《微波法原油含水率在线检测仪》

T/CPCIFXXXX—2022

微波法原油含水率在线检测仪

1范围

本标准规定了微波法原油含水率在线检测仪（以下简称仪器）的技术要求、试验方法、检验规则、

标志、包装、运输及贮存。

本标准适用于仪器的检测、校准和验收。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T3836（所有部分）爆炸性环境

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T13306标牌

SY/T5102石油勘探开发仪器基本环境实验方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

原油含水率watercontentofcrudeoil

存在于原油中的水量，以质量分数表示。

被测介质measuredmedia

原油与水的混合物。

4工作原理

利用微波测量原理，通过射频信号在不同被测介质中的传输特性，对信号频率、相位、幅度、功率

的变化进行分析对比，再经过信号转换放大处理，最后通过数学模型处理，测得介质中水的含量。

5技术要求

环境适应性

5.1.1温度

5.1.1.1仪器工作温度优先从以下范围选取：

----（-40～85）℃。

----（-20～85）℃

----（0～85）℃

5.1.1.2被测介质温度范围为（20～85）℃。

5.1.2振动

5.1.2.1频率：5Hz～55Hz～5Hz。

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5.1.2.2加速度：20m/s2。

5.1.2.3扫频频率≤1oct/min。

5.1.2.4振动时间：30min。

外观

5.2.1仪器面板的文字、符号和标志应鲜明、清晰。

5.2.2表面无机械损伤、油污和腐蚀现象。

5.2.3紧固件无松动，开关、按键应灵活。

基本参数

5.3.1仪器各测量参数的测量范围见表1。

表1测量范围

参数名称测量范围

被测介质压力（油压）（0～4.0）MPa

被测介质温度（油温）（20～85）℃

5.3.24.3.2仪器各测量参数计量特性见表2。

表2计量特性

计量特性要求

准确度等级0.25级0.5级1.0级1.5级2.0级3.0级

油压最大允许误差±0.25%±0.5%±1.0%———

油温最大允许误差±1℃

原油含水率参数

5.4.1测量范围及精度

5.4.1.1原油含水率测量范围为（0～100）%。

5.4.1.2油水两相的测量精度为±2.0%。

5.4.1.3油气水三相的测量精度为±3.0%。

5.4.2数据采集重复性误差

记录曲线的数据采集重复性误差≤1.5%。

耐压密封性

仪器应能承受5MPa的压力，持续5min时间的静压力试验，不出现破损和泄漏。

防爆性能

在防爆区域使用的仪器，其防爆结构应满足GB/T3836(所有部分)的规定，防爆等级符合ExdIIBT4Gb

及以上要求。

防护性能

防护性能应符合IP65及以上要求。

通信功能

5.8.1无线传输功能

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5.8.1.1具有无线传输功能的仪器应能在数据采集单元与数据处理单元（或数据处理终端）之间进行

无线双向数据传输，传输距离应不小于30m。

5.8.1.2数据采集单元与数据处理单元（或数据处理终端）接收的测试数据或指令应齐全、准确。

5.8.2有线传输功能

通信接口采用RS485，通信协议为ModbusRTU，主从可正常通信。

6试验方法

实验设备包括（但不限于），其技术参数应满足以下要求：

6.1.1温度/湿度试验箱

a)容积：仪器置于试验箱内，任何部位离箱体最小距离不小于10cm；

b)温度范围：（-40～150）℃；

c)湿度范围：（20～98）%RH；

d)温度波动度：≤±0.5℃；

e)温度均匀度：≤±2℃；

f)湿度波动度：≤±2%RH；

g)湿度均匀度：+2/-3%RH；

h)温度控制精度：±0.1℃；

i)湿度控制精度：±0.1%RH。

6.1.2标准水银温度计

a)测量范围：（10～100）℃，可分段测量；

b)最小分值：≤0.1℃；

c)准确度：二等。

6.1.3活塞式压力计

a)测量范围：（常压～15）MPa；

b)最小分值：≤0.5MPa；

c)准确度：0.5级。

6.1.4振动试验台

a)频率范围：（0～70）Hz；

b)加速度：≥20m/s2。

6.1.5标准玻璃量筒

a)测量范围：1000mL；

b)最小分值：≤10mL。

6.1.6电子秤

a)测量范围：（0～50）kg；

b)最小分值：1g；

c)准确度等级：不低于○Ⅲ等级。

6.1.7试压泵

工作压力：≥5MPa。

6.1.8空气压缩机

满足测试需要。

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工作环境实验

6.2.1把仪器置入温度/湿度试验箱内，分别将实验装置的温度调整至5.1.1规定的上、下限工作温

度，恒温2h后，按SY/T5102规定的相应方法进行实验。

6.2.2把仪器置入温度/湿度试验箱内，控制温度为40℃±2℃，相对湿度为90%～96%，持续时间为

12h，按SY/T5102规定的相应方法进行实验。

6.2.3试验后，仪器应能正常工作，符合5.3的相应要求。

振动实验

6.3.1将仪器固定在振动实验台上，在非工作状态下按SY/T5102规定的方法和5.1.2的要求进行实

验。

6.3.2实验后，仪器应能正常工作，符合5.3的相应要求。

外观检查

目测或手动检查仪器的外观，应符合5.2要求。

油压实验

将油压传感器安装在活塞式压力计上并与仪器电缆连接，打开仪器电源，进入标定模式。以0.5MPa

为一个试验点，从零点开始，平稳的逐点加压至压力测量上限值，然后按原试验点逐降压至零点，重复

3次，记录每个试验点的数据。按式（1）计算油压误差，其结果应符合表2的要求。

''

