石油能源主導(dǎo)著經(jīng)濟(jì),交通,化工等眾多部門的發(fā)展,被稱為“工業(yè)的血液”。石油產(chǎn)業(yè)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)而言,占據(jù)著必不可少的地位。經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的今天,世界對(duì)石油的需求也在加劇。在我國,隨著石油的持續(xù)開采,部分油田的石油資源已經(jīng)接近枯竭狀態(tài),且大部分油田都處于高含水狀態(tài)。研究高含水原油含水率的測量方法,對(duì)油田開采具有十分重要的意義。研究現(xiàn)有的原油含水率測量方法,總結(jié)多種測量方法以及現(xiàn)在國內(nèi)外的原油含水率測量儀器存在的優(yōu)缺點(diǎn),最終選取電容法對(duì)原油含水率進(jìn)行測量。針對(duì)電容法測原油含水率的測量原理進(jìn)行了研究,提出了一種多層筒式電容傳感器結(jié)構(gòu)組成的測量方法,用于測量原油高含水率。根據(jù)對(duì)混合物等效介電常數(shù)計(jì)算模型的研究和選擇,建立了筒式電容傳感器電容值與原油含水率之間的計(jì)算模型。在理論分析的基礎(chǔ)上,利用COMSOL仿真軟件,對(duì)整體的電勢分布等傳感器特性進(jìn)行仿真計(jì)算。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的研究,證實(shí)了電容法測原油高含水率的理論可行性。利用仿真確定的結(jié)構(gòu)參數(shù),對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。提高電容法測量原油高含水率的準(zhǔn)確性。針對(duì)含水率的測量系統(tǒng),進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì),采用單片機(jī)控制含水率的測量系統(tǒng),同時(shí)具備信號(hào)采集及信號(hào)處理模塊... 

【文章來源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電容傳感器三維結(jié)構(gòu)網(wǎng)格示意圖

（a）電勢徑向分布圖 （b）電勢軸向分布圖圖 3.3 電勢分布仿真結(jié)果從仿真結(jié)果可以看出，電勢從激勵(lì)電極向接收電極減小，激勵(lì)電極附近電勢值最大，電勢變化呈梯形分布。激勵(lì)電極附近的電勢變化比較明顯，接收電極附近的電勢變化比較小。因?yàn)榭拷?lì)電極附近的電勢值較大，所以介電常數(shù)變化引起的變化會(huì)比較大，根據(jù)仿真結(jié)果推測，在傳感器中越靠近激勵(lì)電極的位置，傳感器測量靈敏度越高。對(duì)比于單層筒式電容傳感器，多層筒式電容傳感器并聯(lián)了兩對(duì)電容極板，增加了初始的電容值，減小了泄露電容的影響，提高測量的準(zhǔn)確性。為了分析傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電勢分布的影響，進(jìn)行了多次仿真計(jì)算，對(duì)比不同結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)仿真結(jié)果，選擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)。仿真時(shí)，會(huì)改變極板厚度，絕緣層厚度，極板長度等參數(shù)。從已知仿真結(jié)果可看出，在同一軸向位置，距離內(nèi)電極距離相同的點(diǎn)，電勢值差別不明顯。因此，選取不同的徑向點(diǎn)進(jìn)行電勢檢測。由于傳感器具有對(duì)稱性，且通過觀察圖 3.3（b），兩對(duì)極板間變化基本相同，選取內(nèi)電極中心到測量電極中心的位置的電勢分布，對(duì)其電勢數(shù)值變化進(jìn)行分析，如圖 3.4 是內(nèi)電極附近電勢分布圖。

徑向分布圖 （b）電勢軸圖 3.3 電勢分布仿真結(jié)果看出，電勢從激勵(lì)電極向接收電極減小，激勵(lì)電。激勵(lì)電極附近的電勢變化比較明顯，接收電電極附近的電勢值較大，所以介電常數(shù)變化引在傳感器中越靠近激勵(lì)電極的位置，傳感器測器，多層筒式電容傳感器并聯(lián)了兩對(duì)電容極板的影響，提高測量的準(zhǔn)確性。結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電勢分布的影響，進(jìn)行了多次仿真擇最優(yōu)的結(jié)構(gòu)。仿真時(shí)，會(huì)改變極板厚度，絕結(jié)果可看出，在同一軸向位置，距離內(nèi)電極距選取不同的徑向點(diǎn)進(jìn)行電勢檢測。由于傳感器對(duì)極板間變化基本相同，選取內(nèi)電極中心到測數(shù)值變化進(jìn)行分析，如圖 3.4 是內(nèi)電極附近電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原油含水率測量研究[D]. 陳冬.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
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[8]電磁電導(dǎo)法測量原油含水率的研究[D]. 屈遠(yuǎn).沈陽工業(yè)大學(xué) 2013
[9]油水兩相流同軸流體電容傳感器測量特性研究[D]. 張浩.天津大學(xué) 2012
[10]插入式低流速高含水油水兩相流測量方法研究[D]. 梁興賀.天津大學(xué) 2012



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