[实用新型]一种井下干度测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及井下干度测量技术领域，具体为一种井下干度测量系统。

背景技术

油田注水目前是油田生产开发的基本手段，随着油田多年开采，输油管线中含水率增高，原油含水率成为了评价油田质量的一个重要指标，精确地在线测量输油管道原油含水率，对于估计原油产量、原油成分分析和油田自动管理有着重大现实意义。

传统的原油含水率测量方法采用人工蒸馏化验方法，由于这种方法只能离线取样化验，导致过程复杂，实时性差。目前常用的方法有射线法、微波法、红外光谱分析法、电容法和电导法。

射线法的原理是利用原油和水对于γ射线吸收系数不同，来计算混合物含水率，测量范围能够达到0～100％，稳定性高，但是由于原油和水的吸收系数相差不大，导致测量结果精度不高，而且具有放射性，成本高等缺点；微波法通过不同含水率的原油衰减程度不同，来实现测量，精度高、范围广，但是信号检测与处理复杂；红外光谱法依据油水中C-H键对近红外光谱的吸收峰不同，检测被水吸收的波长，达到测量目的，测量范围能达到0～100％，但是光谱分析仪器复杂，且成本较高；电容法根据油和水的介电常数不同达到测量目的，然而只适用于油为连续相；电导法根据油水电导率的不同来测量含水率，适合水为连续相情况。

目前均采用电容法和电导法来测量原油含水率，但是这两种测量方法都是基于单一传感器，不能利用多方面的信息，忽视了多种传感器之间互补信息，从而使含水率测量精度受限，而在数据处理过程中，目前均采用的是MLP方法和BP方法。

但是，MLP方法由于对初始权重较敏感，使得随着隐层节点数的增加，训练时间同样增加，导致算法速度慢，而BP方法的训练结果容易陷入局部最优，易出现不收敛的问题，导致算法精度低。

目前原油含水率测量系统的数据传输大多使用有线传输方式，由于油并现场环境复杂，尤其在高温高压下传输线路铺设困难极大且增加维修养护成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种井下干度测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种井下干度测量系统，其特征在于：包括多传感器数据采集端与数据接收处理端，多传感器数据采集端设置在输油管道的多个管段处，该多传感器数据采集端包括数据采集单元、A/D转换器、微处理器以及数据收发模块一，且数据采集单元、A/D转换器、微处理器以及数据收发模块一依次双向连接。

所述数据接收处理端包括PC机、数据处理器、数据收发模块二、反馈模块、控制器以及蜂鸣器，所述数据处理器分别与数据收发模块二以及PC机双向信号连接，该数据处理器依次通过无线通信模块以及无线网关与远程监控终端双向信号连接，且数据处理器的输出端通过反馈模块与控制器的输入端连接，该控制器的第一输出端与蜂鸣器的输入端连接，且控制器的第二输出端依次通过无线通信模块以及无线网关与远程监控终端的输入端连接；

所述数据收发模块一与数据收发模块二通过无线网络双向信号连接。

优选的，所述数据采集单元包括水分传感器、电导传感器、温度传感器以及电容传感器。

优选的，所述微处理器以及所述数据处理器均采用ARM处理器，且ARM处理器的型号为STM32F417。

优选的，所述蜂鸣器采用型号为STSG-10的带遥控蜂鸣器。

优选的，所述A/D转换器包括电容数字转换器以及阻抗数字转换器，该电容数字转换器的型号为AD7746，阻抗数字转换器的型号为AD5933。

优选的，所述数据收发模块一以及所述数据收发模块二均采用ZigBee模块。

优选的，所述远程监控终端采用接入无线网络的手机或电脑。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)该井下干度测量系统通过使用Zigbee无线通信系统和基于ARM微处理器的嵌入式系统，进行油井现场原油数据信息采集、处理和传输，系统成本低、响应速度快、安全性高。

2)该井下干度测量系统采用多传感器测量方式，融合温度信息对测量结果进行补偿，弥补单一传感器信息不足，实现优势互补，提高了测量数据的准确度，获得更加准确的原油含水率数据，对确定油井出油层位，估计原油产量和油井开发寿命，具有重大意义。

3)该井下干度测量系统提供了实时数据监控、指令下达操作界面，其界面简洁、易于操作。