基于多传感器技术的原油含水率预测模型研究
多传感器融合技术在原油含水率测量中的应用
多传感器融合技术在原油含水率测量中的应用张冬至夏伯锴曾蕾蕾任冬艳中国石油大学信息与控制工程学院，山东东营257061E-mail：sunny_doctor@摘要：本文通过多传感器技术对原油含水率测量影响的多个参量进行测定，提出基于多元非线性回归和神经网络的融合方法建立原油含水率预测模型，并采用分段建模的方法进行改进。
评价结果表明：神经网络模型预测效果优于多元非线性回归模型，原油含水率分段预测模型效果优于统一模型。
尤其是改进的神经网络分段预测模型具有网络结构简化、收敛速度快，泛化能力强的特点，取得很好的拟合精度和预测效果。
关键词：原油；含水率；多元非线性回归；神经网络；预测模型1.引言原油含水率是原油生产中的重要数据，研究油田开发状况的重要的参数指标。
在原油生产和储运过程中，原油含水率的检测十分重要，历来倍受关注，先后提出多种测量方法，设计出不同形式的含水率测试仪表，但由于原油含水率测量受到多种因素的影响，且与其影响因素具有复杂的非线性关系，始终缺乏一种既简便快捷、又准确实用的预测模型。
本文采用多传感器技术对水分、温度、矿化度进行监测或标定，研究了温度、矿化度等因素对原油含水率测量的影响，对建立原油含水率预测模型进行探讨和研究。
2.系统组成与测量原理电磁波谐振技术原油含水率测量系统框图如图1所示。
图1 电磁波谐振技术测量原油含水率原理框图- 1 -电容传感器利用油水介电常数差异较大的特性[1]，在极化电场频率为Hz下，能充分体现出油、水分子的取向极化对油水乳化液介电常数的贡献，对水分检测具有较高灵敏度。
但在检测过程中，电容传感器输出电压还受到温度，矿化度，乳化液的结构、黏度，游离气等多种因素的影响。
为提高水分测量精度，本文采用多传感器技术对水分、温度、矿化度进行了监测或标定。
7104×3. 采样数据处理用人工配比制取标定含水率的被测油样，用动态油水混合装置获得油水均匀混合的动态流体油样进行现场模拟试验。
多传感器信息融合技术在外输原油含水检测中的应用
量精度， 就需要一种具有较高分辨率和精度的含水 率 测 量装 置 。动态 在 线 检测 外 输 原 油 含 水率 一 直
关 键词 ： 多传感器 ； 信息融合 ； 含水率 ｌＰ神经网络 Ｂ 中 围分 类 号 ： Ｐ ８ Ｔ １３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０７ ３４２０）３ ０６０ １０ ２（０ ６０ ７—４ ７ ０
Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｕｌｉＳ ｎｓ ｒ Ｉ ｆ ｒ ｐｌｃ ｔｏ ｆＭ ｔ— ｅ ｏ ｎ ｏ ｍａｔｏ ｓｏ ｎ ｔ ｅ Ｍ ｅ ｓ ｒｎｇ ｉ ｎ Ｆｕ ｉ ｎ ｉ ｈ ａ ｕ ｉ ｏ ａ ｅ ｎ ｅ ｎ Ｏｉ ａ ｓ ｒａ ｉ ｎ ｆＷ ｔ ｒＣｏ ｔ ｎｔｉ ｌＴｒ ｎ ｐ０ ｔ ｔ０
赵永德 ， 白 梅 ， 小 兆 任
（ 甘肃瑞凯石化工程建设监 理有 限公司 甘肃 兰州 ７ ０ ６ ） ３ ０ ０
摘要 ： 为了精确地测量外输原油的含水 率 ， 基于多传感器 信息融合的基 本思想 ， 出了一种检测外输 原油含水 率的方法 ， 提
通过仿真表 明其输 出值更 能逼近实际的含水值 ． 能够满足生产过程的要求 在实际应用 中具有一定的实用价值 。
解。
大多采取定时取样和蒸馏化验的传统方法 。由于
取 样 间隔 长 ， 含 水 率 变 化 较 大 时 ， 化 验方 法 得 在 用
到 的平均含 水 率 与实 际含水 率 会有很 大 的差 别 ， 不 能实 现连续 自动 测量 ； 外 由于 所取 油量 很 小 ， 另 其
取 样并 不 能完 全代 表取 样 瞬间 的原 油状 态 ， 就会 这 给原 油的计 量 带 来 较 大 的 误差 。 因此 为 了提 高 计
ｍｅｈ ｄ ｍａ ａ ｅａ ｐ ａ ｔ ｅｖ ｌ ｅｉ ｒｃ ｉａ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｔ ｏ ｙｈ ｖ ｒ ｃｉ ａｕ ｎ ｐ ａ ｔｃ ｌ ｐ ｉ ｔ ． ｃ ａ ｃ ｏ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｕｔ—ｅ ｓ ｒ ｉｆ ｒ ｔｏ ｕ ｉｎ； ｔｒｃ ｎ ｅ ｔ Ｂ ｅ ｒ ｌｎ ｔ ｒ ． ｙ ｒ ｓ ｍ ｌｉｓ ｎ ｏ ；ｎ ｏ ｍａ ｉｎ ｆ ｓｏ ｗａｅ ｏ ｔｎ ； Ｐ ｎ ｕ ａ ｅｗｏ ｋ
原油含水率的检测以及原油计量的研究与实验
原油含水率的检测以及原油计量的研究与实验摘要：在油田集输工艺中以沉降罐来说，可运用液位变送器和差压变送器进行检测。
在通过计算机进行处理之后，完成了沉降罐中原油含水率的检测以及精确对原油进行计量。
关键词：原油含水率检测原油计量对于原油来说在开采，脱水，计量，集输以及销售的过程中，原油产量以及原油的含水率是最为重要的指标。
