一种储油大罐油水界面检测技术及应用研究［摘要］该系统是为新疆油田采气一厂盆5采气作业区专门设计开发的，利用传感器技术检测含水率，由此判断油水界面位置，然后根据油水界面检测达到自动排水功能的目的。现场运行3年多来，系统稳定可靠，完全满足了生产需要。［关键词］储油大罐；油水界面监测；自动排水［DOI］1013939/jcnkizgsc2016230721概述油水界面检测的方法很多，但是针对油田储油大罐的油水界面的检测有其特殊性。［1-3］该系统是为新疆油田采气一厂盆5采气作业区专门设计开发的，具有油水界面检测、自动排水功能。主要由以下4个部分组成，即传感器、数据采集与通信（变送器）、RTU控制系统、执行器等。传感器负责油水界面感知、识别；数据采集与通信系统负责对传感器参数进行数据采集，并把采集的数据以串行通信协议格式发送到上位机（RTU）处理、显示和控制等；RTU控制系统负责对下位机（数据采集与通信系统）进行控制和轮询，数据处理、显示、手动控制、系统设置和操作控制等，并实现对执行器（电动开关阀门）的控制。控制有几种方式可选：自动和手动。2工作原理及实现方法该系统油水界面传感器在变送器的控制下，由30节（不同高度）AD转换器将罐体内不同高度的油水液体的含水率信息转换为数字信号与变送器通信。传感器以数字电路为基础，由若干个相互独立的发射极、外电极组成，测量时由二次表发出可中断脉冲作为步进指令信号，在步进脉冲信号作用下，使传感器发射极依次逐级选通，由此实现了测量的垂直分层;选通的发射极与外公共电极构成液体取样空间（取样室），并组成耦合电场，耦合电场存在的液体，油、水和空气阻抗介电系数不同，由此引起发射级吸收能量（AD值）发生变化，根据此变化设定含水率曲线函数。因此达到了垂直分层原油含水率测定的目的。含水率传感器结构示意如图1所示。图1传感器结构油水界面变送器将传感器的采集数字整理变换，按油水界面仪的通信协议与控制仪交换信息。油水界面控制仪在投入运行前按0〜100%分为10段对传感器进行标定，即分别将传感器置于含油率0%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%标准液，这里一定要注意的就是，水质必须是油水源的“水”。对于大罐油水界面检测，由于油水分界线较明显，检测的传感器数据变化很大，根据上下2段检测值即可认定油水界面的存在。大罐内装的传感器具有30节AD转换，每节相距6cm,可以检测180cm高度的含油率。根据油轻水重原理，认为含水率（100%-含油率，下同）变化增大方向由上至下，将用户的目标含水率从下至上与各点的含水率比较，最接近目标含水率的即视为“油水界面”，从上述原理分析，这个“油水界面”的高度误差+/-3cm0根据“油水界面”对应的AD转换的节点高度和传感器安装时里罐底的固有距离，可以计算出“油水界面”距罐底的高度。排水控制时，在传感器安装部分，可以任意设定控制水柱高度，也可以根据设定的附加排水时间（可根据经验认为设定），彻底排放传感器底部的所有水。3现场试验在现场设备安装完成后，系统应用前需要做系统标定，厂家提供了默认的0%〜100%含水率AD参数，没有标定条件的用户可以按此录入使用，仪表系统也固化有此参数。建议有条件的用户在该仪器投入运行前，可以配置相应的标准液，分别检测含水率为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%标准液下的AD值，然后录入RTU控制器中。对传感器进行标定，因为各个联合站的非含油水的矿化度有区别，因而对应同一含水率的液体的检测AD值也就不一样。其他参数的获取，主要是传感器安装位置，即传感器底部距大罐底部的距离（默认70cm）;系统采样轮询时间（默认300Sec）;附件放水时间（默认0Sec）;基本放水单元（默认60Sec）;油水界面控制位置，即控制界面（默认200cm）;手动放水时间；阀门开关动作时间（默认30Sec）;油水界面判断方式，即含水率％、AD值与AD偏差值，并设定门限值。如图2所示，主要显示油水界面位置，大罐底部距油水界面的高度，有以m为单位的，也有以cm为单位的。同时有辅助显示功能，左则为图示方式显示，排水阀门符号在闪动时表示正在排水。表示正在数据采集，采集字节数，新疆油...