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作者：杨海1;张航宇1;王磊2
单位：1.西南石油大学机电工程学院;2.中国石化中原油田分公司
摘要：采油过程中，原油的含水率是影响开采策略调整、地面脱水工艺设计等多个环节的重要参数。然而，传统的含水率测量方法通常需要先采集油样，再通过离心、蒸馏等实验室方法进行分析，不仅测量周期长，且工人劳动强度大，成本较高。为实现原油含水率的在线测量，文章提出一种基于电容法的测量技术。首先建立圆弧柱形电容器测量模型，并选用出油水混合介电常数模型。随后，利用COMSOL仿真软件对电极及测量装置进行仿真计算，通过对比不同结构参数下的电场分布，优化并确定电容传感器的设计参数。基于此，研制原油含水率在线监测装置，并搭建实验平台，通过实验室测试及采油厂现场验证，该装置实现对原油含水率的有效测量。结果表明，该在线测量方法在含水率0～40%范围内的绝对误差不超过3%，在40%～100%范围内的绝对误差不超过6%，可为原油含水率在线监测提供一种高效可靠的解决方案。
关键词：原油含水率;电容法;在线测量;介电常数模型;结构模型优化
基金资助：国家自然科学基金(52204013); 四川省自然科学基金(2022NSFSC0276)
