油量检测

油量检测（共7篇）

油量检测 篇1

引言

卷烟烟气是由卷烟抽吸方式决定的、在氧气不充分时烟草在燃烧过程中发生蒸馏、干馏、热解、合成等反应产生的复杂的混合物质。这些混合成分之中, 除大部分提供卷烟香气、吸味与生理作用外, 还有部分成分可能会对人体产生危害。随着吸烟与健康的关系越来越被社会所重视。对于卷烟主流烟气中的危害性指标, 国内外普遍以焦油、烟碱、一氧化碳等主流烟气常规化学指标作为评判标准[1]。其中焦油作为卷烟吸味的主要成分, 一直以来受到各方面的重点关注。一般认为, 卷烟有害成分与焦油量呈正比, 因此, 减少卷烟中焦油含量一直是国内外烟草行业的重点发展方向之一[2]。

行业内目前依照GB/T 19609-2004《卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油》对主流烟气中焦油含量进行检测[3]。该方法中对检测环境、样品调节以及吸烟机参数进行了规定, 然而在实际检测中, 仍然存在一些外部条件会影响焦油含量检测的准确度。文章通过对目前已有的一些影响卷烟主流烟气中焦油量的因素研究进行梳理, 从检测环境、抽吸参数与相关物理指标方面进行归纳, 为更加准确的进行主流烟气中焦油的测定提供依据。

1 焦油测定影响因素

1.1 检测环境

在检测环境的研究中, 主要集中在大气压力与温湿度两个方面。

唐纲岭[4]等选取三个代表了我国一般、中、高海拔高度的烟草实验室进行试验, 对大气压力对卷烟烟气检测影响进行分析。分析认为, 高海拔地区实验室焦油量分析结果偏低, 原因有以下三点:高海拔地区空气稀薄, 使用吸烟机进行抽吸时燃烧不充分;大气压力减少也导致气体密度下降;同时低大气压状态不利于汽化物质的凝结。研究还提出使用回归方程对不同海拔实验室检测焦油量进行校正, 将焦油检测量的相对偏差缩小到了3.59%以内。

张晓瑜[5]等对大气压在90k Pa情况下8mg/支的卷烟样品进行分析, 认为卷烟样品的焦油量测定值与大气压呈正相关, 卷烟样品的抽吸口数与大气压呈负相关, 并建立了非标准大气压下烟气焦油的修正方程。

宋旭艳[6]等在恒温条件下对三种湿度等级下卷烟烟气指标进行了检测, 结果表明, 相对于标准湿度60%时的焦油检测值, 湿度为20%时烟气焦油平均降低了1.7%, 湿度为80%时烟气焦油平均增加了2.2%。

1.2 抽吸参数

在吸烟机抽吸参数的研究中, 对吸烟机型号、抽吸间隔时间、抽吸口数、抽吸容量、风速、烟蒂长度等与焦油量的关系进行了相关讨论。

陈再根[7]等对直线型吸烟机SM400、ASM500与转盘型吸烟机R M20、RM200等四种型号的吸烟机进行了烟气测定结果差异的比较, 结果表明四种型号吸烟机对焦油量检测无明显差距。虽然直线型吸烟机ASM500对统一样品抽吸口数高于RM200, 但测定数值的一致性较好。

涂向真[8]等对使用吸烟机进行焦油检测时, 改变抽吸间隔时间对卷烟焦油检测值的影响进行了研究。结果表明, 随着抽吸间隔时间的减少, 焦油释放量大幅增加, 抽吸间隔时间在30s时所释放的焦油量约为60s的1.6倍, 约为80s的2倍。而无论间隔时间长短, 每口烟气中的焦油释放量则变动不大。

侯静林[9]对抽吸口数与烟气焦油量进行线性回归分析, 拟合得到线性回归方程为y=1.9109X-2.3359, 相关系数R=0.989, 认为抽吸口数与焦油量相关性显著。

郑赛晶[10]等对不同抽吸条件下卷烟燃烧温度及主流烟气成分的影响进行了研究, 发现随着抽吸容量的上升, 抽吸口数减小, 最高抽吸温度会随之上升, 而卷烟中焦油的检测量明显增加。在一定的抽吸容量下, 提高抽吸持续时间会使得抽吸流速下降, 对卷烟抽吸口数改变不明显, 从而对焦油检测量无明显改变。

秦永霞[11]等对吸烟参数进行模拟, 研究表明卷烟焦油检测量与风速、烟蒂长度呈反比, 与检测环境湿度、抽吸容量呈正比。在吸烟参数波动允差范围内, 对焦油量影响最明显的为风速, 其它依次为烟蒂长度、检测环境湿度、抽吸容量。

1.3 物理指标

彭传新[12]等对影响焦油量波动的因素极限差值进行了分析, 并提出了四个对焦油量有显著影响的因素。其中烟支单重波动范围为200mg, 对焦油量的影响可达到每支6.5mg;滤棒吸阻波动范围为784Pa, 对焦油量的影响可达0.8624mg;烟支圆周在±0.3mm的标准范围变动时, 对卷烟焦油量的影响可达1.5mg;烟支吸阻对焦油的影响为0.006mg/Pa, 当吸阻在标准范围±245Pa中波动时, 对焦油量的影响可达1.47mg。

倪力军[13]等通过因子分析认为, 卷烟产品质量差异主要由主流烟气的总粒相物、焦油、烟气烟碱及物理性质闭式吸阻、稀释率与化学性质总氮的波动所引起。对于主流烟气包括焦油的检测影响主要来自烟支单支重、闭式吸阻、稀释率、氯、总糖的贡献, 且卷烟主流烟气与物理指标的相关性大于与卷烟主要化学成分的相关性。

