高压差自控流量装置系统的研究与应用--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

高压差自控流量装置系统的研究与应用

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：莫光明马龙娜刘宏云匡凯何林文袁少冬

[导读] 摘要：通过在油田注水开发管理中引入远程数据传输模式和自动控制装置，实现管理者对注水设备运行状况远程监控，随时对注水情况进行了解，便于制订调控措施、避免了地层压力过高引起的地层吐水造成设备损坏、解决了员工劳动强度大幅度增加，且水量无法及时调配的难题，实现注水井远程控制，提高了油田注水井的管理水平和自动化水平。

        华北油田公司第二采油厂河北霸州 065709
        摘要：通过在油田注水开发管理中引入远程数据传输模式和自动控制装置，实现管理者对注水设备运行状况远程监控，随时对注水情况进行了解，便于制订调控措施、避免了地层压力过高引起的地层吐水造成设备损坏、解决了员工劳动强度大幅度增加，且水量无法及时调配的难题，实现注水井远程控制，提高了油田注水井的管理水平和自动化水平。
        关键词：注水井；控制；流量；远程传输
        随着油田开采量的增加，为稳定和提高油层压力，获得高采收率使油田实现稳产高产，需要采取注水的方法来增产，平稳注水有助于解决平面矛盾，有助于注水相连通储层潜力的发挥。目前注水井采用的单井调配注水量方式，需要员工调整注水阀门来实现水量调整。当注水系统一旦出现压力的波动，注水井井口流量也会随之变动，造成员工频繁进行注水量的调整，增加了员工劳动强度。当地层压力高于注水压力时，会出现注水困难及注水控制阀门损坏的情况，怎样实现流量自动调节控制，减轻员工劳动强度，同时实现对设备运行情况时时监控？因此我们研制出了高压差自控流量装置系统。
        1国内外现状
        注水开发是实现油田开发长期高产和稳产的重要技术手段，能够保持油层压力，降低原油递减率，从而提高油田的开采效率。注水管理中通常需要根据各个单井的配注水量，向各个油层平稳地注入相应的水量。
        目前，为了保障平稳注水并确保注水量，操作人员要随时检查各个单井的注水情况，如果发现水表实注水量与配注水量不符合，需要及时按照注水指示牌人工调控注水量。
        生产现场也出现了自动调控注水量的注水阀，能够实现自动调控闸板或针型阀芯的开度来实现自动注水，在生产中经常遇到电动阀的执行机构频繁损坏、阀芯堵塞、阀芯漏失这些故障。当注水泵压低时，地层压力高的注水井吐水，吐水既破坏地层，又会污染注水管线及设备，吐水情况在注水井井口油压大于注水泵压时就会发生，地层吐水中的脏物堵塞注水管线、损坏设备，对注水系统造成严重损害，对油层水线推进造成严重的影响，降低水驱油效率。
        2现有技术分析
        目前注水管理中主要存在以下问题：1、手动调控方式，需要操作人员频繁地调整注水阀门的开度，增加了员工的劳动强度，且不能做到随时精确调控注入水量；2、当注水井井口油压大于注水泵压时会发生“吐水”，地层吐水中的脏物会堵塞注水管线及控制设备，严重损害注水系统，降低水驱油效率；3、不能及时收集注水压力、瞬时流量、注水量等数据；4、当注水控制设备出现故障时不能及时发现并查找原因，造成欠注或机动注水。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3技术方案
        3.1基本结构
        高压差自控流量装置系统主要由来水阀、电动流量控制阀、电动降压阀、注水阀、流量变送器、电动降压阀、数据采集模块、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、主板电路、单向阀、控制中心组成。控制中心包含：主板电路模块，PLC控制器、4G数据传输模块和电源。
        3.2设计原理
        流量变送器将瞬时流量信号传送给主板电路与主板电路中的设定流量信号对比，生成控制信号传送给电动流量控制阀，可以实现自动调控配注水量；当注水压差过大即主板电路接收第一压力传感器上的压力P0和第二压力传感器上的压力P1的差压曲线，压力差P0- P1大于设定值15MPa，发出控制命令至电动降压阀，直至电动降压阀减小开度，压力差小于15MPa时，控制命令结束，防止高压差损坏电动流量控制阀；当地层吐水时，主板电路接收到第一压力传感器上的压力差P0和第三压力传感器上的压力P2，当压力P0<P2时发出关阀的控制命令至电动降压阀和电动流量控制阀，直至电动降压阀和电动流量控制阀全部关闭，控制命令结束，同时生成异常报警代码，远传至控制中心的异常报警提示屏上。当电动流量控制阀漏失量过大或错误动作，出现流量控制不准确时，主板电路生成异常代码，通过4 G数据传输模块传送到控制中心，生成报警信号，提示管理人员进行注意。
        4现场应用
        在现场安装使用时，首先关闭注水井生产流程中的来水阀和注水阀，进行管线放空。其次将高压差自控流量装置系统按照安装结构示意图中所示的流程结构，将各部件安装到注水流程中。最后通过4G数据传输模块将控制信号传送到控制中心，在控制中心设定显示生产数据和异常代码信息，异常代码设置报警提示。操作简单，安装方便，智能提示，实现无人值守。
        5 应用效果
        高压差自控流量装置系统可以安装在注水井井口，环境适应性强，工作性能稳定，减少岗位员工的劳动强度，受到员工好评；具有防止吐水功能，排除了因吐水污染管路增加的工作量，保护地层不发生吐水损害；还能防止注水压差过高损坏电动控制阀的应用效果好，节约材料成本，节约维修费用；通过控制中心可执行调整配注、注水曲线分析、异常代码分析等多种工作，适用于集中高效管理，目前应用在高家堡油田的10口注水井上，故障率极低，应用效果很好。
        6 结束语
        高压差自控流量装置与现有技术相比，大大降低了员工劳动强度，实现了岗位无人值守，减少了用工成本，远程监控设备运行及调控方式，提高了工作效率和管理水平；自动控制技术运用于生产中，操作方法简单，可广泛应用于注水井站。