(PPii−0)

H=100%…………………（1）

PFS

式中：

H……油压误差；

P'

i……第i试验点上行或下行油压的平均值，MPa；

P'

0i……第i试验点的标准压力值，MPa；

P

FS……满量程油压值，MPa。

油温实验

将油温传感器和标准水银温度计安装在温度/湿度试验箱中，油温传感器与本仪器电缆连接，打开

仪器电源，启动空气浴，以20℃为一个试验点，从室温开始，平稳的逐点加温至上限值，然后按原温度

试验点逐点降至室温，每个温度试验点恒温时间不少于15min，重复3次，记录每个试验点的数据。按式

（2）和式（3）计算温度误差，其结果应符合表2的要求。

훥푇푖=푇푖−푇0푖………………….（2）

훿푇=훥푇푚푎푥……………….…………………（3）

式中：

훥푇푖…..…第푖点的最大温度误差，℃；

푇푖…..…第푖点的温度显示值，℃；

푇0푖……..第푖点的标准温度值，℃；

훿푇…..…温度误差，℃；

훥푇푚푎푥……仪器各试验点中的最大温度误差，℃。

原油含水率实验

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6.7.1实验装置

油水混合循环试验设备（以下简称试验设备）的整体装置如下图1所示。

图1油水混合循环试验设备

6.7.2试验步骤

6.7.2.1将仪器安装在试验设备上。

6.7.2.2在试验设备排气阀处接入空气压缩机，吹入高压气体，吹出管道内残留液体。

6.7.2.3通过量筒测量将20.00L自来水倒入到干净的搅拌桶内，调整流量调节阀至最大位置，开启混

输泵。通过视镜观测，如果管道内有气体，则打开排气阀，排出残留气体，同时应使用容器保存排气阀

溢出的水。等5min系统稳定后，读取三次仪器含水率值。此时实际含水率为100%。

6.7.2.4将排气时排气阀溢出的水倒入搅拌桶。

6.7.2.5通过电子秤称出6.670kg柴油，混入搅拌桶，开启搅拌机，搅拌2min，启动混输泵，保持

混输泵与搅拌机同时运行2min后，读取三次仪器含水率值，此时实际含水率为75%。

6.7.2.6再通过电子秤称出13.330kg柴油，混入搅拌桶，开启搅拌机，搅拌2min，启动混输泵，

保持混输泵与搅拌机同时运行2min后，读取三次仪器含水率值，此时实际含水率为50%。

6.7.2.7再通过电子秤称出40.000kg柴油，混入搅拌桶，开启搅拌机，搅拌2min，启动混输泵，

保持混输泵与搅拌机同时运行2min后，读取三次仪器含水率值，此时实际含水率为25%。

6.7.2.8试验设备停机，在试验设备排气阀处接入空气压缩机，吹入高压气体，吹出管道内残留液体。

6.7.2.9更换洁净搅拌桶，通过电子秤称出20.000kg柴油，倒入搅拌桶。开启混输泵。通过视镜观

测，如果管道内有气体，则打开排气阀，排出残留气体。等5min系统稳定后，读取三次仪器含水率值。

此时实际含水率为0%。

6.7.2.10试验设备停机，在试验设备排气阀处接入空气压缩机，吹入高压气体，吹出管道内残留液体，

试验结束。

6.7.3数据处理

对于以上测取的数据，其结果应符合5.4.2的要求。

将以上测取的数据按式（4）计算原油含水率误差，其结果应符合5.4.1的要求。

′′

(푃푖−푃0푖)