在油田生产中，检验原油含水率一直采用传统定时取样进行蒸馏化验的人工分析方法，这种方法不能够对测量原油含水率及时的反应出来。
因此对于怎样能够提高检测原油含水率的效率，是但一直困扰油田工作检测人员的问题。
此外在原油计量工作中应用翻斗流量计是较为常见的，其精度为3级而且能够对油水混合物的重量进行测量。
面对这种现状，本组主要针对一个联合站中沉降罐，运用液位变压器和差压变压器进行检测，并通过计算机实时进行处理。
通过深入探讨检测沉降罐中原油含水率以及原油计量得到良好的效果，从而进一步实现了沉降罐中原油含水率精确检测以及原油精确计量。
一、原油含水率的检测方法对于原油含水率进行测量的方法包括，离线测量以及在线测量。
1.离线测量进行离线测量主要是通过离线分析法进行的，主要分离出原油中的水分，再通过体积比形式表示出来。
还能够再利用油水密度值，得出重量含水率。
此种方法能够针对油水分离手段的不同选择相应的方法，方法主要包括：蒸馏法，离心法，点脱法以及卡尔-费休法。
其中卡尔-费休法主要是在滴定卡尔-费休溶液时，使得水与卡尔费休溶液反应，从而对水分进行测定。
通过原油含水分析能够可分析含水率为0.02%～0.2%原油，具有操作简单，误差小，原油乳化程度较小干扰测量结果，精度较高，具有广泛应用前景的特点。
但是其不具有实时性，不能够及时对变化的数值进行反映，成为离线方法最大的缺陷。
同时离线方法测量的缺点还包括：（1）测量结果会受到取样方式的影响。
（2）处理的不够彻底的。
（3）操作较为繁琐，效率较低，其中原油的乳化还会对分离效果造成一定的影响。
基于FOA_GRNN油井计量原油含水率的预测_刘翠玲
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其具体优化过程如下： 1 ） 初始果蝇群体位置， 并设置随机飞行半径， 以及迭代 代数和种群规模； 2 ） 对 SPREAD、 Ybest 以及 记录数组 yy、 最佳位置 Xbest、 果蝇个体飞行距离进行初始化； 3 ） 求出与原点之间的距离 D ist i = 度判定值 Si = 1 / Disti； 4 ） 建立味道浓度 Smell 判定函数， 也就是适应度函数， 将 味道浓度判定值 S 代入其适应度函数以求出该果蝇个体位 本文中利用 GRNN 模型中的均方误差 MSE 来 置的味道浓度。 作为味道浓度的适应度函数； 5 ） 根据初始味道浓度值寻找初始极值， 由于适应度函数 所以对于本文中， 利用视觉寻找伙伴聚集味 采用的是 MSE， 道浓度最低的个体果蝇位置， 并保留最佳值初始位置及初始 味道浓度。 并且此时的 SPREAD 的值则为味道浓度最低的索 引值； 6 ） 迭代保留最佳值位置与味道浓度， 并且每代最优值纪 录到 yy 数组中； 7 ） 果蝇迭代寻优， 重复执行步骤 3 ） 至步骤 5 ） ， 并判断 味道浓度是否优于前一迭代味道浓度， 若是则执行步骤 6 ） ； 8 ） 判 断 是 否 达 到 迭 代 次 数 要 求，最 终 得 出 最 优 的 SPREAD 参数， 然后再代入 GRNN 模型中进行预测， 得到最 优的 GRNN 预测模型。 xi 槡
第 29 卷
第 11 期
计
算
机
仿
真
2012 年 11 月
文章编号： 1006 － 9348 （ 2012 ） 11 － 0243 － 04
基于 FOA － GRNN 油井计量原油含水率的预测
1 1 2 1 刘翠玲 ， 张路路 ， 王进旗 ， 李亮亮
（ 1． 北京工商大学计算机与信息工程学院， 北京 100048 ； 2． 东北石油大学地球科学院， 黑龙江 大庆 163318 ） 摘要： 研究原油含水率准确预测问题， 提供高精度的原油含水率数据在油井计量中具有重要意义 。 针对原油含水率预测受 由于原油中存在复杂的非线性关系， 传统的预测方法无法满足预测精度要求。 为了提高原油含水率的预测 到多因素影响， 提出了果蝇优化广义回归神经网络的原油含水率预测方法， 果蝇优化算法用于广义回归神经网络的参数优化 。 通过 精度， 同轴线相位法含水率计的测量系统对原油含水率有影响的多个参量进行测定， 建立果蝇算法优化广义回归神经网络的原油 含水率预测模型 。仿真结果表明： 相对于广泛应用的 BPNN 预测模型， 果蝇算法优化的广义回归神经网络预测精度高， 是一 种实用有效的原油含水率预测方法 。 关键词： 油井计量； 原油含水率； 果蝇算法； 广义回归神经网络； 预测模型 中图分类号： TP183 文献标识码： B
基于PSO—RBF油井地面计量含水率预测模型研究
基于PSO—RBF油井地面计量含水率预测模型研究【摘要】原油含水率是油井地面产量计量中的重要数据，是研究油田发展前景中不可缺少的参数。
在油田测井开采，储运过程中，提供高精度测量的原油含水率数据，可以优化生产参数，提高采油率。
通过基于同轴线相位法含水率计的新型井口在线计量装置测得相关数据，在分析原油含水率预测的影响因素基础上，建立粒子群优化RBF神经网络的油井地面计量含水率预测模型。
仿真与实验结果表明：PSO-RBF网络可以取得更好的拟合精度和预测效果。
