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本公司喜获一种微波雷达水分传感器发明专利
  发布者:petroyang 发布时间:2014-2-4 阅读:1148

  该专利主要应用技术概要如下:
1、项目介绍:
  本项目依据电磁波的传播理论、雷达测量原理及方法确定在不同介质中持水率的大小与其在传播中有关信号的相位和功率变化的对应关系,以此建立模型,并首次完成原油持水率大小的动态检测和计量,成果实现后的衍生产品广泛应用于各种液体、固体多相流水分的测量以及非接触式的在线水分监测,该创新成果“雷达测水”技术首先应用在原油开采、提炼、储运、计量和交易过程中对持水率大小的测量上,在国内外独创了近年来应用地球物理方法检测水分大小的一项新技术,应用该技术研发的测井仪特点是快速、无损、连续检测,并实时显示地下井层、段的持率大小和分布,也不受井的水平,垂直或斜度等方位的影响,使探测结果一目了然,分析、判读直观方便;随着系列项目产品技术逐步日臻完善,主要业务服务油田后,已经扩展到油田以外的其他行业的“雷达测水”,现已走出国外,远销德国,新加坡,印尼等国家。同时,如果转换检测方案,该成果很方便地生产出密度计,浓度计,流量计等用于现场无破损地计量或监测目标物的密度、浓度或流量的大小。
截止目前该项目已经取得的知识产权有:发表论文三篇、授权专利二件,成果转化三项、推广应用到工业领域有三大系列产品:100型便携式液(固)相水分仪分析仪;200型在线液相水分分析仪;300型非接触式传送带用水分仪。
2、技术创新内容
首次将雷达技术应用于本项目中,完成了持水率的有效测量。充分利用柔性制造技术(FMS),一次性加工成型,彻底解决了当前原油持水率测量范围有限,测量精度差、易受井下环境制约和被测介质干扰的技术瓶颈。
利用DSP技术独立完成与持水率相关的频率和相位的检测,不受环境、压力、温度等影响。实现了原油持水率和高频电磁波相位和频率的同步检测控制。
利用无线遥传技术解决了地面和井下的信号传输控制。
3、创新点效果
将微波雷达技术应用于油田测试井领域中,首先要解决原油持水率和雷达波的相位移时间的关系(建立了物理和数学模型),特别是在测量介质复杂,测量精度要求高、井下环境制约和被测介质干扰等因素影响下的相位移时间的测量方法。
  利用DSP和CPLD技术来实现了原油持水率和雷达波相位移和频率同步检测控制,并借助MPU和DSP双芯合作将其转化为标准号输出。
  充分利用网络矢量分析仪和柔性制造技术,将理论分析、设计、制造、仿真等技术结合生产无源持水率雷达敏感头,并确定出了检测模式、激励频率和极化分离器腔体;使该探头自成系统,独立完成和被测介质持水率相关的频率和相位移的检测,不受环境压力、温度,套管、工具等的影响。
检测头只有天线和介质接触,其它均用耐高温、高压的隔绝密封护管处理(加铯保温瓶),解决了油田高温、高压环境下无法测试的现状,最高工作温度达175℃;压力80Mpa。
用C++编写相位移时间的计算、数字滤波(IIR无限脉冲响应滤波器、FIR有限冲击响应滤波器、反褶积滤波、小波变换滤波等),波形转换(FFT),频谱分析和图形显示等。利用DSP和MPU双芯片分工合作的模式,使地面测控系统和井下DSP数据处理系统对等互动,高效通讯,克服了传统仪器采集迟滞,实效性差,数据传输缓慢等问题,特别是增加了仪器在线编程和软件升级。
仪器在对外接口上,实现三种模式:直接连接输出电缆模式(CBS)、仪器总线模式(TPS)和单芯摇传短节输出模式(WTC),主要为了兼容国内外多种仪器连接测井的需要;
 总之,经多现场试验和理论研究,我们巧秒地利用雷达探测技术解决了目前持水率测井仪技术问题,研制出了石油持水率雷达测井仪,该产品不受被测介质和环境的影响可将原油含水率的测量范围扩大到0-100%,测量精度达0.5%,有效解决了油田高含水率生产的测量问题。
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