2 结束语

主流烟气中焦油含量测定, 对于卷烟是否能够满足盒标焦油量允差范围, 以及后续对降低卷烟焦油量的研究发展方向都是十分重要的。而焦油检测的准确性正是上述研究的根本。为降低检测误差, 并对可能存在误差的卷烟样品进行原因分析, 对影响卷烟焦油量测定的因素进行梳理是十分必要的。

摘要：在主流烟气检测中, 卷烟焦油量检测的准确性受到诸多因素影响。文章对国内卷烟焦油量检测影响因素的研究进行综述, 从检测环境、抽吸参数与物理指标三方面列举了当前研究进展。

关键词：卷烟,焦油,影响因素

油量检测 篇2

随着科技发展,市场流通的日益加速,企业产品推陈出新,要求快速、准确、高效地提供产品质量性能和收购油料品质的信息。用传统的索氏抽提法检测油料的含油量需十几小时,水分需几小时,且重复性差、误差大,给生产质量控制和产品开发带来极大的困难。而利用脉冲低分辨核磁共振仪检测油料种子中的含油量及水分,只需几分种,并且可重复,无破坏性的检测。

核磁共振(NMR)是指具有奇数原子序数或原子质量的元素,如1H、13C、15N、17O、27A1、31P等原子在磁场中、适宜频率的无线电波幅射下发生的共振现象。其中,氢原子共振称为氢核磁共振(1H-NMR)。1H-NMR的图谱能给出分子中H和C的数目以及H的化学环境,可有效表征有机化合物成分。故只要获得某油料样品的1H-NMR的图谱,即可测算出该油料的含油量[1]。

2 核磁共振条件

质子有自旋量子数+1/2和-1/2两个自旋态,其能量相等,处于两个自旋态的几率相等。自旋时产生的自旋磁场的方向与自旋轴重合。如果外加磁场H,则两个自旋态能量不再相等。能量低自旋磁场与外磁场同向平行,能量高自旋磁场与外磁场逆相平行。两种自旋态的能量差△E随着外磁场强度增加而变大。此时,再外加一与磁场H垂直交变的电磁波,质子受到电磁波(无线电波)幅射,只要电磁波的频率能满足两个相邻自旋态能级间的能量差△E,质子就由低自旋态迁跃到高自旋态,发生核磁共振。质子共振需要的电磁波的频率与外磁场强度成正比。故实现共振有两种方法:(1)固定外磁场强度H0不变,改变电磁波频率ν?,称为扫频。(2)固定电磁波频率不变,改变磁场强度H0,称为扫场[4](如图1)。

本文采用方法(1)。

3 扫频电磁波ν及扫场磁场H的产生

由麦柯斯韦电磁理论知,只要将正弦交变的电流通过一个线圈即可产生出一个交变的磁场,磁场变换的频率正比于交变电流的频率[3]。

Analog Devices生产的DDS芯片AD9852,其DDS系统用双48bit可编程频率寄存器在数据进入正弦查表之前被截断成17bit,最后由内部直接集成的12bit的DAC产生模拟信号输出。并且提供了倾斜FSK(Ramped FSK)工作模式,经设定即可产生指定频段的扫频信号。

这里选用EP1C3T144C8控制AD9852来产生扫频正弦波。如图2。

AD9852的直接输出信号较弱,须经前端放大、功率放大电路将信号电压有效值放大到70V、功率100W才能满足核心共振需要。

1H-NMR发生时,扫频ν一般在2M以上,为避免信号反射,导致严重信号干扰和系统发热,这里采用同轴电缆作信号传输线,并加入可调电容等实现感性负载的阻抗匹配。

扫场信号由EP1C3T144C8控制12位D/A转换芯片AD9762产生,频率为30HZ,电压需放大到峰值为15V。

4 核磁共振信号的检测

整个检测系统框图如图3:

为减小环境对检测结果的影响,将检测线圈置于暗盒当中,并加入温控模块保证检测过程当中温度恒定。

当扫频线匝通过连续变化的扫频信号时,检测线圈得到共振信号如图4:信号幅值最大时对应的扫频频率为检测样品的共振频率。

共振信号一般在几毫伏,为便于分析,需将信号放大,并通过滤波器滤除各种杂波,经高速A/D转换芯片AD9225,送到数字信号处理芯片AD6620,由TMS320F2407读取AD6620的处理结果并分析计算含水量,并负责其它处理器(P C)通信。其中AD6620由EP1C3T144C8初始化。

5 测试结果分析

按国际标准方法ISO/CD10565:1995(E),采用该仪器测量大豆含油量,并与同种样品、同样环境采用索氏抽提法(Soxhlet extraction)(按照农业行业标准方法NY/T4-1982进行)获得的测量数据比较[2],来验证1H-NMR的油类含油量测试的准确性和稳定性。

(1)精确性测试

分别取10份含油量不同的豆油样品,分别用索氏抽提法和1H-NMR测量仪进行测量,结果如表1:

结果表明,索氏抽提法和1H-NMR测量仪的测量结果误差最大的为第二组(0.41%),符合国家标准索氏抽提法测定含油量的允许误差要求(国家标准允许误差范围为不得高于2%)。

(2)稳定性测试

取5份大豆油类样品,用1H-NMR测量仪对每份样品重复测定3次,进行统计分析,结果见表2:

样品含油量的标准差范围在0.04~0.07之间,均小于0.1,变异系数范围在0.17%~0.32%,1H-NMR测量仪对同一样品3次重复的含油量测定结果差异不显著,表明1H-NMR测量仪测定大豆含油量的精密度高,重复性好。

6 结束语

经现场测试,基于1H-NMR原理的油类含油量测试仪测量结果准确、稳定,且相对于同类产品制造成本更低,具有一定的推广价值。

参考文献

[1]布鲁克.Mq系列核磁共振分析仪应用资料(上海),谷类、油料作物种子粗脂肪测定方法[S].农业行业2003.