【关键词】地面计量；含水率；RBF；预测模型0.引言在石油开采中，需要计量每口井的油、气、水三相的含水率和流量，工程人员根据采集的数据进行油井观测，检测油井的性能，评估油田的储量、配产，及时对油层定位和控制，进而优化油田的开发。
而原油含水率的准确测量是至关重要的。
如今已有多种地面计量含水率的仪表。
但由于传感器技术和工艺水平，在测量精度、稳定性、重复性和可靠性方面的问题，使得原油含水率的测量受到诸多影响，给地面井口产量准确计量工作造成很大困难。
本文通过采用同轴线相位法传感技术测量原油含水率，设计了“GLCC旋流分离器+流量计+同轴线相位法含水率计”的地面井口多相流计量系统，对油井进行在线测量。
通过对多个传感器检测到的流量和含水率数据进行深入分析和研究，基于RBF神经网络，并且采用PSO算法优化RBF网络结构参数，建立了原油含水率预测模型，并与传统的BP网络仿真结果进行对比。
1.地面井口计量系统1.1 同轴线相位法含水率计测量原理混合流体的介电特性主要由混合流体的含水率来决定。
当具有不同介电特性的油、水混合流体从同轴线内、外导体之间流过时，会引起在同轴线内传播的电磁波不同的相位变化，因此可以通过测量在同轴线内传播的电磁波的相位特性来测量含水率[1-2]。
电磁波在同轴线内以TEM波形式传播，将采集的电压信号转换为频率信号，再经过信号放大电路和A/D转换器，得到所需的频率响应数据。
含水原油动态自动计量系统研究与应用
含水原油动态自动计量系统研究与应用2胜利油田鲁胜石油开发责任有限公司3胜利油田油气集输总厂孤岛原油库摘要：本文全面而深入地探讨了含水原油动态自动计量系统的设计、组成部分和应用案例。
通过本文的研究，我们认为智能化系统具有极高的使用价值和效果改进空间，并将为企业的生产管理提供有力支持和保障。
关键词：自动计量系统；历史数据；动态分析1含水原油动态自动计量系统设计1.1系统整体架构含水原油动态自动计量系统是一种全自动化、实时监测、数据准确性高的计量系统，主要用于对含水原油进行流量、温度、密度等参数的实时监测和计量。
该系统整体架构包括传感器采集模块、智能控制模块和计量数据管理模块。
传感器采集模块负责将现场的流量、温度、密度等物理量进行采样，并将采集到的数据通过模拟信号或数字信号的形式传送至智能控制模块。
智能控制模块对传感器采集到的原始数据进行处理，并通过内置的算法模型进行实时计算和校正，最终得出准确的计量结果。
计量数据管理模块则负责将智能控制模块计算出的实时数据存储在数据库中，并通过网络传输技术实现远程监测与管理。
此外，计量数据管理模块还提供了数据查询、导出等功能，方便用户对原始数据进行分析和统计。
1.2系统组成部分介绍传感器采集模块是该系统的核心组成部分之一，负责实时采集含水原油在流量、温度、密度等参数方面的相关物理信号，并将其转化为数字信号输出。
智能控制模块则采用高精度的算法模型和信号处理技术，对传感器采集到的数据进行实时处理和计算，产生准确的计量结果。
此外，智能控制模块还可通过接口适配不同类型的传感器。
计量数据管理模块则为系统提供了数据存储、传输、查询等功能，在数据存储方面，该模块采用数据库技术进行存储，保障了数据的安全性。
同时，计量数据管理模块还支持数据的远程传输和用户权限管理。
人机界面是含水原油动态自动计量系统的另一个重要组成部分，它向用户提供直观、友好的操作界面。
通过人机界面，用户可以进行流量计量的启动和控制、历史数据查询、现场设备状态监测等操作，从而实现对整个计量过程的可视化、远程控制和管理。
BP神经网络多传感器信息融合原油含水率测试预测模型
BP神经网络多传感器信息融合原油含水率测试预测模型1、多传感器信息融合多传感器信息融合是一种融合多个或多类传感器的数据处理方法，它也被称为多元合成、多源关联、传感器混合或多传感器融合，更规范的称为是多传感器信息融合。
信息融合的定义可以总结为利用计算机技术对按时序获得的多个传感器数据在一定的准则下通过自动分析、优化综合来完成所需要的决策或任务而进行数据处理过程，所以说信息融合的基础是多种传感器，信息融合的目标是多源信息，信息融合的核心是协调优化和综合处理。
简单的说信息融合就是将多个传感器或者多源信息统一起来进行综合的处理，从而得到对目标更为可靠、准确的描述。
信息融合其实也可以称为数据融合，但是从信息和数据的定义来说，信息融合更为广泛、确切、合理，信息不仅包括数据，同时也包括信号、知识等，所以说信息融合更具有概括性。
目前多传感器信息融合大致可分为两大类，概率统计方法和人工智能方法。
概率统计方法的拟合精度相对较低，而人工智能法拟合精度高，泛化推广能力强，目前人工神经网络(Artifical Neural Networks)是应用最广的人工智能方法。
人工神经网络是模拟生物神经网络进行信息处理的一种数学模型。
它以对大脑的生理研究成果为基础，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，实现一些特定的功能。
目前已有将近40多种人工神经网络模型，其中BPC Back Propagation，反向传播)神经网络是一种按误差逆传播算法学习的多层前馈网络，是目前应用最为广泛的神经网络模型之一。
