基于分离器工艺的智能化原油含水率测试仪的设计与实现

摘要

众所周知，石油是国民经济建设和人类生活中不可缺少的一种重要矿物能源。石油工业作为国民经济中的支柱产业，具有举足轻重的作用。原油的开采和生产是石油工业中一个重要环节。原油含水率是指单位体积的原油中含有的净油量，通常用体积百分比来表示。原油含水率作为油田生产和油品交易中的关键数据，对原油的开采以及成品油的生产、储运、销售及加工都具有重要的意义。我国现有的高产油田如大庆油田、胜利油田，大多数都已处于油田开发的中后期，由于地层注水量不断增加，原油含水率不断升高，造成石油开采难度加大，开采成本持续攀升。如何有效地控制原油含水率，提高原油采收率，降低开采成本已成为各大主力油田生产中亟待解决的问题。目前，我国各大油田中对原油含水率计量多采用蒸馏法、密度法等传统方法，测量手段比较落后，自动化程度低，计量的精度不高，难以适应油田实际生产要求。三相分离器是我国各大油田的底层计量站中广泛采用的油田生产计量装置，目前各油田底层计量站中的三相分离器都无法实现原油含水率的在线计量，单井原油含水率在线计量的问题一直无法解决。因此，研制基于三相分离器工艺的原油含水率测试仪能很好地解决油田单井原油含水率在线计量的问题，为油田井下地质分析提供可靠的依据，对科学地控制地层注水量，提高原油采收率，降低原油开采成本，保持油田高产、稳产和提高采油劳动生产率具有良好的实用价值和推广应用前景。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2我国石油资源的现状

1.3石油的物理、化学特性

1.3.1石油的化学组成

1.3.2石油的物理特性

1.4本课题的目的和意义

第二章系统总体方案设计

2.1原油含水率测量的国内外发展的概况

2.2系统主要功能和技术指标

2.3原油含水率测试的设计方案

2.3.1三相分离器

2.3.2电容式传感器

2.3.3基本测量原理

2.3.4系统测试方案设计

第三章系统硬件设计

3.1系统硬件设计的总体框图

3.2现场仪器的硬件设计

3.2.1频率测量电路的设计

3.2.2中央处理器的选择

3.2.3温度测量通道的设计

3.2.4 显示电路的设计

3.2.5键盘扫描电路的设计

3.2.6串行通信电路的设计

3.2.7“看门狗”电路的设计

3.3主仪器的硬件设计

3.3.1 LED显示电路

3.3.2键盘扫描电路的设计

3.3.3系统时钟电路设计

3.3.4外部存储器电路

3.3.5译码电路设计

3.3.6稳压电源电路设计

第四章系统软件设计

4.1系统软件总体功能框图

4.2现场仪器的系统软件设计

4.2.1系统初始化模块的设计

4.2.2系统显示模块设计

4.2.3频率测量模块的设计

4.2.4温度测量模块的设计

4.2.5串行通信模块的设计

4.3主仪器的系统软件设计

4.3.1初始化模块的设计

4.3.2显示模块的设计

4.3.3串行通信模块的设计

第五章系统抗干扰技术及措施

5.1电源系统抗干扰设计

5.2“看门狗”电路的原理和设计

5.2.1“看门狗”电路的原理

5.2.2“看门狗”芯片X5045

5.2.3 SPI串行通信协议的实现

5.3印刷电路板的抗干扰设计

5.3.1印刷电路板的整体布局和电气连线

5.3.2电源和地线设计

5.3.3“去耦”电容的配置

5.3.4其他的抗干扰设计

5.4数据采集误差的软件对策

第六章系统的开发与调试

6.1可编程逻辑器件(CPLD)开发系统

6.1.1可编程逻辑器件

6.1.2 MAX+PLUS Ⅱ集成开发环境

6.1.3 ALTERA MAX7000系列器件的配置与下载

6.2 MCS-51单片机开发系统

6.3 C语言和51单片机

结束语

致谢

参考书目

作者在学期间发表的论文清单