本發(fā)明涉及油氣水三相分離器，尤其是一種用于三相分離器的介質(zhì)乳化層厚度測量儀。

背景技術(shù)：

分離器是原油處理的重要設(shè)備之一，其中三相分離器更是能夠在油井產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離的同時，還能將原油中的部分水分離出來，同時分離器內(nèi)還設(shè)有液位計，是測量分離器內(nèi)部液面高度的主要設(shè)備。授權(quán)公告號為CN203310481U的中國實用新型專利說明書公開了這樣一種電容式液位計，包括條狀或數(shù)字顯示器、導(dǎo)電彈簧、電子殼體、密封螺母、絕緣墊、絕緣套件、安裝螺母、密封墊、接頭、鉚釘、不銹鋼管、鎖緊螺母，其原理是插入氣瓶內(nèi)的不銹鋼管和氣瓶殼體就形成了一個電容傳感器，氣瓶內(nèi)液體液位的變化使電容傳感器電容值發(fā)生改變來進(jìn)行液位的測量。在實際操作中往往需要分析分離器內(nèi)部的介質(zhì)分布情況，但是這種電容液位計只能測量分離器內(nèi)部油水界面和油氣界面，而不能測量油水乳化層的厚度，更是無法測得整個分離器內(nèi)的介質(zhì)分布情況，同樣在清洗和維護(hù)方面也需要將液位計拆卸下來進(jìn)行實施，操作非常不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種測量準(zhǔn)確、操作方便的用于三相分離器的介質(zhì)乳化層厚度測量儀。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種用于三相分離器的介質(zhì)乳化層厚度測量儀，包括分離器外殼和液位測量裝置，所述分離器外殼為罐體結(jié)構(gòu)且開設(shè)有罐口，所述液位測量裝置包括表頭、支撐架和固定在支撐架內(nèi)部測量極板，所述表頭與所述支撐架固定連接，所述支撐架伸入所述罐口，所述表頭固定安裝在所述罐口處，所述測量極板包括測量底板和激勵底板，所述測量底板上設(shè)有測量電容極板，所述激勵底板上設(shè)有激勵電容極板，所述測量電容極板和所述激勵電容極板分別通過導(dǎo)線與所述表頭連接。

具體的，所述分離器外殼罐口處設(shè)有開口向下的安裝孔法蘭，所述表頭與支撐架之間設(shè)有固定法蘭，所述固定安裝孔法蘭與所述固定法蘭固定連接。

具體的，所述支撐架內(nèi)部設(shè)有固定卡，所述測量極板通過固定卡固定在所述支撐架內(nèi)部。

具體的，所述測量電容極板陣列排布在所述測量極板上。

具體的，所述液位測量裝置還包括設(shè)于表頭內(nèi)的單片機(jī)與電容測量模塊，所述激勵電容極板與所述單片機(jī)之間連接有高頻激勵模塊，所述測量電容極板與所述單片機(jī)之間連接有多路選擇開關(guān)，所述多路選擇開關(guān)上通過電容測量模塊與所述單片機(jī)連接，所述表頭還包括與所述單片機(jī)分別相連的就地顯示模塊和遠(yuǎn)傳通訊接口，所述遠(yuǎn)傳通訊接口外接中控電腦。

具體的，所述支撐架的底端設(shè)有定滑輪，所述分離器外殼內(nèi)部的底端與定滑輪之間設(shè)有張緊彈簧。

具體的，所述支撐架的頂端還分別設(shè)有主動滑輪，所述主動滑輪內(nèi)設(shè)有傳動軸，所述傳動軸上設(shè)有軸孔，所述軸孔外端拆卸式連接轉(zhuǎn)動手柄。

具體的，所述傳動軸上設(shè)有用于堵住軸孔外端的堵頭。

具體的，所述液位測量裝置還包括鋼絲繩，所述主動滑輪與所述定滑輪通過所述鋼絲繩形成傳動連接。

具體的，所述液位測量裝置還包括位于所述測量極板之間的清潔及校驗滑塊，所述鋼絲繩上設(shè)有清潔及校驗滑塊固定卡，所述清潔及校驗滑塊固定卡一端固定連接所述鋼絲繩，另一端固定連接所述清潔及校驗滑塊，所述清潔及校驗滑塊上設(shè)有清潔及校驗滑塊導(dǎo)向孔，所述鋼絲繩穿過所述清潔及校驗滑塊導(dǎo)向孔。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