BP神经网络的主要特点是通过输出产生的误差来估算输出层的直接前导层误差，在通过这个误差估算前一层的误差，这样逐层的反向传播下去，就能得到其他各层的误差估算，并形成了将输出层产生的误差沿着同输入传播相反的方向逐层向网络输入层传递的过程，图1所示为BP神经网络结构示意图。
图1 BP神经网络结构示意图研究密度法和电容法测试原油含水率的特点之后，针对密度法测试和电容法测试，利用多传感器融合BP神经网络模型预测原油含水率，从而弥补密度法和电容法的缺点，更准确地获得原油含水率。
基于电容法原油高含水测量系统设计
展。随着我国国民经济的快速增长，对石油的需求 采的压力问题，保持油井本身的压力，所以必须对油
量也迅速增加，需求矛盾日益突出。我国已经由石 田进行大量注水，导致了原油含水率的不断提高，原
收稿日期：2017-11-02 稿件编号：201711132
油含水率成为油田的重要指标之一。
基金项目：国家自然科学基金面上资助项目（51574087；51374072）
摘 要 ：针 对 高 含 水 原 油 的 含 水 率 测 量 问 题 ，设 计 了 一 种 由 电 容 传 感 器 组 成 的 测 量 系 统 进 行 测 量 。
首先对原油高含水率的测量原理进行了分析，利用被测介质的物理特性对传感器进行设计。为了
Байду номын сангаас
实 现 对 电 容 传 感 器 的 电 容 值 进 行 测 量 ，设 计 了 一 种 由 积 分 器 以 及 被 测 电 容 等 组 成 的 电 容 测 量 电
第 26 卷 第 17 期 Vol.26 No.17
电子设计工程 Electronic Design Engineering
2018 年 9 月 Sep. 2018
基于电容法原油高含水测量系统设计
韩 建 1，刘 鹤 1，黄 颖 2，牟海维 1，马 跃 1
（1.东北石油大学 电子科学学院，黑龙江 大庆 163318； 2.大庆油田第六采油厂第四油矿 黑龙江 大庆 163318）
作者简介：韩 建（1976—），男，吉林吉林人，硕士，教授。研究方向：油井信号检测及测井仪器方法。 -116-
韩 建，等 基于电容法原油高含水测量系统设计
如何能够准确的检测原油的含水率成为当下需 要 解 决 的 一 大 问 题 ，因 此 原 油 含 水 率 检 测 设 备 成 为 油田的一种重要检测仪器。原油含水率检测设备的 研 究 与 设 计 也 变 得 十 分 急 迫 ，含 水 率 测 量 设 备 不 但 用 来 准 确 的 测 量 含 水 率 ，同 时 可 以 用 来 准 确 的 评 价 石油开采价值并制定相应开采方案的重要指标。它 对 于 油 井 的 出 油 层 位 ，预 测 油 田 的 开 发 寿 命 具 有 重 要代表意义[5- 。 7] 油田开采过程中，综合考虑设计合 理的开采方案，节约成本。本文在此背景下，提出了 一种利用电容传感器测量原油含水率的检测方案， 并针对电容测量硬件电路进行了主要研究 。 [8-10]
《基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》范文
《基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》篇一一、引言在石油、化工等工业领域，油水两相流的测量与控制一直是重要的研究课题。
其中，含水率的准确测量对于生产过程的安全、环保及经济效益具有重要意义。
传统的含水率测量方法多依赖于光学、放射性及电磁波等技术，然而这些方法在某些特定场合可能存在一定局限性。
因此，本研究旨在提出一种基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术，以实现对油水两相流含水率的快速、准确测量。
二、多柱式电容传感器原理及结构多柱式电容传感器是一种新型的传感器技术，其基本原理是利用两相流中不同介电常数的物质对电场的影响来测量含水率。
该传感器由多个柱状电极组成，通过测量每个柱状电极间的电容变化，可以推断出油水两相流的含水率。
多柱式电容传感器的结构主要包括电极阵列、绝缘层、外壳等部分。
其中，电极阵列是传感器的核心部分，由多个平行排列的柱状电极组成。
当两相流流经传感器时，不同介电常数的油水混合物会对电极间的电场产生影响，从而改变电容值。
通过测量这些电容值的变化，可以推算出含水率。
三、测量方法与实验设计本研究采用实验与仿真相结合的方法，对多柱式电容传感器进行性能测试与优化。
首先，通过仿真软件建立油水两相流的流动模型，模拟不同含水率下的电场分布及电容变化。
然后，设计实验装置，将多柱式电容传感器安装于实验管道中，通过改变油水比例来模拟不同含水率的工况。
实验过程中，利用高精度测量设备记录传感器输出的电容值及实际含水率。
四、实验结果与分析通过对实验数据的分析，我们发现多柱式电容传感器能够准确测量油水两相流的含水率。
在实验范围内，传感器的测量结果与实际含水率之间具有良好的线性关系，且具有较高的灵敏度和稳定性。