훿푝=×100%..................................（4）

푃퐹푆

式中：

훿푝….含水率误差；

′

푃푖….第푖试验点上行或下行含水率的平均值；

′

푃0푖….第푖试验点的含水率值；

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푃퐹푆…满量程含水率值。

耐压密封实验

通过试压泵设备，将压力加至5MPa，持续5min，其结果应符合5.5的要求。

防爆性能实验

防爆性仪器或部件应取得符合5.6要求的防爆证书，防爆性能实验按GB3836的规定由国家授权的防

爆检验机构进行。

防护性能实验

防护性能应符合5.7要求，防护性能实验按GB4208的规定由国家授权的防爆检验机构进行。

通信功能

6.11.1无线传输功能

将数据采集单元与数据处理单元（或数据处理终端）之间的距离不小于30m，数据处理单元（或数

据处理终端）应能接收到数据，结果符合5.8.1要求。

6.11.2有线传输功能

通过RS485接口，按照ModbusRTU协议，与仪器进行通信，符合5.8.2要求。

7检验规则

出厂检验

每套仪器均应通过出厂检验，出厂检验项目及要求见表3。

型式检验项目及抽样方案

7.2.1型式检验项目及要求见表3。

7.2.2型式检验样品从合格的产品中随机抽取，抽样比例应不低于10%，最小样品数为1台。

判定规则

7.3.1出厂检验项目全部合格后，方可出厂。不合格项目允许返修，并按本标准进行复检，复检合格，

方可允许出厂。

7.3.2型式检验中任一项不合格时，应查明原因，在不涉及产品设计方案、产品原材料和重要工艺问

题时，允许修复后重新检验，复检合格，通过型式检验。仍有不合格项目，则判定该批仪器型式检验不

合格。

表3检验项目

检验类别

项目检验技术要求试验方法

出厂检验型式检验

工作环境实验5.1.16.2○●

振动试验5.1.26.3○●

外观检查5.26.4●●

油压实验5.36.5●●

油温实验5.36.6●●

原油含水率实验5.46.7●●

耐压密封性5.56.8●●

防爆性能5.66.9○●

防护性能5.76.10○●

通信功能5.86.11●●

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“○”表示需要时，进行检验的项目

“●”表示应进行检验的项目

8标志、包装、运输及贮存

标志

仪器包装箱外应有牢固、明显的标志，标明产品名称、型号、厂名、地址、生产日期、批号、执行

标准。

包装

8.2.1为满足产品长距离运输的要求，包装箱上应有明显的包装储运图示标志，包装箱外文字与标志

应耐受风吹日晒，防止因雨水冲刷而模糊不清，且其内容应包括：产品名称及型号、毛重和设备总重、

包装箱外型尺寸等。

8.2.2包装箱上应标明“向上”“防潮”“小心轻放”“由此吊起”等储运警示标志，按GB/T191规

定。各运输单元应适合于运输及装卸的要求，应有明确标志，以便于运输、装卸和组装，如有要求时应

注明贮存条件。

8.2.3随产品提供的技术资料应完整。

运输

8.3.1产品在运输过程中应固定紧固可靠，内部器件应在经过正常的铁路、公路及水路运输后相互位

置不变，紧固件不松动。

8.3.2运输时应确保仪器本体、可成套拆卸的组件、部件及备品备件、专用工具等不丢失、不损坏、

不受潮和不受腐蚀。

贮存

8.4.1应注明产品在贮存中的要求和注意事项。

8.4.2产品贮存在温度为-20℃～50℃，相对湿度不大于85%RH，无酸、碱及腐蚀性气体，无强磁场的

库房内。

8.4.3仪器可以在两层（含）以下层数堆放。

9必备文件、备品备件、专用工具及铭牌

必备文件

应提供必要文件，含有且不限于以下内容：

a)安装说明书；

b)使用说明书；

c)主要性能参数；

d)检验或实验报告；

e)产品合格证；

f)与设计、制造、测试和验收相关的技术标准清单；

g)装箱清单；

h)需要提交的其他文件。

备品备件

9.2.1备品备件应包括安装调试备件、设备运行备件。备品备件应是新品，与产品同型号、同工艺。

9.2.2所提供的备件及专用工具单独包装，便于长期保存，同时备件上应有必要的标志，便于日后识

别。

铭牌

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9.3.1在产品适当的部位安装永久性的316不锈钢铭牌,铭牌的位置醒目易于观察,内容字迹清晰耐久,