[2]谷类,油料作物种子粗脂肪测定方法[S].农业行业标准,1982.

[3]朱之美.NH5110核磁共振含油量测定仪在油菜籽含油量测定中的应用[J].中国油脂,1992,3:31—35.

联合站油量计量技术应用 篇3

为实现安全生产, 减轻操作人员的劳动强度, 提高原油生产、外输的数据精度, 2003年底, 胜利油田孤东采油厂与北京理工大学合作, 在联合站开发自动盘库系统模型。对油罐区生产过程参数、原油外输参数进行在线实时检测、显示并对生产数据进行采集、处理和储存, 实现联合站动态原油储量的自动化盘库。

一、系统简介

自动化盘库系统采用国外先进的电磁波、高频与超高频微波及射频导纳测量技术、非接触式检测仪表和集中管理分散控制系统, 分三部分进行检测: (1) 沉降罐液面、界面、温度及原油含水率自动检测系统; (2) 净油罐液面、界面等参数自动监测系统; (3) 外输油量计量及含水率监测系统。

该项目要求达到的技术指标:

(1) 液位测量精度为±0.1%;

(2) 界面测量精度小于±5cm;

(3) 流量测量精度为0.1%;

(4) 压力测量精度为0.1%;

(5) 含水率测量精度为0.1%;

(6) 温度测量精度为0.5%;

(7) 计算机监测系统可实现生产过程参数实时检测与控制, 报表输出和打印等。

(8) 动态显示各测量参数并能对要求参数进行上、下限报警。

2003年, 北京理工大学在东一联开展盘库试验, 针对油罐种类不同, 在1#、2#罐安装Db-508型油水界面仪2台;在4#、5#、6#、7#、9#、10#罐安装MT2000B型智能雷达液位计6台;在3#、8#罐安装BM102型导波雷达液位计2台;1#-10#罐分别安装PMC133C型压力变送器10台, PT-100型一体化温度变送器10台;在油外输安装CM-3B型智能含水分析仪1台。

二、自动盘库原理

(1) 自动盘库系统检测计算原理 (适用于所有油罐) :

检测原理如图1所示, 在罐底附近装一高精度差压变送器PT1, 其中一端与罐中顶部的空气相接, 另外装一台高精度液位计, 同时为了对密度值进行温度修正, 在罐中放置若干个温度计, 测量平均温度。则

式中:Δp为差压值;H为液位高度;ρ为含水原油平均密度;g为重力加速度。

又存在以下方程组

式中:V为罐中含水原油的体积;水V为罐中水所占的体积;油V为罐中净油所占的体积;X为原油的体积含水率;ρ水为水的密度, ρ油为油的密度。

对水和油的密度值要做温度修正, 有以下关系式

式中:ρ20为原油在20℃时的密度值 (原油标准密度) ;α为原油密度温度系数 (与原油标准密度有关) ;t为油罐中油水的平均温度。

另外罐中含水原油的净油量为

式中的M油为油罐净油的质量。

罐, 则V上可式以可通写过为H查容积表得到, 若假设此罐为规则圆柱形

式中的S为油罐横截面积。

三、误差分析

从2005年9月30日开始至10月10日, 东一联配合施工厂家每天2次对油罐液位进行现场测量, 及时调试。本次对比调试采用即时对比的方法, 每次记录油罐量油的时间, 按时间查找当时的微机显示液位, 把因盘库时间造成的误差降到最低, 同时, 边找误差边调整, 对检测液位及时修正。

目前, 在原油油罐的盘库过程中, 主要有以下方面影响盘库计量准确度。

1、油水界面的测量

油水界面是指由于油、水密度不同而产生于容器内油、水交界处的一个层面。由于油水密度的不同及受强电场、温度、压力等因素的影响, 导致油水界面十分复杂, 常常无法测得准确的油水界面。

2、原油含水率或密度的测量

在原油脱水过程中, 原油罐中位于不同高度含水原油的含水率和密度均不相同, 高处含水原油的密度和含水率相对较低。因此, GB4756—84《石油和液体石油产品取样法 (手工法) 》规定了手工采样测量石油产品平均密度及含水率的方法, 它采取液面下1/6处上部、1/2处中部、5/6处下部这三点样的等体积混合, 测量其平均密度及含水率。多数联合站都采用此种方法, 因测量过程繁琐, 并且涉及人员多, 故存在很大的不确定性。同时, 由于此方法为离线测量, 无法用于自动盘库计量系统。

3、净化罐状态不同对油量的影响

从现场看, 净化罐误差因油罐的功能不同而误差值不同。自动盘库系统利用差压法计算出原油的体积含水率, 从而计算出原油的库存。人工盘库是根据经验公式计算原油库存。造成误差的主要原因, 自动盘库的油量受温度及含水率的影响, 含水率受净化罐液位及界面这两个参数的影响, 人工盘库受液面及含水率的影响, 含水率随罐的形式不同而取值不同, 这样对油罐含油计算造成的误差就不一样。整体来说, 计算中人工化验的含水率要低于自动盘库计算的含水率。对于进罐, 盘库系统可能受设定高值的影响, 总在固定段波动, 无法反应原料油的高低变化, 产生的误差较大, 且不固定。对于沉降罐, 自动盘库系统的含水测定与人工盘库所用含水的误差很小, 精度较高。对于放水罐, 由于自动盘库系统的含水受液位的影响较大, 而人工计算的含水受上个罐次外输含水平均值影响, 变化较小, 这样形成较大误差。对于外输罐, 由于外输时油水界面变化而无法准确测量出油水界面, 从而导致含水误差增大。对于好油罐, 由于人工计算的含水为当天外输含水的平均值, 自动盘库系统为本罐的体积含水, 检测时误差较小。整体看来对于沉降罐、进罐及好油罐含水误差较小, 外输罐、放水罐误差较大。