此外，我们还发现传感器的响应速度较快，能够在短时间内完成对含水率的测量。
然而，在实际应用中，可能存在一些影响因素如流体流动状态、传感器安装位置等对测量结果产生影响。
因此，在实际应用中需要对这些因素进行充分考虑和优化。
《2024年基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》范文
《基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》篇一一、引言随着现代工业技术的发展，石油、化工等行业的两相流体系研究变得越来越重要，尤其是对于油水两相流的监测和测量技术，如含水率的测量显得尤为关键。
本文以多柱式电容传感器为核心研究对象，旨在深入探讨其应用在油水两相流中含水率测量的相关技术及优势。
二、油水两相流与含水率测量重要性油水两相流广泛存在于石油开采、输送和炼制等过程中。
其含水率的准确测量对于提高生产效率、节约能源以及保护环境都具有重要意义。
传统的含水率测量方法存在精度不高、易受干扰等问题，因此，寻求一种高精度、高稳定性的测量技术显得尤为重要。
三、多柱式电容传感器原理及特点多柱式电容传感器是一种新型的测量技术，其基本原理是利用电容效应来感知两相流的物理特性。
该传感器由多个柱状电极组成，通过测量不同柱之间的电容变化来反映流体的物理状态。
其特点包括高精度、高稳定性、抗干扰能力强等。
四、基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术（一）测量原理多柱式电容传感器通过测量油水两相流中各相的介电常数差异，以及不同柱之间的电容变化，从而推算出含水率。
通过建立相应的数学模型，将电容变化与含水率进行关联，实现含水率的准确测量。
（二）测量方法采用多柱式电容传感器进行油水两相流含水率测量时，首先需要对传感器进行标定，确定其测量范围和精度。
然后，将传感器安装在两相流管道中，通过采集不同时刻的电容数据，结合数学模型进行计算，得出含水率。
五、实验研究及结果分析（一）实验装置及方法为验证多柱式电容传感器在油水两相流含水率测量中的性能，我们设计了一套实验装置。
该装置包括多柱式电容传感器、油水混合装置、数据采集系统等。
实验过程中，通过改变油水比例，模拟不同工况下的两相流，并记录传感器的电容数据及实际含水率。
（二）实验结果分析根据实验数据，我们分析了多柱式电容传感器在油水两相流含水率测量中的性能表现。
实验结果表明，该传感器具有较高的测量精度和稳定性，能够准确反映不同工况下的含水率变化。
《基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》范文
《基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》篇一一、引言在石油、化工等工业领域，油水两相流的测量一直是重要的研究课题。
其中，含水率的准确测量对于生产过程的控制、节能减排以及环境保护具有重要意义。
多柱式电容传感器作为一种新型的测量工具，具有高精度、高稳定性等优点，在油水两相流含水率测量中得到了广泛应用。
本文将针对基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术进行研究，旨在提高测量精度和稳定性。
二、多柱式电容传感器原理及结构多柱式电容传感器是一种基于电容原理的测量装置，其结构包括多个平行排列的电极柱。
当油水两相流经过传感器时，不同介电常数的油和水会在电极柱间形成不同的电容变化，从而反映流体的含水率。
多柱式电容传感器具有结构简单、响应速度快、抗干扰能力强等优点。
三、油水两相流含水率测量技术在油水两相流含水率测量中，多柱式电容传感器通过测量电极柱间的电容变化来反映流体的含水率。
具体测量过程包括信号采集、数据处理和含水率计算等步骤。
首先，通过信号采集系统获取多柱式电容传感器的电容变化信号；然后，通过数据处理技术对采集到的信号进行处理和分析，提取出有用的信息；最后，根据一定的算法计算流体的含水率。
四、测量技术的研究与优化为了提高油水两相流含水率测量的精度和稳定性，需要对测量技术进行研究和优化。
首先，可以通过优化信号采集系统，提高信号的信噪比和分辨率；其次，采用先进的数据处理技术，如数字滤波、小波分析等，对采集到的信号进行去噪和特征提取；此外，还可以通过改进算法，提高含水率计算的准确性和可靠性。
同时，针对多柱式电容传感器在实际应用中可能出现的问题，如电极污染、结垢等，需要进行定期的维护和清理，以保证传感器的正常工作。
五、实验与分析为了验证基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术的可行性和有效性，我们进行了大量的实验。
实验结果表明，该技术具有较高的测量精度和稳定性，能够准确反映流体的含水率。
同时，通过对不同工况下的实验数据进行对比和分析，我们发现该技术在不同流速、不同含水率等条件下均具有较好的适应性和稳定性。
原油含水检测分析计量方法研究
原油含水检测分析计量方法研究
摘要
原油含水检测是原油品质控制的重要指标，本研究针对原油含水检测