固定牢固可靠，符合GB/T13306要求。其安装可采用不锈钢支架和螺栓固定,不允许直接将铭牌焊到设

备上。

9.3.2铭牌的位置应易于观察，内容清晰，铭牌应包含内容和符合要求（但不限于）：

a)制造厂家名称；

b)产品型号、名称；

c)主要技术参数；

d)产品出厂编号、防爆标志及防爆合格证编号；

e)制造日期；

f)铭牌字迹清晰，内容完整、参数标志规范；

g)规格型号、技术参数与产品一致；

h)铭牌安装端正。

9.3.3设备中的主要部件，均应具有由部件供应商设置的耐久清晰的铭牌。在正常运行中，各组件的

铭牌应便于识别。

8

团体标准编制说明

一、工作概况

（一）任务来源

根据中国石油和化学工业联合会下发的《关于印发2020年第一批中国石油

和化学工业联合会团体标准项目计划的通知》，《微波法原油含水率在线检测仪》

团体标准被列入2020年中国石油和化学工业联合会团体标准制定计划项目。

（二）制定标准的必要性

石油的出现，标志着人类从农业文明顺利向工业文明及工业后工业化文明的

发展迈进，它是工业的重要原料，被誉为工业的血液和经济发展的动力推进器，

石油，它为人类提供了新的生活状态和改变了人类的生活方式，石油也因此成为

人类和世界各国的抢手货，我国则是世界石油消费大国，每年经济生产需消耗大

量的石油和工业原料，制成工业品和技术完工品，石油对于我国而言，是不可言

喻的。

在石油的开采、集输、脱水、计量、销售、炼化等过程中，原油含水率是一项

重要指标，通过它可以预测油井水位、油层位置，对原油产量和开采价值进行评

估，预测采出程度并制定相应的开采方案，对预测油井的开发寿命有着非常重要

的意义。

当前常用的原油含水率的测量方法大致可以分为离线测量法和在线测量法两

种，针对离线测量法，主要有蒸馏法、电脱法、分离法、卡尔·费休滴定法等，

在线测量法相对较多，主要有电磁法（γ射线、短波吸收法、微波法、同轴线相

位法）、电导率法、密度法、电容法、超声波共振法、红外光谱法、过程层析成

像法等。对于离线测量法，相关的国际及国标已经颁布并实施多年，其主要的国

内标准为《GB/T8929-2006原油水含量的测定蒸馏法》、《GB/T6533-2012原

油中水和沉淀物的测定离心法》、《SY/T5402-2016原油水含量的测定电脱法》、

《GB/T11146-2009原油水含量测定卡尔.费休库仑滴定法》等，而针对在线测

量法的相关国家标准较少，到目前为止，仅查询到《GB/T25104-2019原油水含

量的自动测定射频法》，在此标准中，介绍了射频法测量原油含水率的基本原理

及自动测定系统的构成，未详细介绍相关的技术要求及具体的测试方法，针对此

问题，急需制定原油在线测量含水率的相关标准，才能促进行业的健康发展。

（三）主要工作过程

2020年3月20日，中国石油和化学工业联合会下达2020年第一批团体标准

立项计划，由山东天工石油装备有限公司牵头《微波法原油含水率在线检测仪》

团体标准制定工作。

2020年7月，由山东天工石油装备有限公司牵头，联合中国石油化工股份有

限公司胜利油田分公司、江苏麦赫物联网科技有限公司成立标准起草小组，并明

确责任、执行工作计划、实施方案。

截止到2020年12月，起草小组先后拜访了从事原油含水率相关工作的中石

化下属的各个采油厂、相关的研发生产企业、山东省计量科学研究院等相关单位，

实际落实当前的生产、研发、运行情况。

截止到2021年3月，起草小组开展了大量的资料、样品收集工作。

截止到2021年12月，在中石化胜利油田不同采油厂安装原油含水率设备。

截止到2022年7月，跟踪实验设备在中石化胜利油田不同采油厂的实际应用

效果和实验验证工作。

2022年9月，起草小组完成了《微波法原油含水率在线检测仪》团体标准草

稿和编制说明。

（四）主要参加单位

标准负责起草单位：山东天工石油装备有限公司

参与起草单位：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司、江苏麦赫物联

网科技有限公司

二、标准编制的主要原则和依据

（一）国内依据

根据国家《中国制造2025》行动纲领提出的“创新驱动、质量为先、绿色发

展、结构优化”基本方针，参照我国原油含水率已有的国标和企标，制定符合市

场需求的团体标准，提升我国原油含水率的检测水平。标准制定的格式按照GB/T

1.1-2020《标准化工作导则》，其技术内容力求体现科学性、先进性、实用性和绿

色环保。

本标准规范性引用文件：

GB/T8929-2006原油水含量的测定蒸馏法

GB/T260-2016石油产品水含量的测定蒸馏法

GB/T6533-2012原油中水和沉淀物的测定离心法

SY/T5402-2016原油水含量的测定电脱法

GB/T11146-2009原油水含量测定卡尔•费休库仑滴定法

GB/T11133-2015石油产品、润滑油和添加剂中水含量的测定卡尔•费休库

仑滴定法

SY/T7552-2005原油水的测定卡尔•费休电位滴定法