影响卷烟焦油量的工艺参数分析 篇4

一、实验部分

1.实验样品的制备。

(1) 不同切丝宽度的样品。首先将同批次、同牌号烟丝切成符合试验要求宽度, 在同一机台卷制烟支。

(2) 不同烟丝结构的样品。将同批次、同牌号烟丝在振筛上筛分, 人为调整成不同烟丝结构的烟丝, 然后在同一卷烟机上卷制成烟支。

(3) 不同填充值的样品。将同批次、同牌号烟丝通过调整烘丝出口水分而来改变烟丝填充值, 将不同填充值的烟丝在同一卷烟机上卷制成烟支。

(4) 不同烟支密度的样品。通过调整剔梗量和单支重量制得不同烟支密度的样品。

2.卷烟焦油量的测定。采用RM200型吸烟机, 按照行业标准《卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油量》 (GB/T19609-2004) 来执行。

二、结果与分析

1.切丝宽度对卷烟焦油的影响。保证其他工艺技术参数不变的情况下, 将同批次、同牌号叶片分别切成0.8 mm, 0.9 mm, 1.0 mm, 1.1 mm的烟丝, 烘干到规定指标要求下, 配制成合格烟丝, 在同一卷接机台卷制成烟支, 对比测试焦油, 结果见表1。

由表1可以看出, 卷烟焦油首先随着烟丝宽度的增加而降低, 但达到一定值后反而增加。切丝宽度为0.9 mm时卷烟焦油含量最低。

2.烟丝结构对卷烟焦油的影响。取同批次、同牌号的烟丝在振筛上筛分, 并人为的调整烟丝结构, 得到不同整丝率和碎丝率的烟丝, 在同一卷接机上卷制成合格烟支, 对比测试焦油, 结果见表2。

由表2可以看出, 卷烟焦油随着烟丝整丝率的升高而降低, 随着碎丝率的升高而增加, 分别呈负相关和正相关关系。

注:烟丝结构为3次测试的平均值

3.烟丝填充值对卷烟焦油的影响。由于烟丝填充值受水分影响较大, 而对于同批次、同牌号卷烟, 烟丝水分对焦油的影响可以忽略不计, 本组样品是在烘丝机出口通过调整水分而得到填充值分别为4.89 cm3/g, 4.73 cm3/g, 4.58 cm3/g, 4.21 cm3/g的烟丝, 在同一卷接机上卷制成烟支, 对比测试焦油, 结果见表3。

注:填充值和水分为3次测试的平均值

由表3可以看出, 卷烟焦油随着填充值的升高而降低, 二者呈负相关关系。这是由于随着烟丝填充能力的增加, 在烟支规格不变的情况下单支烟支所填充的烟丝量减少, 致使焦油产生量减少。

4.烟支密度对卷烟焦油的影响。影响烟支密度的因素较多, 制备样品时, 固定烟支圆周, 长度不变, 在卷制烟支时, 通过调整剔梗量和烟支重量, 制得到烟支密度分别为246.0 mg/cm3, 239.3 mg/cm3, 232.7 mg/cm3, 226.1 mg/cm3的烟支, 对比测试焦油结果见表4。

由表4看出, 随着烟支密度的降低, 卷烟焦油也随之下降, 两者呈正相关关系。由于烟支密度的降低, 单位体积烟支的含丝量减少, 从而减少了焦油的产生量, 使整体烟支的焦油降低。

咸水泉油田产油量提升实践讨论 篇5

咸水泉油田, 位于青海省柴达木盆地, 从地质角度看, 咸水泉油田呈现出向东南方向倾斜的鼻状结构。整个咸水泉油田的油层分布不仅受沉积相带的控制, 而且受断层和裂缝的控制, 为典型的裂缝型油田, 开采难度大, 工艺复杂, 加上采掘活动的不断深入, 储油量的降低, 更进一步加剧了开采活动的难度。

以华岩山为例, 其储层物性具体有储层孔隙度低、储层渗透率低、储层孔隙结构差以及退出效率低, 喉道体积小等几个方面特点。此外, 咸水泉油田的储油流体也存在自身特性。在咸水泉地区的储油, 通常而言地层温度偏低, 以768m为例, 温度为32.7℃。原油物性差, 粘度可高达13.54m p a.s, 含硫量为0.36%, 相对粘稠。

针对这种情况, 油田开采过程中应该重点解决的问题应当是原油的粘性问题以及由于原油粘稠和孔隙度、渗透率低而容易形成的堵塞问题。

2 低频脉冲改善原油粘度

针对咸水泉油田原油的状态, 可以采用低频脉冲的方法对这种状态进行必要的改善。

合理的低频脉冲场, 能够对介质产生聚集作用, 对原油具有明显的降低粘稠度并增进流速的作用, 并且能够降低介质表面引力和附着力, 对于地层亲和力也有一定程度的缓解作用。此外, 震动场还对地层裂隙的拥堵状况有着一定程度的改善作用。