分析计量方法进行研究。
本研究从原油含水检测分析计量技术的主要技术
指标出发，综合考量原油水分检测的敏感度、精确度、操作性及环境污染
等因素，采用核磁共振（NMR）技术结合共振穿透微量分析（RTA）方法，
实现快速准确地对原油含水的精确检测。
研究发现，NMR/RTA方法可有效
检测原油中的水分，有效检测范围为0.3%至3.0%，敏感度高，精确度也
很高，操作简单，而且无需使用任何有毒的试剂，因此不会对环境造成污染。
关键词：原油，含水，检测，核磁共振，共振穿透微量分析。
1、引言
随着石油工业的发展，原油的质量控制日益成为石油行业的热点问题。
石油含水是石油质量控制的重要指标，一般按照比较标准要求，原油含水
量的最大值不得超过3.0%（湿率）。
对原油含水量的进行准确的检测，
对于确保原油产品的质量具有重要意义。
随着现代技术的发展，在原油含水检测方面也有很多种方法，其中，
核磁共振（NMR）技术结合共振穿透微量分析（RTA）方法的应用在石油行
业仍然是一个新兴的研究方向。
《2024年基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》范文
《基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术研究》篇一一、引言在石油、化工等工业领域中，油水两相流的含水率测量是一项至关重要的任务。
精确地测量含水率对生产过程控制、能源效率提高及环境保护均具有重要意义。
传统的方法在处理油水两相流时存在一定局限性，因此，本研究基于多柱式电容传感器，针对油水两相流含水率测量技术进行深入探讨，旨在为相关领域的精确测量提供技术支持。
二、多柱式电容传感器概述多柱式电容传感器是一种新型的测量设备，其工作原理基于电容效应。
通过在传感器内部设置多个柱状电极，可以实现对油水两相流的连续监测。
该传感器具有结构简单、响应速度快、抗干扰能力强等优点，非常适合于油水两相流含水率的测量。
三、测量原理与方法本研究所采用的多柱式电容传感器，其测量原理主要是根据两相流中不同介质对电容的影响进行测量。
当油水两相流经过传感器时，由于水的介电常数与油的介电常数不同，因此会改变传感器的电容值。
通过测量这一变化，即可推算出两相流中的含水率。
在具体测量过程中，我们采用以下步骤：1. 传感器结构设计：设计合适的多柱式结构，确保传感器能够适应不同流速和流量的油水两相流。
2. 信号采集与处理：通过高精度的信号采集系统，实时获取传感器输出的电容信号。
3. 数据处理与分析：对采集的信号进行滤波、放大等处理，然后通过算法分析出含水率。
4. 结果输出与校正：将分析结果以数字或图像的形式输出，并进行定期的校正，以确保测量精度。
四、实验结果与分析为了验证多柱式电容传感器在油水两相流含水率测量中的有效性，我们进行了大量实验。
实验结果表明，该传感器具有良好的稳定性和准确性，能够有效测量不同流速和流量下的含水率。
此外，我们还对比了传统方法和本方法在测量精度和响应速度上的差异，发现基于多柱式电容传感器的测量方法具有更高的精度和更快的响应速度。
五、技术优势与局限性基于多柱式电容传感器的油水两相流含水率测量技术具有以下优势：1. 结构简单，安装方便；2. 响应速度快，实时性强；3. 抗干扰能力强，稳定性好；4. 测量精度高，可满足工业生产的需求。
原油含水检测分析计量方法研究
原油含水检测分析计量方法研究摘要：对于石油产出液而言,主要组成部分就是由原油、天然气以及水,通过对原油的含水量进行检测,对于石油的生产过程以及开采过程都具有非常重要的影响,能够对原油的质量进行很好的判断,并且对石油的生产效率具有非常直接的影响。
通过对原油含水量检测当中存在的问题进行有效分析,并且对有效的计量方法进行深入剖析是非常有必要的。
关键词：原油；含水检测；计量方法1针对原油含水化验分析计量方法的阐述当前较为常用的原油含水率测量方法主要有人工取样化验法、微波法、振动法和密度法等,这些测量方法虽然能够在一定程度上保证对原油含水率的有效获取。
但是,在实际应用中表现出很大的局限性,与当前的原油利用与发展需求严重不符。
主要原因是,在采用这些测量方法进行原油含水率测试的过程中,均是使用相应的仪器直接接触原油,对原油的含水率进行检测。
由于相关人员缺乏对设备仪器的有效管理与维护,致使仪器在使用一段时间之后,因与原油直接接触,在表面形成腐蚀现象,这必定会对仪器的测量结果以及可靠性造成严重影响,还会对原油含水率的测量精确度带来影响,为石油生产企业带来较大的经济成本投入,使企业的经济效益受到一定影响。
现阶段,受到广泛关注的原油含水率测试仪器为FGH-1型监测仪,因其在测量数据准确性方面存在较大的优势。
为此,成为当前石油企业中应用最为广泛的测量设备。
与其他测量设备仪器相比,FGH-1型监测仪可实现对原油含气率与含水率的实时获取,并进行全程在线分析。
在监测设备运行过程中,会对原油中的含气误差和含水误差作出有效更正。
与以往使用的检测仪器相比,无论是在工作性能,还是在工作效率上均表现出明显的优势。