GB/T25104-2019原油水含量的自动测定射频法

（二）国外依据

查阅参考文献、相关标准，其收集到的关于原油含水率的相关国际标准如下：

ISO9029原油水含量测定法蒸馏法

ISO3733石油产品水含量的测定蒸馏法

ISO3734原油和燃料油中的水和沉淀物测定法离心法

ISO9030原油水和沉淀物测定法离心法

ISO10336原油水的测定卡尔•费休电位滴定法

ISO10337原油水含量测定卡尔•费休库仑滴定法

ASTMD96原油中水和沉淀物测定法离心法

ASTMD1744液体石油产品中的水含量测定法卡尔•费休滴定法

ASTMD1796燃料油中水和沉淀物测定法离心法

ASTMD4006原油水含量测定法蒸馏法

ASTMD4377原油水含量测定法离心法

ASTMD4928原油水含量测定法卡尔•费休滴定法

ASTMD6304-07石油产品、润滑油和添加剂中水含量测定法卡尔•费休库仑

滴定法

JISK2275石油及石油产品水分测定法蒸馏法卡尔•费休滴定法

通过分析对比以上标准可知，其涉及的检测方法均为离线测量法，即蒸馏

法、电脱法、分离法、卡尔·费休滴定法。在国内制定的标准中，GB/T8929-

200(ISO9029:1990,MOD)，GB/T260-2016(ISO3733:1999,MOD)，GB/T

11146-2009(ISO10337:1997:MOD)，SY/T7552-2005(ISO10336:1997,IDT)，

GB/T6533-2012在ASTM4007-08基础上修改确定，GB/T11133-2015在ASTMD

6304-07基础上修改确定，国内相关标准在制定时，参考或等同了国际国标，使

国内标准与国际标准保持一致。

三、标准的主要内容

（一）指标项目

本标准为了满足生产现场需要，在参考《SY/T5166-2020石油抽油机井测试

仪》、《GB/T25104-2019原油水含量的自动测定射频法》行标及国家标准的基

础上，并结合国内生产企业的企业标准及其它相关标准的基础上，设立了工作环

境、振动实验、外观、油压、油温、原油含水率、耐压密封性、防爆性、防护性、

通信功能共10个技术要求，涵盖了产品在生产、制造、使用中的相关环节，确保

在实际使用中的安全、可靠、稳定。

（二）参数的确定

1.工作环境

工作环境主要侧重于仪器的安装使用地区的温度变化情况。由于地域差问题，

温度的变化范围较大，针对现场实际应用情况，将仪器工作范围设置为三种，即

-40℃～85℃、-20℃～85℃、0℃～85℃，可根据不同地区的温度选择仪器不同的

工作温度范围。

设置此项参数的目的为保证仪器中的各电子元器件能正常运行。

2.振动实验

振动实验主要测试仪器在组装完成后，检测各装配件之间的牢固性，防止由

于连接不牢固，导致仪器工作异常。

3.外观

外观项的检查可以确保仪器面板的文字、符号和标志应鲜明、清晰，表面无机

械损伤、油污和腐蚀现象，紧固件无松动，开关、按键应灵活。

4.油压

此参数项的主要内容为仪器在正常工作过程中，实时检测管道中被测介质的

压力数值，目前，油田现场油井管线、阀门的压力设计标准为2.5MPa，本标准中

设置的最高测量压力为4MPa，设有足够的安全余量，防止由于异常原因，导致管

道憋压，造成管线穿孔，污染环境。

5.油温

油温用于表示被测介质的温度，在不同的温度下，会影响仪器的测量精度，通

过实时检测被测介质的温度，进行温度补偿，提高仪器的测量精度。

6.原油含水率

原油含水率用于表示原油中水的含量，由于地层复杂多变，对于采出液，一般

为油水气三相的混合液体，在测量过程中，气体对测量精度有较大的影响；在地

面测量过程中，可以采取措施将气相、液相进行分离，分离后再对油水混合物进

行测量，可提高测量精度。

7.耐压密封性

耐压密封性参数的设置主要考虑现场生产运行中，防止仪器出现滴、冒、渗、

漏现象，一方面影响设备的正常运行寿命，另一方面可能造成油井停止，影响正

常的油田生产运行。

8.防爆性

防爆性参数主要基于仪器安装现场的防爆要求，需要满足防爆等级要求，防

止由于仪器的故障造成现场出现爆燃现象。

9.防护性

防护性参数的设置主要考虑仪器需要工作在室外，需要考虑防雨问题。

10.通信功能

通信功能参数用于测试仪表的数据通信功能，其通信方式既可以采用无线方

式也可以采用有线方式，从当前应用环境及场所来看，无线通信一般采用LoRa、

ZigBee、WIFI、433MHz、470MHz、NB-IOT、4G/5G等形式，可根据现场具体的载

波确定无线通信方式。有线通信一般采用RS485、RS232、CAN总线等方式，考虑

到现场的传输距离、防干扰、应用成本等因素，其有线方式确定为RS485，并采

用ModbusRTU协议，基本上涵盖了所有的仪器仪表通信方式。

（三）检验类别和检验项目

产品检验分为出厂检验和形式检验，出厂检验需检验部分项目，而型式检验

需要检验所有的项目，当型式检验项目在下列情况时，应进行测定：

——新产品或者产品转厂生产的试制定型鉴定时；

