现了在油井井口对原油含水率进行在线准确测量，能满足油井生产动态分析的需求并满足了数据远传要求。计量准确度高，最大相对偏差在±5％范围以内；符合油田防爆要求。在线测量的误差小、可靠性较高。

主权项

一种井口原油含水率在线测量装置，主要由电容测量前端、数据采集电路组成，其特征在于：电容测量前端主要由罩筒(1)、过渡块(2)、管螺纹螺母(3)、连接柱(4)、基体(5)、电极座(6)、导线管(7)、电容管(8)、压板(9)、锁紧螺钉(10)和螺母(11)组成；导线管(7)和电容管(8)均采用不锈钢毛细管，电容管(8)表面涂有绝缘涂层，导线管(7)与电容管(8)之间的距离在3～6mm，导线管(7)和电容管(8)中心孔内均有电加热丝，导线管(7)和电容管(8)的两端分别固定在绝缘材料制的长方体形电极座(6)上，两个电极座(6)分别嵌在基体(5)内壁凹槽中并用密封胶灌封；基体(5)外壁为圆柱体形，基体(5)内为长方形孔；基体(5)下端内壁对称分布有两个镶嵌电极座(6)的槽，基体(5)有四个轴向孔，连接柱(4)穿过基体(5)壁上的轴向孔，在连接柱(4)下端部通过螺母(11)固定有环形压板(9)，导线管(7)和电容管(8)内加热丝的两端分别连接有加热导线；导线管(7)和电容管(8)分别连接有测量电容输出电极导线，加热导线和测量电容输出电极导线通过连接柱(4)中心孔引出，加热导线和测量电容输出电极导线连接在电路板上的接线端子上，连接柱(4)的上端穿过管螺纹螺母(3)和圆形过渡块(2)并由螺母固定，管螺纹螺母(3)与圆形过渡块(2)焊接在一起，管螺纹螺母(3)为圆柱体形，在管螺纹螺母(3)的下端有外螺纹，上端为正六方体，圆形过渡块(2)的边沿分布有螺孔，在圆形过渡块(2)的上部有罩筒(1)，罩筒(1)与过渡块(2)之间通过连接螺栓(12)固定；数据采集电路主要包括电路芯片CAV444芯片和AM462芯片，构成数据采集电路的电容电压转换电路和电压电流转换电路两部分；CAV444芯片的第一和第二管脚分别于测量振荡器电阻RCM和电流源调准电阻RCW相连，并且测量振荡器电阻RCM和电流源调整电阻RCW连同CAV444芯片的第十管脚接地；CAV444芯片的外接第三管脚与外接第十一管脚相连通；CAV444芯片的外接第四管脚输出级电阻R2、R5及满度校准电阻R1相连接，输出级电阻R2另一端与外接第六管脚相连，输出级电阻R5的另一端与输出级电阻R4及零点校准电阻R3相连，输出级电阻R4另一端接地，该零点校准电阻R3的另一端与CAV444芯片外接第十一管脚相连，满度校准电阻R1另一端与外接第五管脚相连接；同时CAV444芯片外接第五管脚还与AM462芯片外接第三管脚相连接，CAV444芯片的外接第六管脚还与参考电压电容CVREF相连接，该电容的另一端接地；CAV444芯片的外接第七、第八和第九管脚均空置；从CAV444芯片的外接第十二管脚引出导线到外接电容探针CM的一端，同时电容探针CM的另一端接地线；CAV444芯片的外接第十三、十四、十五及十六管脚分别与低通滤波器电容CF2、工作电源电阻RA、另一个低通滤波器电容CF1及频率电压转换电容CW相连接，这些元件的另一端均接地；AM462芯片外接第一管脚与调压电阻R9相连接，该电阻另一端与AM462芯片外接第二管脚相连接，同时AM462芯片外接第二管脚与另一个调压电阻R8相连，且调压电阻R8另一端连同AM462芯片外接第十四管脚接地；AM462芯片外接第四管脚与两个增益电阻R6和R7相连接，增益电阻R7另一端与AM462芯片外接第一管脚相连，另一个增益电阻R6另一端与AM462芯片外接第五管脚相连接；AM462芯片外接第六管脚与负载电阻R13相连，该负载电阻另一端接地；AM462芯片外接第八管脚依次与三极管T1、二极管D1及稳定电阻R12相连，该稳定电阻R12另一端接地，三极管T1的集电极与AM462芯片外接第九管脚及第十管脚相连，且该芯片的第九与第十管脚是连通的，同时该第九与第十管脚与检测电阻R0相连，该检测电阻另一端与AM462芯片外接第十一管脚及输出电容C2相连接，C2另一端接地；AM462芯片外接第十五管脚与CAV444芯片外接第十一管脚及VREF电压参考电容C1相连，该参考电容另一端接地；AM462芯片外接第十六管脚与两个调零电阻R10、R11相连接，调零电阻R10另一端与AM462芯片外接第十五管脚相连，R11另一端接地；AM462芯片外接第七、第十二、第十三管脚空置；从AM462芯片外接第十一管脚为测量电路输入24V直流电源，经过电路转换AM462芯片外接第十五管脚为CAV444芯片提供5V直流电流由CAV444芯片外接第十一管脚输入；探针电容值由CM输入经过转换形成的电流值IOUT由负载电阻RL一端输出。