同时,监测结果也更加精确,可以为原油的利用率提供有效保障。
目前来讲,是国内最受关注的监测设备之一。
2原油含水测量的不足近些年,原油含水测量日渐成为重点工作,尽管重视程度有所提高且计量方法多样,但也受到一些因素的影响,出现了多种问题。
最新电容法测试原油含水率实验分析
精品资料电容法测试原油含水率实验分析........................................电容法测试原油含水率实验分析1、水的介电常数一般柴油的介电常数在2.0-3.0之间，温度对它的影响很小，基本可以忽略不计。
所以这里就不讨论油的介电常数和温度的关系。
通常在测试过程中都设定水的介电常数是常量，但是如图1所示，温度会对水的介电常数带来较大影响，从而影响原油含水率的测试结果。
因此电容法测试原油含水率过程中必须进行温度补偿。
表1 不同温度下水的等效介电常数图1 水的介电常数Ew随温度变化示意图一般环境下地面的水温约为20℃，但是井下的温度可能达到30℃-130℃的范围内，在电容法测试的过程中，温度的变化导致水的介电常数发生改变从而影响了原油含水率的测试，因此温度造成原油含水率测试的误差绝对不可忽视，在实际测试过程中必须进行温度补偿。
2含水率测试实验条件准备和实验结果选择CAV424电容一电压转换芯片外接相关调整器件的参数为:参考电容34pf,振荡电容52.2pf,电位器数值12.76K,滤波电容9.2nf。
表2为20℃原油含水率与电容传感器输出电压的关系。
表2 20℃原油含水率与电容传感器输出电压的关系根据电容法测试原理，本文通过电容传感器输出电压与原油等效介电常数关系测试原油含水率，利用电容传感器分三次测试不同介质的电压U1、U2、U3，然后去平均值U，就可以得出介电常数与电容传感器输出电压的函数关系。
表3是电容传感器测试不同介质的输出电压。
表 3 电容传感器测试不同介质下的输出电压结合表3，用Excel软件对原油等效介电常数和电容传感器输出电压的关系进行曲线拟合，如图2所示:图2 原油等效介电常数与电容传感器输出电压的关系将上式编入数据处理程序中，输入单片机后便可通过测试的电压值计算原油等效介电常数，再通过温度确定水的等效介电常数和油的等效介电常数，就可以计算出原油含水率。
国内外原油含水率研究现状及发展趋势
国内外原油含水率研究现状及发展趋势1、国外原油含水率研究现状国外原油含水率测试技术发展较早，己经提出多种测试方法，如射线法、微波法、电容法、核磁共振法等。
国外的产品比较多，主要有:1.CM-6型智能含水分析仪图1 M-6型智能含水分析仪如图1所示为美国DE公司(DREXEL BROOK)研制的CM-6型智能含水分析仪，主要是利用射频导纳技术可以不受温度、压力以及水的矿化度带来的影响。
性能参数如表1所示:表1 CM-6型智能含水分析仪性能参数2.DC系列含水分析仪图2 DC系列含水分析仪如图2所示为加拿大ADI企业集团有限公司研制的DC系列含水分析仪，当绝缘流体(油)在两个同轴电极之间流过时，分析仪测量它的电容量的变化，电容量的变化同流体的绝缘常数变化成比例，同时采用RTD测量介质温度并进行温度补偿，由微型处理器运用数学算法把测得的电容值转换成含水量以百分比或PPM为单位输出。
性能参数如表2所示:表2 DC系列含水分析仪性能参数3. DH562化工液体水分测量仪图3 DH562化工液体水分测量仪如图3所示为美国DELMHORST品牌DH562化工液体水分测量仪，它采用大液晶屏数字化显示，易操作的导航菜单，更美观的两色橡胶手柄，和超大容量的数据存储功能。
性能参数如表3所示: 表3 DH562化工液体水分测量仪性能参数还有美国PI公司生产的采用独有的光学传感技术的红眼含水测试仪、加拿大Delt公司的电容法含水率测试仪、挪威Roxar公司和美国Phase Dynamic公司的微波法含水率测试仪等。
2、国内原油含水率研究现状在我国石油行业中所采用的原油含水率测量方法主要仍是取样蒸馏化验的人工方法，这种检测方法取样时间长，无在线性，取样随机性大，且人工误差大，费时费力，不能满足油田生产自动化管理的要求，20世纪90年代，各种在线测试原油含水率方法的研究就受到了国内相关人员的普遍关注，所应用到的方法有密度法、射线法、短波吸收法、微波法、电容法等。
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液的结构 、 黏度 、 游离气等 多种 因素 的影 响。为提高
水分测量精 度 ， 文采用多传感器技术 对水分 、 本 温
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・
６ ２・
化
工
自 动 化 及 仪 表
第 ３ ３卷
平滑效果如图 ２所示 。
原油含水率 是原油 生产 中的重要 数据 ， 究油 研 田开发状 况的重要参数 指标 。在原油生产和储运 过
用人工配 比制 取标定 含水率 的被测 油样 ， 动 用 态油水混合装置获得油水均匀混合 的动态 流体油样
进行现场模拟试 验 。含水率配制 范 围 ０～ ０ ％ ， ． ０ 温 １ 度 采集范 围 ２ ７ ０～ ５℃ ， 水矿化 度 （ ａ Ｉ Ｎ Ｃ 含量 ） 定 标
