基于电容法的原油高含水率测量方法研究
发布时间：2021-08-27 21:55
石油能源主导着经济,交通,化工等众多部门的发展,被称为“工业的血液”。石油产业对世界经济而言,占据着必不可少的地位。经济日益发展的今天,世界对石油的需求也在加剧。在我国,随着石油的持续开采,部分油田的石油资源已经接近枯竭状态,且大部分油田都处于高含水状态。研究高含水原油含水率的测量方法,对油田开采具有十分重要的意义。研究现有的原油含水率测量方法,总结多种测量方法以及现在国内外的原油含水率测量仪器存在的优缺点,最终选取电容法对原油含水率进行测量。针对电容法测原油含水率的测量原理进行了研究,提出了一种多层筒式电容传感器结构组成的测量方法,用于测量原油高含水率。根据对混合物等效介电常数计算模型的研究和选择,建立了筒式电容传感器电容值与原油含水率之间的计算模型。在理论分析的基础上,利用COMSOL仿真软件,对整体的电势分布等传感器特性进行仿真计算。通过对计算结果的研究,证实了电容法测原油高含水率的理论可行性。利用仿真确定的结构参数,对传感器的结构设计进行优化。提高电容法测量原油高含水率的准确性。针对含水率的测量系统,进行了硬件设计,采用单片机控制含水率的测量系统,同时具备信号采集及信号处理模块...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电容传感器三维结构网格示意图
（a）电势径向分布图 （b）电势轴向分布图图 3.3 电势分布仿真结果从仿真结果可以看出，电势从激励电极向接收电极减小，激励电极附近电势值最大，电势变化呈梯形分布。激励电极附近的电势变化比较明显，接收电极附近的电势变化比较小。因为靠近激励电极附近的电势值较大，所以介电常数变化引起的变化会比较大，根据仿真结果推测，在传感器中越靠近激励电极的位置，传感器测量灵敏度越高。对比于单层筒式电容传感器，多层筒式电容传感器并联了两对电容极板，增加了初始的电容值，减小了泄露电容的影响，提高测量的准确性。为了分析传感器结构参数对电势分布的影响，进行了多次仿真计算，对比不同结构参数时仿真结果，选择最优的结构。仿真时，会改变极板厚度，绝缘层厚度，极板长度等参数。从已知仿真结果可看出，在同一轴向位置，距离内电极距离相同的点，电势值差别不明显。因此，选取不同的径向点进行电势检测。由于传感器具有对称性，且通过观察图 3.3（b），两对极板间变化基本相同，选取内电极中心到测量电极中心的位置的电势分布，对其电势数值变化进行分析，如图 3.4 是内电极附近电势分布图。
径向分布图 （b）电势轴图 3.3 电势分布仿真结果看出，电势从激励电极向接收电极减小，激励电。激励电极附近的电势变化比较明显，接收电电极附近的电势值较大，所以介电常数变化引在传感器中越靠近激励电极的位置，传感器测器，多层筒式电容传感器并联了两对电容极板的影响，提高测量的准确性。结构参数对电势分布的影响，进行了多次仿真择最优的结构。仿真时，会改变极板厚度，绝结果可看出，在同一轴向位置，距离内电极距选取不同的径向点进行电势检测。由于传感器对极板间变化基本相同，选取内电极中心到测数值变化进行分析，如图 3.4 是内电极附近电
【参考文献】：
期刊论文
[1]便携式原油含水率传感器的设计与制作[J]. 房开拓,李唐,施允洋,许艳. 南方农机. 2017(24)
[2]智能擦除式原油含水率测定仪的应用[J]. 张颂. 化工管理. 2017(10)
[3]电磁电导法测量原油含水率一次感应电动势处理[J]. 常丽,张彪. 沈阳工业大学学报. 2017(05)
[4]原油含水率测试仪显示系统设计[J]. 冯旭东,张一杰,李建航,强兵照,张佳佳,徐贝. 电子制作. 2017(06)
[5]原油含水率自校准方法研究[J]. 贾惠芹,冯旭东,高国旺. 自动化仪表. 2017(03)
[6]原油混合液含水率的在线测量及精度分析[J]. 贺倩倩,来跃深. 西安工业大学学报. 2016(10)
[7]原油含水率测量技术综述[J]. 马文涛,郭文阁,雍振,张旋. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2016(03)
[8]特高含水期含水分析存在的问题及技术对策[J]. 李月宁. 中国石油石化. 2016(S1)
[9]基于Comsol的电容传感器仿真研究[J]. 刘延东,周恩学,董德帅. 电气电子教学学报. 2015(01)
[10]浅析原油的中红外光谱特征[J]. 陈圆圆,吴嫡,王丽莲,田茂宏. 中国石油和化工标准与质量. 2014(08)
博士论文
[1]电容法测量蒸汽湿度的研究[D]. 杜利鹏.哈尔滨工程大学 2013
硕士论文
[1]原油含水率测量技术研究[D]. 贺国强.西安石油大学 2017
[2]原油含水率测试方法研究[D]. 孙广栋.西南石油大学 2017
[3]水平井流量含水率测试仪的研究[D]. 李翔宇.吉林大学 2017
[4]基于电磁波法油罐自动脱水系统的研究与设计[D]. 高海.武汉工程大学 2017