前苏联学者曾经针对原油流体进行过类似的实验, 即用不同频率的低频波对原油施加作用。通过实验可以发现, 低频波场能够在较大范围内引发地层震动, 并有效提升低渗透原油在流动时候呈现出的粘塑性。通过这种方法处理低渗透油层, 对于改善其内部原油的整体状态, 无论是从流动角度还是渗透焦炉来说都大有裨益, 同时能够有效提升低渗透油田产量和水淹油田原油采收率。

在前苏联的试验中, 有关人员使用了从10到70不同频率的低频波对原油流体进行影响实验, 最终可以发现随着振动频率的增加原油流体的粘性也会相应降低。同时, 当频率超过40Hz这一临界频率的时候, 原油自身的弹性就会随之降低, 当频率高达70Hz的时候, 原有弹性完全消失。这使得原油自身的价值也在超过临界频率之后, 随着频率的持续上升而下降。因此, 在实际的操作过程中还需要选取合理的频率, 在确保原油自身弹性的基础上, 尽量提升低频脉冲的工作频率, 最大程度降低原油粘度, 降低产油难度。

具体操作中, 是将380V工业动力电通过变频、变压, 在相应的监督控制之下转化成为10～70Hz、15kw功率并传输到提前安置在油井底部的脉冲发生器, 激发出40 kw/m2～80 kw/m2的强功率振动脉冲波, 并最终通过套管耦合进入地层。这种功率的振动脉冲波能够有效将井筒内以及射孔中的各种沉积杂物、固体颗粒以及机械杂质阻塞物质有效破坏, 并通过震动将其移除, 同时对于有层内的杂质也有较强的驱除作用。总体说来, 能够在对原油的粘度进行降低的同时, 在一定程度上解决各种原油通路中的拥堵疏通问题。

低频脉冲提升油田产量的方法相对简单, 并且在很多原油开采的实践活动中沿用并经过反复的证实。这种原油开采的方法最突出的特点就是无污染, 无论是对于开采出来的原油还是对于未开采的油层都完全不存在污染问题, 对周围环境也不会有任何损伤, 并且在地层中剩余的原油也不会因为对这一地带实施低频脉冲而有太大的变化, 因此原油对土地的污染问题也不存在。

除此以外低频脉冲提升油田产量的方法还具有实施简单、见效快成本低等特点, 并且以适用范围广著称。这种提升油田产量的方法不仅仅能够适用于含水量高的油层中后期采掘, 有效提高水驱采收率, 同时对于一般情况下难以处理的粘土油层矿藏以及致密岩层油、稠油油藏等油田也同样适用。

3 选用正确的完井方式

完井是钻井工程的最后一个环节, 对有着较低渗透率生产层, 或是受到泥浆等严重污染的油井, 完井工作还包括一系列的增产措施, 因此这个环节对于油井产量的提升有着重要意义。

3.1 传统的完井方式

通常使用的完井法主要有裸眼完井法、割缝衬管完井法及套管完井法, 三种常用的完井法都各有利弊。

裸眼完井是这些方法中工艺最为简单的一种, 施工简单成本相对较低, 但是这种方法缺乏对油井的控制能力, 在井壁稳定性方面缺乏必要的保证。裸眼完井法只是将套管下至产油层部位, 对于油井本身并没有施加太多保护, 因此对于井壁坍塌等问题无法预防。裸眼完井法仅仅适用于地层稳定坚实的油井, 同时对于油井中天然气以及水的暴露和遗失对油井产生的不利影响也无法改善。

割缝衬管完井法是对裸眼完井法的进一步发展, 主要区别在于整个完井过程中, 可以在城管完成的时候以砾石等必要填充物对井壁等空隙处进行填充, 在一定程度上加强了井壁的牢固。但是割缝衬管完井法同裸眼完井法一样, 并没有从根本上对油井进行控制, 因此也只能用于地层稳定的油井。

套管完井法是相对比较流行的一种完井方法, 这种方法是在整个钻井过程结束以后, 用生产套管或衬管一直下到井底完成。但是同其他方法不同的是, 通过使用滑套、油嘴及封隔器, 可有效地控制所有层段的油流, 井控问题基本得以解决;此外还可以通过固井等手段对生产层段进行封隔, 加强对油井的控制。但这种完井方法也存在其自身问题, 就是在下套管的过程中需要使用重压井液, 这个环节会直接导致油井受到影响, 难以继续自喷。

3.2 负压完井方式的进一步讨论

从一定意义上说, 负压完井方式是负压钻井工作的延续。从总体上说, 负压完井的工作方式可以有效降低漏失、减少完井液浪费并有效促进油井增产, 同时对于地层的污染和多方面伤害也能有不同程度的降低。

虽然上文中提及的三种传统完井方式也都属于负压完井, 但是出现的产油层受到地质颗粒或是漏失流体污染的问题仍然有待改善, 污染问题仍然在很大范围内存在, 且在整个完井过程中, 地层粘土也极有可能收到完井工作影响而膨胀并进一步降低地层渗透率, 这对于渗透率本身就十分尴尬的咸水泉油田来说无疑是一个大问题。

负压完井工作方式中, 较早出现的两种是自喷井法和二级钻井法。其中前者是在油井自喷的状态下进行完井的, 虽然能够在一定程度上避免污染发生, 但是却存在严重的安全隐患, 对于高压井或高油气比井不能应用。而后者则是先钻至产油层顶部, 然后再下入套管并固井, 之后再继续下钻。这种方法通常能够适用于有油气流。