1、本發(fā)明通過測量極板中設(shè)有測量電容和激勵電容、單片機(jī)和外部的中控電腦，通過電容可以測得介質(zhì)油水混合的比例，通過單片機(jī)并將信息傳遞給中控電腦，在中控電腦上顯示其不同高度上的分布圖，不但能夠準(zhǔn)確區(qū)分油氣、油水界面，還能夠準(zhǔn)確測出乳化層厚度。

2、測量底板上設(shè)有若干陣列排布的測量電容極板，采用多個傳感元件，即使某個或幾個元件損壞，也可以通過算法消除其引起的誤差，穩(wěn)定性，適應(yīng)性更強(qiáng)。

3、在測量極板之間設(shè)有由傳動手柄、滑輪、鋼絲繩和清潔及校驗滑塊組成的清潔機(jī)構(gòu)，可實現(xiàn)不泄壓、不開罐、在線清潔掛料，大大降低使用維護(hù)成本，貼合現(xiàn)場應(yīng)用需求。

4、本發(fā)明的介質(zhì)乳化層厚度測量儀可以通過統(tǒng)計分析，自動實時確定純油、純水的介電常數(shù)，減少傳統(tǒng)電容式液位計因純油、純水介電常數(shù)設(shè)置成固定值所帶來的測量誤差。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本發(fā)明一種用于三相分離器的介質(zhì)乳化層厚度測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種用于三相分離器的介質(zhì)乳化層厚度測量儀的測量結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

如圖1，本實施例提供一種用于三相分離器的介質(zhì)乳化層厚度測量儀，包括分離器外殼1b和液位測量裝置1a，分離器外殼1b為罐體結(jié)構(gòu)且開設(shè)有罐口，液位測量裝置1a包括表頭6、支撐架8和固定在支撐架8內(nèi)部測量極板10，表頭6與支撐架8固定連接，支撐架8伸入所述罐口，表頭6固定安裝在所述罐口處，測量極板10包括測量底板29和激勵底板31，測量底板29上設(shè)有測量電容極板28，激勵底板31上設(shè)有激勵電容極板30，測量電容極板28和激勵電容極板30分別通過導(dǎo)線27與所述表頭6連接。

分離器外殼1b罐口處設(shè)有開孔方向豎直向下的安裝孔法蘭5，表頭6與支撐架8之間設(shè)有表頭法蘭7并相互固定連接，支撐架8從分離器1b罐口伸入到分離器1罐體內(nèi)，表頭法蘭7與安裝孔法蘭5密封連接，保證罐體內(nèi)為密封結(jié)構(gòu)，所述的液位測量裝置1a伸入到分離器1b罐體內(nèi)，支撐架8浸入介質(zhì)中，并通過表頭法蘭5豎直固定在罐口，所述表頭6設(shè)置在罐頭的上方，進(jìn)行信息的接受與傳遞。

如圖1，圖2，液位測量裝置1a還包括測量極板10，支撐架7內(nèi)部設(shè)有固定卡9，測量極板10通過固定卡9固定在所述支撐架8內(nèi)部，所述測量極板10包括測量底板29和激勵底板31，所述測量底板29上設(shè)有若干陣列排布的測量電容極板28，激勵底板31上設(shè)有激勵電容極板30，所述測量電容極板28和所述激勵電容極板29分別通過導(dǎo)線27與所述表頭6連接。本實施例中，液位測量裝置1a包括設(shè)于表頭6內(nèi)的單片機(jī)21，測量極板10為兩塊長方形極板，一塊極板為測量底板29，上面設(shè)有n個(n≥30)電容測量極板28，每個電容測量極板28通過導(dǎo)線27與單片機(jī)21相連接，另一塊極板為激勵底板31，激勵底板29上覆蓋一層長條狀的激勵電容極板30，激勵電容極板30通過導(dǎo)線27與單片機(jī)21相連接。

激勵電容極板30與單片機(jī)21之間設(shè)有高頻激勵模塊22，測量電容極板28與單片機(jī)21之間設(shè)有多路選擇開關(guān)23，多路選擇開關(guān)23上設(shè)有電容測量模塊24，電容測量模塊24與單片機(jī)21連接，液位測量裝置1a還包括內(nèi)設(shè)于表頭6的就地顯示模塊25和遠(yuǎn)傳通訊接口26，所述就地顯示模塊25、遠(yuǎn)傳通訊接口26與單片機(jī)21分別相連接，遠(yuǎn)傳通訊接口26外接中控電腦20，通過連接單片機(jī)21，中控電腦20對信息的接受做出分析和判斷。