——正式生产后，如原材料、工艺有较大改变，可能影响产品质量指标时；

——长期停产后恢复生产时；

——正常生产，按周期进行型式检验，每六个月至少检验一次；

——国家质量监督机构提出型式检验要求时；

——合同规定时。

（四）包装、运输和贮存

为满足产品长距离运输的要求，包装箱上应有明显的包装储运图示标志，包

装箱外文字与标志应耐受风吹日晒，防止因雨水冲刷而模糊不清，且其内容应包

括：产品名称及型号、毛重和设备总重、包装箱外型尺寸等。包装箱上应标明“向

上”“防潮”“小心轻放”“由此吊起”等储运警示标志，按GB/T191规定。各

运输单元应适合于运输及装卸的要求，应有明确标志，以便于运输、装卸和组装，

如有要求时应注明贮存条件。

四、标准中涉及的专利

本标准无涉及专利。

五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果等情况

随着油田信息化的不断发展，数字油田、智慧油田等相关概念正在不断的推

广，并实际应用到生产生活中，油田的信息化正在经历质的变化。跟随信息化发

展的步伐，当前油井示功图、电功图、电参数、套压、油压、温度等参数的采集

已经实现自动化、智能化，无需人工再到现场进行数据采集测量汇总统计，大幅

降低一线工人的劳动强度，同时，已实现数据“采集-传输-入库-分析-浏览-故障

报警”整流程信息化处理。

到目前为止，作为石油开采中的一个重要生产参数---原油含水率，仍然保持

原来的检测手段，即实验室化验分析或离线测量方法，没有跟上当前的信息化发

展步伐，是油田信息化发展中的一个短板，针对此问题，当前市场上已经出现了

各种在线测量方法，主要有γ射线、短波吸收法、同轴线相位法、电导率法、密

度法、电容法、超声波共振法、红外光谱法、过程层析成像法等等，但是，针对

不同的测量方法或多或少都存在缺陷，不能很好地适应现场的生产要求，通过与

以上方法对比分析，微波法可实现全量程0～100%的含水率检测，检测精度高，

成本低，安全、可靠，已经在胜利油田、大庆油田、长庆油田等各个区域安装实

验并取得较好的效果。

通过此项技术的推广应用，将大幅提升油田信息化水平，补齐原油含水率在

线自动检测中的短板，助力油田进入更高层次的自动化、智能化发展阶段，进而

提升行业的整体技术水平，降本增效，提高企业的综合竞争能力。

六、与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性

本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

七、重大分歧意见的处理经过和依据

本标准未产生重大分歧意见。

八、标准性质的建议说明

建议本标准作为团体标准发布后，进一步申请行业标准。

九、贯彻标注的要求和措施建议（包括组织措施、技术措施、过度方法、实

施日期等）

在标准通过有关专家审查并发布实施后，建议中国石油和化学工业联合会加

强对该标准的宣传力度，强化对相关行业从业人员的培训，使之尽快掌握标准的

作用和要点。可采用集中学习、定期培训和派发资料的模式进行标准的宣传和

培训。号召和动员企业主动采用本标准，并对外公示按本标准实施管理。

十、无废止现行相关标准的建议

十一、其它应予说明的事项

暂无。

ICS点击此处添加ICS号

CCS点击此处添加CCS号

CPCIF

中国石油和化学工业联合会团体标准

T/CPCIFXXXX—2022

微波法原油含水率在线检测仪

Onlinemoisturecontentdetectorofcrudeoilbymicrowavemethod

（征求意见稿）

（本草案完成时间：2022年9月6日）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

中国石油和化学工业联合会发布

T/CPCIFXXXX—2022

微波法原油含水率在线检测仪

1范围

本标准规定了微波法原油含水率在线检测仪（以下简称仪器）的技术要求、试验方法、检验规则、

标志、包装、运输及贮存。

本标准适用于仪器的检测、校准和验收。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

GB/T191包装储运图示标志

GB/T3836（所有部分）爆炸性环境

GB/T4208外壳防护等级（IP代码）

GB/T13384机电产品包装通用技术条件

GB/T13306标牌

SY/T5102石油勘探开发仪器基本环境实验方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

原油含水率watercontentofcrudeoil

存在于原油中的水量，以质量分数表示。

被测介质measuredmedia

原油与水的混合物。

4工作原理

利用微波测量原理，通过射频信号在不同被测介质中的传输特性，对信号频率、相位、幅度、功率

的变化进行分析对比，再经过信号转换放大处理，最后通过数学模型处理，测得介质中水的含量。

5技术要求

环境适应性