在负压的工作状态下, 如果直接下入衬管, 就可能会导致井喷, 为了防止井喷, 膨胀桥塞应运而生。这种膨胀桥塞可以在钻井固井的过程中, 和打捞筒一同留在境内, 起到对油井封堵的作用, 保持油井的负压状态。此外, 这项技术也可用与在负压条件下下入其它长度可观的井下工具组合。

在膨胀桥塞得到运用的基础上, 井下换位阀法有了进一步的发展。这种方法使用一个能够由地面控制的井下开关阀, 来起到和膨胀桥塞同样的作用。具体实践中, 是在完整井深钻完后下入套管固井, 但在套管上除了需要附加上常规的油管可回收安全阀以外, 还要附加一个井下换位阀, 其位于油管可回收安全阀以上月30米的位置, 其它井下常规工具如油管传输射孔枪等井下工具照常下入井内。

在下入油井的时候, 井下换位阀以及油管可回收安全阀都处于关闭的状态, 这相当于在油井中建立起两个机械阀门, 保持油井中的自然压力。在完成必要的安全检查后, 可以根据油井的实际情况安排必要的井下工作工具入井。当井下工具进入后, 启动连续管系统, 进而通过对压力的调节迫使井下换位阀以及油管可回收安全阀先后打开, 使相关工具下入井底进行施工。类似地, 井下工具也可以在保持油井负压的状态下起出, 其工作状态和工具下井基本一致。

在实际工作中, 为了确保井下换位阀以及油管可回收安全阀的可靠性, 可以进行泄流测试。具体操作方法是降低井下换位阀中的压力迫使其开启, 同时保持井下安全阀的压力保持其关闭状态, 并考察油井压力和阀门附近油井成分状态等因素。并可以交替关闭阀门完成整个测试, 确保可靠性。

4 结论

目前无论是完井技术或者是其他的疏通拥堵, 弱化原油粘性的技术, 都在一种飞速的发展状态下。新的技术不断涌现, 这使得某些旧的技术渐渐被淘汰。

对于新技术的追求常常成为工作中的一种趋势, 但是对于油井来说, 只有最适合的技术才能取得成功。因此要求油田工作人员一方面深入原理层面地积极学习先进技术, 另一方面也要在开钻之前充分考察当地的地质结构和原油状态特征, 选择最适合的开采技术组合, 才能获得理想的采掘效果。

参考文献

[1]胡建国.产量递减的典型曲线分析[J].新疆石油地质, 2009, (06) .

[2]吕泽有.油田经济寿命及经济产量的研究[J].油气田地面工程, 2009, (07) .

电控柴油机的油量控制方式 篇6

1.时间-压力控制方式

该方式的电控系统如图1所示。主要由油箱、高压输油泵、共油轨(简称共轨)、喷油器和各种电子元件组成。高压输油泵从油箱中吸出柴油并将油压提高到约120 MPa后输入共轨,高压输油泵的供油量一般几倍于实际耗油量,以保证供油的可靠性,多余的燃油经回油管流回油箱。

高压输油泵的出口端装有一个用来调节共轨中油压的供油压力调节阀,ECU根据柴油机的转速信号、负荷信号等控制压力调节阀的开度,从而控制共轨中的油压保持目标值,以保证喷油器的喷油压差不变。此外,ECU还根据燃油压力传感器信号对共轨中的油压进行闭环控制。

该系统采用的喷油器为电、液控制式,控制喷油器的油液就是控制共轨中的高压柴油。喷油器顶部装有一个受ECU控制的三通电磁阀,用来控制喷油器控制室的进、回油通道。电磁阀不通电时,控制室进油通道开启、回油通道关闭,共轨中的高压油经电磁阀进入控制室。

1.ECU 2.三通电磁阀3.油箱4.节流孔5.控制室6.控制活塞7.喷油器针阀偶件8.喷油器9.公共油轨10.高压输油泵1 1.柴油机转速传感器12.曲轴位置传感器13.加速踏板位置传感器14.供油压力调节阀15.燃油压力传感器

此时喷油器下部的油腔始终与共轨油保持相等的高压(油腔与油轨经油道连通),但喷油器针阀的承压锥面比控制活塞上部承压面小,加之针阀回位弹簧的作用,所以喷油器不喷油。当ECU接通电磁阀电路时,电磁阀使控制室进油通道关闭、回油通道开启,从而使控制室油压迅速下降,进入喷油器油腔的高压油顶起针阀并经喷孔喷出,直到电磁阀再次断电使高压油进入控制室时,喷油器喷油结束。

由此可见,在时间—压力控制系统中,ECU控制供油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变,再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量的时间控制和喷油正时控制。电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始时刻,其通电时间决定喷油量。

2.压力控制方式

在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中,为降低对供油压力的要求,喷油器喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现,即喷油量的压力控制方式。

压力控制方式柴油机电控系统的构造如图2所示。其主要由低压(2～10 MPa)输油泵、蓄压式电液控制喷油器、供油压力调节阀和公共油轨等组成。ECU通过控制安装在喷油器上的电磁阀工作,使喷油持续时间保持不变,通过控制供油压力调节阀调节共轨中的油压,以实现喷油量的压力控制。虽然输油泵的供油压力不高,但喷油器内的增压装置可使喷油压力提高十几倍,达到160 MPa左右。

