原油含水是油田开采过程中的正常现象和普遍规律。世界各地的油田几乎都要经历含水开采期,国内大部分石油开采已进入中后期阶段,以辽河油田为例,从地层下开采出来的原油含水率已高达85%左右,为了得到含水率小于0.5%的合格原油,有必要研制一套油品适应性强、可靠性好的油罐自动脱水系统,以满足油田日益增长的原油脱水需求。本文以原油脱水为研究背景,以油罐自动脱水系统为研究对象,针对现有自动脱水方案存在的问题,完成系统的总体方案的设计,重点进行了传感器布置方案的改进。通过电磁仿真软件分别对电磁波法中的微波法和短波法测量原油含水率传感器激励信号频率进行仿真分析,仿真模拟结果表明短波法测量原油含水率的测量精度更高,因此本文采用短波法作为油罐自动脱水系统的原油含水率在线测量方法。通过实验研究了高含水率条件下短波法含水率分析仪的动态检测性能,采用改进后的红外分光光度法作为离线测量方法,比较了传感器测量含水率值与离线测量含水率值,实验结果表明短波法含水率分析仪的动态检测性能较好,可以满足油罐自动脱水系统的使用要求。考虑到温度对含水率测量结果的影响,对高含水率条件下温度对短波法含水率检测结果的影响进行实验研究,得到了高含水率条件下不同温度的温补值以及变化规律。温补值不变,当温度低于拐点温度时,传感器测量含水率值随着温度升高而减小,需要进行正值补偿;当温度高于拐点温度时,传感器测量含水率值随着温度升高而增大,为了使测量结果更准确,需要进行负值补偿。在此基础上,针对现有自动脱水系统难以适应油水乳化严重的情况,改进后的控制方案通过2个设定值来区分油、水和乳化层,实现油罐自动脱水控制方案的设计。然后通过实验对控制方案关键设定值的选取进行研究,根据实验结果,开阀设定值设置为80%,关阀设定值设置为60%。最后通过基于PLC的实验测试装置验证了控制方案的可行性和关键设定值的合理性。