本發(fā)明的一種三相分離器測厚裝置具體測量過程如下：將液位測量裝置1a的整個測量極板10部分大部分伸入分離器1b罐體內(nèi)，浸沒在待測介質(zhì)中，介質(zhì)包括油層2、乳化層3和水層4，單片機(jī)21控制高頻激勵模塊22向激勵電容極板30發(fā)出低壓高頻激勵信號，每個測量電容極板28上會產(chǎn)生相應(yīng)的低壓高頻感應(yīng)信號，單片機(jī)控制多路選擇開關(guān)23將感應(yīng)信號逐個導(dǎo)入電容測量模塊24進(jìn)行處理計算，計算結(jié)果以數(shù)字信號的形式傳送給單片機(jī)21。

由于測量電容極板28上感應(yīng)信號的強(qiáng)度與激勵信號強(qiáng)度、極板正對面積、極板間距、極板間介質(zhì)的介電常數(shù)、溫度等參數(shù)有關(guān)，在激勵信號強(qiáng)度、極板正對面積、極板間距、溫度等參數(shù)都相同的情況下，測得感應(yīng)信號的強(qiáng)度就可的到極板間介質(zhì)的介電常數(shù)。

測量極板10間的介質(zhì)是油水混合液，結(jié)合純油、純水的介電常數(shù)，單片機(jī)21對每個測量電容極板28間混合介質(zhì)的介電常數(shù)進(jìn)行分析處理，得出介質(zhì)在不同高度上的油水混合比，結(jié)合油水混合比與乳化層的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而得出乳化層厚度，及油氣界面高度、油水界面高度等信息，并通過就地顯示模塊25顯示，同時通過通訊接口26把數(shù)據(jù)傳送給中控電腦20進(jìn)行圖像化處理。

具體的，所述支撐架8包括兩個相同長管，所述長管的底端分別設(shè)有定滑輪14，所述支撐架的兩個長管的頂端還分別設(shè)有主動滑輪11，所述主動滑輪11內(nèi)設(shè)有傳動軸12，所述傳動軸12上設(shè)有軸孔，所述液位計還包括鋼絲繩16，所述鋼絲繩16依次傳動連接所述主動滑輪11與所述定滑輪14，所述鋼絲繩16兩端連接，形成閉環(huán)。鋼絲繩16封閉式環(huán)繞在4個滑輪上，所述分離器罐體1的底部與定滑輪之間通過張緊彈簧15連接，固定長管及保證鋼絲繩16始終處于張緊狀態(tài)，防止轉(zhuǎn)動時打滑。

所述軸孔拆卸式外接轉(zhuǎn)動手柄13，通過轉(zhuǎn)動手柄13的轉(zhuǎn)動，鋼絲繩16在滑輪上環(huán)繞轉(zhuǎn)動，所述軸孔上設(shè)置有配套使用的堵頭，在拆卸下轉(zhuǎn)動手柄13時，軸孔外端可用堵頭堵住，以防氣體外泄。

所述液位測量裝置1a還包括位于所述測量極板之間的清潔及校驗滑塊8，所述鋼絲繩16上設(shè)有清潔及校驗滑塊固定卡17，所述清潔及校驗滑塊固定卡17一端固定連接所述鋼絲繩，另一端固定連接所述清潔及校驗滑塊18，所述清潔及校驗滑塊18上固定設(shè)有清潔及校驗滑塊導(dǎo)向孔19，所述鋼絲繩16穿過所述清潔及校驗滑塊導(dǎo)向孔19。鋼絲繩16的轉(zhuǎn)動從而帶動清潔及校驗滑塊18在測量極板10之間上下滑動。

本發(fā)明的一種三相分離器測厚裝置具體清潔和校驗過程如下：裝置在長期使用后，在測量極板10的表面上會附著油、臘等介質(zhì)，俗稱掛料，掛料的存在相當(dāng)于改變了極板間介質(zhì)的成分及油水混合比例，導(dǎo)致測量結(jié)果存在較大誤差，因此需要對測量底板29與激勵底板31相對的兩個面進(jìn)行在線清理。

清理時操作轉(zhuǎn)動手柄13，通過傳動軸12，帶動主動滑輪11轉(zhuǎn)動，主動滑輪11帶動鋼絲繩16轉(zhuǎn)動，鋼絲繩16帶動清潔及校驗滑塊18上下運(yùn)動，完成成對兩側(cè)底板的清潔。

同時在采用清潔過程的方法時清潔及校驗滑塊18上下運(yùn)動，當(dāng)其運(yùn)動到完全遮蓋某塊測量電容極板28的位置時，儀器自動測量出該極板對應(yīng)的電容，得到清潔及校驗滑塊18的介電常數(shù)的測量值，與清潔及校驗滑塊18的介電常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值作比較，若兩者有偏差，則程序自動修正。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。