1.油箱2.低压输油泵3.燃油滤清器4.中压输油泵5.热交换器6.供油压力调节阀7.公共油轨8.回油管9.电磁阀和油压增压器10.喷油器11.蓄电池12.ECU

1.增压活塞2.增压柱塞3.单向阀4.蓄压室5.喷孔6.喷油器针阀7.环形油腔8.针阀上部油腔9.蓄压室10.增压室11.单向阀12.公共油轨13.电磁阀

3.蓄压式电液控制喷油器的工作情况

如图3所示,柴油机工作时,共轨中的低压柴油经进油单向阀充满增压室,当电磁阀通电时,增压活塞上方的进油通道开启而回油通道关闭,共轨中的油压作用在增压活塞上方,由于增压活塞直径大于柱塞直径,所以作用在增压活塞上方的油压推动增压活塞和增压柱塞向下移动,使已进入增压室中的柴油压力提高(可提高10～16倍)。增压后的柴油经单向阀进入蓄压室和针阀中部的环形油腔;由于针阀上部油腔与增压室连通,作用在针阀上的油压与增压室的油压相等,所以针阀关闭,喷油器不喷油(见图3a)。

当电磁阀断电时,增压活塞上方回油通道开启而进油通道关闭,作用在增压活塞上方、增压室和针阀上部的油压迅速下降,环形油腔内的高压柴油克服针阀回位弹簧的弹力将针阀顶起,喷油器开始喷油(见图3b);由于高压柴油不断喷出,使蓄压室和针阀中部的环形油腔的油压逐渐下降,直到油压下降到一定值时,作用在柱塞上方的油压和弹簧力使针阀关闭,喷油结束。

由于喷油器针阀回位弹簧的弹力是一定的,停止喷油时蓄压室内的压力也就一定,所以改变共轨中的柴油压力,即可改变喷油器喷油开始时蓄压室内的压力,从而改变喷油量。喷油正时取决于电磁阀断电的时刻。

油量检测 篇7

多缸柴油机先后配套大中型拖拉机、运输车辆、工程机械和汽车等领域, 改革开放以来, 由于国家对“三农”问题的高度关注, 投入不断加大, 多缸柴油机百花齐放, 有效满足了农村建设对机械化的需求增加, 农业机械化水平大幅提高, 为农业发展和繁荣农村经济做出了杰出贡献。近年来, 随着能源紧张和环保要求的提高, 我国柴油机能源利用效率和排放问题开始受到社会关注。据报道, 我国的货车油耗比国外先进水平高30%左右, 内河船舶油耗比国外先进水平高20%以上, 农业机械柴油机单位功率的耗油量比国外平均高30%左右。柴油机排放的氮氧化合物 (NO) 、颗粒物 (PM) 造成空气质量恶化, 阴霾天气现象增多, 使人呼吸道过敏、心肺发病率增加, 甚至致癌。柴油机行业正面临降低有害排放和优化燃油经济性的重大挑战。喷油泵俗称柴油机的“心脏”是按柴油机负荷情况, 精确计量燃油并适时将其喷入燃烧室的装置。喷油泵总成的调试精度, 尤其是其循环供油的数量和均匀性直接影响柴油机的动力性、经济性、稳定性及尾气排放。喷油泵试验台是喷油泵调试的关键设备, 它的准确性对柴油机能源利用率和排放有重要影响, 标准油量传递技术是一项提高喷油泵试验台准确性的重要技术。

1 标准油量传递的概念

喷油泵试验台用于喷油泵制造、喷油泵维修企业及科研教学单位调整试验喷油泵。喷油泵内装有柱塞、出油阀等精密偶件, 使用一段时间以后发生磨损, 出现误差, 造成喷油泵调修数值失真, 进而影响柴油机燃烧经济性和废气排放。为此, 喷油泵生产企业一般以1个月为一个检测周期, 个别性能指标7天为1个检测周期进行检验, 确保出厂喷油泵的调试质量, 保证柴油机燃油经济性高、动力性好、排放低。一般喷油泵在柴油机上运转一定时间后 (1000 h左右) , 就需要重新调修一次, 因此就产生了喷油泵调修企业, 他们使用的喷油泵试验台也需要定期标定, 标准油量传递是以在用喷油泵试验台检验校准为主要内容, 将喷油泵制造企业对喷油泵总成调整的各项技术指标, 通过标准系统 (标准泵、标准喷油器等) 逐级传递给基层喷油泵维修企业并用于维修生产的技术。标准油量的传递类似于测量工具的长度传递。测量工具的长度传递是由国家 (国际) 标准的长度基准, 标准油量传递则是将保存标准油量系统 (标准试验台、标准喷油泵、标准喷油器) 的企业 (目前国内各喷油泵生产企业都建有标准间, 传递溯源是德国BOSCH) 给出二级标准系统, 对基层喷油泵调修点的在用喷油泵试验台进行标定, 结合浮动油量调试工艺进行修正。