[5]同轴相位法含水率仪系统研究[D]. 陈召.哈尔滨理工大学 2017
[6]基于BP神经网络的原油含水率测量研究[D]. 陈冬.沈阳工业大学 2016
[7]基于近红外技术的原油水含量检测研究[D]. 胡学涛.中国计量学院 2015
[8]电磁电导法测量原油含水率的研究[D]. 屈远.沈阳工业大学 2013
[9]油水两相流同轴流体电容传感器测量特性研究[D]. 张浩.天津大学 2012
[10]插入式低流速高含水油水两相流测量方法研究[D]. 梁兴贺.天津大学 2012
本文编号：3367161
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电容传感器三维结构网格示意图
（a）电势径向分布图 （b）电势轴向分布图图 3.3 电势分布仿真结果从仿真结果可以看出，电势从激励电极向接收电极减小，激励电极附近电势值最大，电势变化呈梯形分布。激励电极附近的电势变化比较明显，接收电极附近的电势变化比较小。因为靠近激励电极附近的电势值较大，所以介电常数变化引起的变化会比较大，根据仿真结果推测，在传感器中越靠近激励电极的位置，传感器测量灵敏度越高。对比于单层筒式电容传感器，多层筒式电容传感器并联了两对电容极板，增加了初始的电容值，减小了泄露电容的影响，提高测量的准确性。为了分析传感器结构参数对电势分布的影响，进行了多次仿真计算，对比不同结构参数时仿真结果，选择最优的结构。仿真时，会改变极板厚度，绝缘层厚度，极板长度等参数。从已知仿真结果可看出，在同一轴向位置，距离内电极距离相同的点，电势值差别不明显。因此，选取不同的径向点进行电势检测。由于传感器具有对称性，且通过观察图 3.3（b），两对极板间变化基本相同，选取内电极中心到测量电极中心的位置的电势分布，对其电势数值变化进行分析，如图 3.4 是内电极附近电势分布图。
径向分布图 （b）电势轴图 3.3 电势分布仿真结果看出，电势从激励电极向接收电极减小，激励电。激励电极附近的电势变化比较明显，接收电电极附近的电势值较大，所以介电常数变化引在传感器中越靠近激励电极的位置，传感器测器，多层筒式电容传感器并联了两对电容极板的影响，提高测量的准确性。结构参数对电势分布的影响，进行了多次仿真择最优的结构。仿真时，会改变极板厚度，绝结果可看出，在同一轴向位置，距离内电极距选取不同的径向点进行电势检测。由于传感器对极板间变化基本相同，选取内电极中心到测数值变化进行分析，如图 3.4 是内电极附近电
【参考文献】：
期刊论文
[1]便携式原油含水率传感器的设计与制作[J]. 房开拓,李唐,施允洋,许艳. 南方农机. 2017(24)
[2]智能擦除式原油含水率测定仪的应用[J]. 张颂. 化工管理. 2017(10)
[3]电磁电导法测量原油含水率一次感应电动势处理[J]. 常丽,张彪. 沈阳工业大学学报. 2017(05)
[4]原油含水率测试仪显示系统设计[J]. 冯旭东,张一杰,李建航,强兵照,张佳佳,徐贝. 电子制作. 2017(06)
[5]原油含水率自校准方法研究[J]. 贾惠芹,冯旭东,高国旺. 自动化仪表. 2017(03)
[6]原油混合液含水率的在线测量及精度分析[J]. 贺倩倩,来跃深. 西安工业大学学报. 2016(10)
[7]原油含水率测量技术综述[J]. 马文涛,郭文阁,雍振,张旋. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2016(03)
[8]特高含水期含水分析存在的问题及技术对策[J]. 李月宁. 中国石油石化. 2016(S1)
[9]基于Comsol的电容传感器仿真研究[J]. 刘延东,周恩学,董德帅. 电气电子教学学报. 2015(01)
[10]浅析原油的中红外光谱特征[J]. 陈圆圆,吴嫡,王丽莲,田茂宏. 中国石油和化工标准与质量. 2014(08)
博士论文
[1]电容法测量蒸汽湿度的研究[D]. 杜利鹏.哈尔滨工程大学 2013
硕士论文
[1]原油含水率测量技术研究[D]. 贺国强.西安石油大学 2017
[2]原油含水率测试方法研究[D]. 孙广栋.西南石油大学 2017
[3]水平井流量含水率测试仪的研究[D]. 李翔宇.吉林大学 2017
[4]基于电磁波法油罐自动脱水系统的研究与设计[D]. 高海.武汉工程大学 2017
[5]同轴相位法含水率仪系统研究[D]. 陈召.哈尔滨理工大学 2017
[6]基于BP神经网络的原油含水率测量研究[D]. 陈冬.沈阳工业大学 2016
[7]基于近红外技术的原油水含量检测研究[D]. 胡学涛.中国计量学院 2015
[8]电磁电导法测量原油含水率的研究[D]. 屈远.沈阳工业大学 2013
[9]油水两相流同轴流体电容传感器测量特性研究[D]. 张浩.天津大学 2012
[10]插入式低流速高含水油水两相流测量方法研究[D]. 梁兴贺.天津大学 2012
本文编号：3367161
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