5.1.1温度

5.1.1.1仪器工作温度优先从以下范围选取：

----（-40～85）℃。

----（-20～85）℃

----（0～85）℃

5.1.1.2被测介质温度范围为（20～85）℃。

5.1.2振动

5.1.2.1频率：5Hz～55Hz～5Hz。

1

T/CPCIFXXXX—2022

5.1.2.2加速度：20m/s2。

5.1.2.3扫频频率≤1oct/min。

5.1.2.4振动时间：30min。

外观

5.2.1仪器面板的文字、符号和标志应鲜明、清晰。

5.2.2表面无机械损伤、油污和腐蚀现象。

5.2.3紧固件无松动，开关、按键应灵活。

基本参数

5.3.1仪器各测量参数的测量范围见表1。

表1测量范围

参数名称测量范围

被测介质压力（油压）（0～4.0）MPa

被测介质温度（油温）（20～85）℃

5.3.24.3.2仪器各测量参数计量特性见表2。

表2计量特性

计量特性要求

准确度等级0.25级0.5级1.0级1.5级2.0级3.0级

油压最大允许误差±0.25%±0.5%±1.0%———

油温最大允许误差±1℃

原油含水率参数

5.4.1测量范围及精度

5.4.1.1原油含水率测量范围为（0～100）%。

5.4.1.2油水两相的测量精度为±2.0%。

5.4.1.3油气水三相的测量精度为±3.0%。

5.4.2数据采集重复性误差

记录曲线的数据采集重复性误差≤1.5%。

耐压密封性

仪器应能承受5MPa的压力，持续5min时间的静压力试验，不出现破损和泄漏。

防爆性能

在防爆区域使用的仪器，其防爆结构应满足GB/T3836(所有部分)的规定，防爆等级符合ExdIIBT4Gb

及以上要求。

防护性能

防护性能应符合IP65及以上要求。

通信功能

5.8.1无线传输功能

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T/CPCIFXXXX—2022

5.8.1.1具有无线传输功能的仪器应能在数据采集单元与数据处理单元（或数据处理终端）之间进行

无线双向数据传输，传输距离应不小于30m。

5.8.1.2数据采集单元与数据处理单元（或数据处理终端）接收的测试数据或指令应齐全、准确。

5.8.2有线传输功能

通信接口采用RS485，通信协议为ModbusRTU，主从可正常通信。

6试验方法

实验设备包括（但不限于），其技术参数应满足以下要求：

6.1.1温度/湿度试验箱

a)容积：仪器置于试验箱内，任何部位离箱体最小距离不小于10cm；

b)温度范围：（-40～150）℃；

c)湿度范围：（20～98）%RH；

d)温度波动度：≤±0.5℃；

e)温度均匀度：≤±2℃；

f)湿度波动度：≤±2%RH；

g)湿度均匀度：+2/-3%RH；

h)温度控制精度：±0.1℃；

i)湿度控制精度：±0.1%RH。

6.1.2标准水银温度计

a)测量范围：（10～100）℃，可分段测量；

b)最小分值：≤0.1℃；

c)准确度：二等。

6.1.3活塞式压力计

a)测量范围：（常压～15）MPa；

b)最小分值：≤0.5MPa；

c)准确度：0.5级。

6.1.4振动试验台

a)频率范围：（0～70）Hz；

b)加速度：≥20m/s2。

6.1.5标准玻璃量筒

a)测量范围：1000mL；

b)最小分值：≤10mL。

6.1.6电子秤

a)测量范围：（0～50）kg；

b)最小分值：1g；

c)准确度等级：不低于○Ⅲ等级。

6.1.7试压泵

工作压力：≥5MPa。

6.1.8空气压缩机

满足测试需要。

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工作环境实验

6.2.1把仪器置入温度/湿度试验箱内，分别将实验装置的温度调整至5.1.1规定的上、下限工作温

度，恒温2h后，按SY/T5102规定的相应方法进行实验。

6.2.2把仪器置入温度/湿度试验箱内，控制温度为40℃±2℃，相对湿度为90%～96%，持续时间为

12h，按SY/T5102规定的相应方法进行实验。

6.2.3试验后，仪器应能正常工作，符合5.3的相应要求。

振动实验

6.3.1将仪器固定在振动实验台上，在非工作状态下按SY/T5102规定的方法和5.1.2的要求进行实

验。

6.3.2实验后，仪器应能正常工作，符合5.3的相应要求。

外观检查

目测或手动检查仪器的外观，应符合5.2要求。

油压实验

将油压传感器安装在活塞式压力计上并与仪器电缆连接，打开仪器电源，进入标定模式。以0.5MPa

为一个试验点，从零点开始，平稳的逐点加压至压力测量上限值，然后按原试验点逐降压至零点，重复

3次，记录每个试验点的数据。按式（1）计算油压误差，其结果应符合表2的要求。

''

(PPii−0)

H=100%…………………（1）

PFS

式中：

H……油压误差；

P'

i……第i试验点上行或下行油压的平均值，MPa；

P'