2 开展标准油量传递的必要性

据报道, 2007年中国多缸柴油机产量超过4800万台, 也即意味着每年有近5000万台多缸喷油泵投入使用, 这些喷油泵运行1000 h左右, 由于零部件磨损供油量、供油特性就会出现误差, 使柴油机油耗增加, 排出的废气增多, 严重时就会像一条“黑龙”一样, 冒着浓浓的黑烟。有的黑烟现象不严重, 表现为动力下降, 消耗同样多的燃油, 动力明显不足;发动机无法达到最高转速;启动困难等, 都需要对喷油泵进行重新调试。因此, 喷油泵试验台作为使用频率很高的设备, 它的准确度对节能减排有重要影响。河北省现有700多个喷油泵维修企业, 每年调修喷油泵十多万台次, 由于喷油泵维修企业所处的工作环境在防尘、噪音、温控等方面相对生产企业较差, 所用的喷油泵试验台磨损周期较生产企业会更短, 误差也更大。喷油泵试验台由于国家没有确定其检验要求, 大多数喷油泵维修企业的业主是初、高中文化水平, 知识水平有限, 对设备、计量知识了解较少, 大部分修理工只知道使用, 不知道校准, 造成喷油泵维修行业试验台精确度普遍较差, 许多喷油泵维修点调修的喷油泵费油、没劲, 就是由于试验台的误差造成的。但是这种误差没有检测设备不能从试验台的仪表、量杯直接观察到, 只能最后通过柴油机的故障表现出来, 而此时人们首先想到的原因可能是维修人员的技术水平、维修配件的质量等其他因素, 有的维修工人经过多次返工之后对自家的喷油泵试验台准确性产生怀疑, 但苦于没有检测设备。河北省农机修造服务总站自1992年起开展调研和标准油量传递, 最初使用BH2B90Y3PB标准喷油泵和PF55ST42型标准喷油器对在用的喷油泵试验台进行检验, 60%以上的喷油泵试验台转1000次的油量偏差值误差达到10 m L以上, 有的相差30 m L以上, 试验台各喷油器油量不均匀率、喷油量重复性偏差也较大, 对喷油泵维修质量影响很大。经过多年坚持推广标准油量传递技术, 全省喷油泵试验台合格率由原来的不足60%上升为95%。增强了喷油泵调修工的设备维修保养意识和设备计量知识, 提高了喷油泵调修质量, 保证了柴油机修理质量, 全省每年可节约柴油20万t以上, 约合人民币14亿元, 取得了显著的经济和社会效益。

3 影响标准油量传递工作开展的几个因素

3.1 部分被检测单位不愿缴纳检测费用

喷油泵试验台是重型设备, 开展标准油量传递需要带标准泵等设备到维修点逐个进行校验, 人员差旅、仪器设备折旧、检测耗材等需要一定的费用, 由于喷油泵试验台的误差损失是由拖拉机、联合收割机、工程机械的所有人承担的燃料费, 校泵点不直接承担, 所以对试验台校准表现不迫切, 有些仅凭自己主观臆断试验台有没有误差, 不愿承担检测费用, 部分维修人员即使了解标准油量传递的重要性, 一旦需要缴纳检测费用也有抵触情绪, 影响工作开展。

3.2 工作环境差、效率低

喷油泵维修点90%开设在县、乡国道边拖拉机、重型卡车方便停靠的地方, 每个省都有几百家, 数量多, 分布范围广, 规模都不大, 检测校准人员需要深入基层甚至农村逐个点奔波, 有时奔波几十里、上百里却碰到当地停电、电压不稳;或维修点工作人员躲避、不在等情况, 无法检测, 影响工作进度。

3.3 检测收费标准低, 费用大, 缺乏后期技术研究, 设备更新后劲不足

由于开展标准油量传递服务对象是个体维修点, 有的甚至只调修农业机械配套的喷油泵, 属于农机维修点, 所以收费标准较低, 但是深入乡村开车检测, 费用却很高, 结果入不敷出, 技术研究费用更无从谈起。

4 政策建议

4.1 将标准油量传递工作纳入节能减排财政支持项目, 安排资金, 予以补贴, 以便免费为环保重点地区用户提供检验服务, 促进节能减排

标准油量传递是一项效果明显、量大面广的节能减排技术措施, 位列2009年农业部农机化司推广的十项农机维修节能减排技术之首, 但由于涉及到对个体维修业收费, 此项工作开展困难, 甚至被迫暂停。其后果是修后的喷油泵性能指标严重失真, 造成柴油机工作不正常、能源浪费、污染环境。为切实减少柴油机尾气排放, 保护环境, 提高空气质量, 希望社会各界对此项工作予以重视, 有关部门对此项工作予以重视, 并给予资金补助, 以便免费为环保重点地区用户提供检验服务, 促进节能减排。

4.2 建立国家级、省级标准室, 推进标准油量传递工作

目前, 喷油泵试验台校准用的标准设备, 即标准泵、标准喷油器等由生产企业自行确定 (据了解大多采用德国BOSCH, 或日本DENSO生产的) , 生产企业标准未统一, 维修业更无处寻找, 不利于标准油量传递技术推广。早在2001年无锡威孚集团有限公司, 为保证其维修服务站的售后服务质量, 曾在全国部分省份建立了售后技术服务中心, 配备了基准系统, 定期对一定区域内的售后服务站进行定期喷油泵试验台校验。但是此项服务只限于威孚三包服务站, 覆盖面很小。同时, 这些技术服务中心大多本身就是颇具规模的喷油泵调修企业, 以自家的维修业务为主。由于标准泵、标准喷油器对喷油泵试验台的特殊重要地位, 所以建立统一、精确的国家级喷油泵试验台标准间、标准传递系统是非常必要的, 进而由国家级标准系统传递到省级, 由省级标准系统直接传递到维修点或省传递市再传递到维修点, 推进标准油量传递这一节能减排技术真正得到推广应用。

摘要：标准油量传递是2009年农业部农业机械化管理司推广的《农机维修节能减排十项技术》之一, 位列首位, 多年来, 河北省农机修造服务总站坚持在全省范围内推广标准油量传递技术, 节能减排成效显著。但由于喷油泵维修点多处在基层乡、镇, 且喷油泵试验台是重型设备, 需要检测人员到基层维修站检验, 因此, 此项技术推广存在工作环境差、人员费用高等问题, 影响推广普及, 希望通过本文, 提高社会各界对此项技术的认识, 积极争取财政等各方面支持, 采取有效措施, 使这一实效性强、涉及面广的节能减排技术能够长久、更大范围地推广应用。

关键词：标准油量传递,喷油泵试验台,柴油机,经济性,排放

参考文献