基 于 多传 感 器 技 术 的原 油含 水 率 预 测模 型研 究
张冬至， 夏伯锴 ， 曾蕾蕾， 任冬艳
（ 中国石油大学 信息与控制工程学 院， 山东 东营 ２７ ６ ） ５０ １
摘要 ： 通过 多 感器技 术对原 油含 水率测量有影响 的多个参量进行测定 ， 出 于 多元非线性 回归和神 经 传 提 基
图 １ 电磁波谐振技术测量原油含水率原理框图
电容传感 器 利用 油水 介 电常 数差 异较 大 的特 性… ， 在极化电场频 率为 ４× ０ ｚ ， １ Ｈ 下 能充分体 现 出油 、 水分子 的取 向极 化对 油水乳 化液介 电常数 的 贡献 ， 对水分 检测 具有较 高灵敏 度。但在检 测过 程
中， 电容传感 器输 出电压还 受到温 度 、 矿化 度 、 化 乳
平滑方式在保持分析信号有用信 息方面是一种 较好
的卷 积平滑算法 ］ 文基于 ｓ 。本 Ｇ算 法的思想 设计 了 Ｓｖ ｚｙＧ ｌ 滤波器 ， 以有效消 除分析信 号 的 ａｉｋ ．ｏ ｙ ｔ ａ 可 高频 噪声 ， 适合数 据平滑 。本 文采用 五点三 次平 很 滑方 法 ， 同温度标定点下 ， 在不 电容传感 器测量信号
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用 Ｇｕ ｂ 准则对异常数据剔 除。 ｒｂ ｓ
第ｉ 个传感器测得 数据 ｉ 为一 组测量 列 ， 若该 测量列 中的某个测量值 满足剔 除准则 ：
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电磁波 谐振 技术 原 油 含水 率 测量 系统 框 图 如
图 １ 示。 所
研究 。
２ 系统 组 成 与 测 量 原 理
范围 ０～ ０ｇｌ采用多传感器技术进行参量监测 ， ５ ， ／ 采
集实验标定数 据。
３ １ Ｇｒｂ ｓ ． ｕ ｂ 准则剔 除异 常数据
Ｇｕ ｂ 准则既考 虑了观测 次数 ， ｒｂ ｓ 又考虑 了不 同
置信水平 ， 鉴别能 力较强 ， 为保证测 量 的准 确性 ， 应
网络 融合 处理 两种 方法建立原油含水 率预测模型 ， 并采用分段 建模 的方法分另进行 改进 。评价结果表 明： 经网 ｑ 神
络模 型预 测效果优 于多元非线性 回归模型 ， 原油含水率分段预测模 型效果优 于统一模型 。尤其 是改进的神 经 网
络分段预 测模 型具有 网络 结构 简化 、 收敛速度快 ， 泛化能 力强的特点 ， 取得很好 的拟合精度和预测 效果 。
则认 为此测量值为异常数据 ， 以剔 除。 并予
３ ２ ａｉ ｋ ・ ｏａ ． Ｓ ｖｔ ｙＧ ｌｙ滤波器平滑处理 ｚ
从数据采集系统 获得 的分 析信号 ， 总叠加 有 随
机噪声 和 干 扰 ， 某 种 程 度 上 存 在 着 信 号 失 真。 在 Ｓｖ ｚｙ和 Ｇ ｌ ａｉｋ ｔ ｏ ｙ基 于偏最 小 二乘 原 理提 出 的卷 积 ａ
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检 测 与 控 制 装 置
化 自 化 仪 ，０ ，３ ）１６ 工 动 及 表 ２６ ３４： ～３ ０ （６
Ｃ ｎ ｒ ｌａ ｄ Ｉ ｓ ｕ ｎ ｓｉ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔｙ ｏ ｔ ｎ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｎ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓ ｏ ｒ ｒ
出或标定 的最大 、 最小值 。 这样 ， 对采样数据依次经过异常数据剔除 ， 平滑
及归一化处理后 ， 建立 了标准样本库 。
４ 原油含水率预测模型的建立
４ １ 基 于 多 元 非 线 性 回 归 （ Ｌ ） 原 油 含 水 率 ． ＭＮ Ｒ 的 预 测 模 型
Hale Waihona Puke 本 文提 出将 非线性 变换与 最小二 乘结合 ， 建立
程中 ， 原油含水率 的检测 十分重要 ， 历来倍 受关 注 ，
先后提 出多种测量 方法 ， 计 出不 同形式 的含水 率 设 测试仪表 ， 由于原 油含水 率测量 受到 多种 因素的 但
影响 ， 且与其影响 因素具有复杂的非线 性关 系 ， 始终
缺乏一种既简 便快捷 、 又准 确实用 的预测模 型 。本 文采用多传感器技术对水分 、 温度 、 化度 进行监测 矿 或标定 ， 研究 了温度 、 矿化度等因素对原油含水率测 量 的影响 ， 对建立 原油含 水率预 测模 型进行探 讨和
关键词 ： 原油 ； 水率 ； 含 多元非线性回归 ； 经网络 ； 测模 型 神 预
中图分类号 ： Ｈ８３ 文献标识码 ： 文章编 号 ： ００３３ （０ ６ ｏ －ｏ ￣ ３ Ｔ １ Ａ １０ －９ ２ ２ ０ ）４ｏ ６ － ０ １ 引 言
度、 矿化度进行了监测或标定。
３ 采样数据处理