0i……第i试验点的标准压力值，MPa；

P

FS……满量程油压值，MPa。

油温实验

将油温传感器和标准水银温度计安装在温度/湿度试验箱中，油温传感器与本仪器电缆连接，打开

仪器电源，启动空气浴，以20℃为一个试验点，从室温开始，平稳的逐点加温至上限值，然后按原温度

试验点逐点降至室温，每个温度试验点恒温时间不少于15min，重复3次，记录每个试验点的数据。按式

（2）和式（3）计算温度误差，其结果应符合表2的要求。

훥푇푖=푇푖−푇0푖………………….（2）

훿푇=훥푇푚푎푥……………….…………………（3）

式中：

훥푇푖…..…第푖点的最大温度误差，℃；

푇푖…..…第푖点的温度显示值，℃；

푇0푖……..第푖点的标准温度值，℃；

훿푇…..…温度误差，℃；

훥푇푚푎푥……仪器各试验点中的最大温度误差，℃。

原油含水率实验

4

T/CPCIFXXXX—2022

6.7.1实验装置

油水混合循环试验设备（以下简称试验设备）的整体装置如下图1所示。

图1油水混合循环试验设备

6.7.2试验步骤

6.7.2.1将仪器安装在试验设备上。

6.7.2.2在试验设备排气阀处接入空气压缩机，吹入高压气体，吹出管道内残留液体。

6.7.2.3通过量筒测量将20.00L自来水倒入到干净的搅拌桶内，调整流量调节阀至最大位置，开启混

输泵。通过视镜观测，如果管道内有气体，则打开排气阀，排出残留气体，同时应使用容器保存排气阀

溢出的水。等5min系统稳定后，读取三次仪器含水率值。此时实际含水率为100%。

6.7.2.4将排气时排气阀溢出的水倒入搅拌桶。

6.7.2.5通过电子秤称出6.670kg柴油，混入搅拌桶，开启搅拌机，搅拌2min，启动混输泵，保持

混输泵与搅拌机同时运行2min后，读取三次仪器含水率值，此时实际含水率为75%。

6.7.2.6再通过电子秤称出13.330kg柴油，混入搅拌桶，开启搅拌机，搅拌2min，启动混输泵，

保持混输泵与搅拌机同时运行2min后，读取三次仪器含水率值，此时实际含水率为50%。

6.7.2.7再通过电子秤称出40.000kg柴油，混入搅拌桶，开启搅拌机，搅拌2min，启动混输泵，

保持混输泵与搅拌机同时运行2min后，读取三次仪器含水率值，此时实际含水率为25%。

6.7.2.8试验设备停机，在试验设备排气阀处接入空气压缩机，吹入高压气体，吹出管道内残留液体。

6.7.2.9更换洁净搅拌桶，通过电子秤称出20.000kg柴油，倒入搅拌桶。开启混输泵。通过视镜观

测，如果管道内有气体，则打开排气阀，排出残留气体。等5min系统稳定后，读取三次仪器含水率值。

此时实际含水率为0%。

6.7.2.10试验设备停机，在试验设备排气阀处接入空气压缩机，吹入高压气体，吹出管道内残留液体，

试验结束。

6.7.3数据处理

对于以上测取的数据，其结果应符合5.4.2的要求。

将以上测取的数据按式（4）计算原油含水率误差，其结果应符合5.4.1的要求。

′′

(푃푖−푃0푖)

훿푝=×100%..................................（4）

푃퐹푆

式中：

훿푝….含水率误差；

′

푃푖….第푖试验点上行或下行含水率的平均值；

′

푃0푖….第푖试验点的含水率值；

5

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푃퐹푆…满量程含水率值。

耐压密封实验

通过试压泵设备，将压力加至5MPa，持续5min，其结果应符合5.5的要求。

防爆性能实验

防爆性仪器或部件应取得符合5.6要求的防爆证书，防爆性能实验按GB3836的规定由国家授权的防

爆检验机构进行。

防护性能实验

防护性能应符合5.7要求，防护性能实验按GB4208的规定由国家授权的防爆检验机构进行。

通信功能

6.11.1无线传输功能

将数据采集单元与数据处理单元（或数据处理终端）之间的距离不小于30m，数据处理单元（或数

据处理终端）应能接收到数据，结果符合5.8.1要求。

6.11.2有线传输功能

通过RS485接口，按照ModbusRTU协议，与仪器进行通信，符合5.8.2要求。

7检验规则

出厂检验

每套仪器均应通过出厂检验，出厂检验项目及要求见表3。

型式检验项目及抽样方案

7.2.1型式检验项目及要求见表3。

7.2.2型式检验样品从合格的产品中随机抽取，抽样比例应不低于10%，最小样品数为1台。

判定规则

7.3.1出厂检验项目全部合格后，方可出厂。不合格项目允许返修，并按本标准进行复检，复检合格，

方可允许出厂。

7.3.2型式检验中任一项不合格时，应查明原因，在不涉及产品设计方案、产品原材料和重要工艺问

题时，允许修复后重新检验，复检合格，通过型式检验。仍有不合格项目，则判定该批仪器型式检验不

合格。

表3检验项目

检验类别

项目检验技术要求试验方法

出厂检验型式检验

工作环境实验5.1.16.2○●

振动试验5.1.26.3○●

外观检查5.26.4●●

油压实验5.36.5●●

油温实验5.36.6●●

原油含水率实验5.46.7●●

耐压密封性5.56.8●●

防爆性能5.66.9○●

防护性能5.76.10○●

通信功能5.86.11●●

6

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“○”表示需要时，进行检验的项目

“●”表示应进行检验的项目

8标志、包装、运输及贮存

标志

仪器包装箱外应有牢固、明显的标志，标明产品名称、型号、厂名、地址、生产日期、批号、执行

标准。

包装

8.2.1为满足产品长距离运输的要求，包装箱上应有明显的包装储运图示标志，包装箱外文字与标志

应耐受风吹日晒，防止因雨水冲刷而模糊不清，且其内容应包