關于油田注水動態(tài)監(jiān)測及綜合管理的討論

【摘要】文章以油田注水開發(fā)的檢測和管理作為論述內(nèi)容，分為流量計工作控制、其他控制和注水站的布局分別加以闡述，其特點是圍繞注水開發(fā)的控制來進行研究。論述的目的是通過適當?shù)年U述和研究來確定注水開發(fā)體系的部分要點。

【關鍵詞】流量控制；實時報警；壓力差

一、流量計動態(tài)控制

普通高壓干式水表大多數(shù)采用角接式設計，也有少部分采用高壓漩渦式設計。在液體通過時，促使葉輪旋轉，以此帶動磁聯(lián)軸器旋轉，旋轉的磁場與磁片同步，使其計數(shù)。在一定的流量范圍內(nèi)，葉輪的旋轉速度與流量成正向線性相關。

普通高壓表計數(shù)器容易老化，在磨損比較嚴重的情況下失去計數(shù)基本功能，在此基礎上改進軸承材質，并采用比較耐磨的石墨襯套，改進為電子顯示，開發(fā)出的系列智能數(shù)顯水表，在處理過程中將水表芯子葉輪轉速轉換成電信號，以此將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C設備，計數(shù)顯然方便很多。

對注水水量的流體流量的控制需要進行有效的計數(shù)，在計數(shù)器的使用上也基本上考慮注水環(huán)境的影響，以及注水水量的總控制因素，LSH系列電子水表為速度類流量儀表，葉輪旋轉角速度與水體流量成正比，安裝的磁傳感器感應磁力傳輸并將頻率信號進行有效放大，經(jīng)濾波、整形、脈寬處理等電路后以方波信號輸出，最終顯示瞬時流量和累積的流量。

1.4LUB系列旋渦流量計。LUB系列旋渦流量計可分為普通型、文丘利型，它根據(jù)卡門和斯特羅哈爾旋渦產(chǎn)生及其與流量關系理論設計的。

工作原理是當流體以一定流速流經(jīng)設置在流場中的旋渦發(fā)生體時，在柱體的下游產(chǎn)生一對交替出現(xiàn)的而且排列整齊的渦街，先在柱體的一側產(chǎn)生，繼而在另一側產(chǎn)生。得出產(chǎn)生渦街的頻率和流體的流速成正比關系式：f=StV/d。

f—旋渦分離頻率；V—流體流速；St—斯特哈爾常數(shù)；d—柱體迎流面寬度。

測出旋渦的分離頻率，就可獲得流體流速V，從而得出流量。

該流量計管內(nèi)無可動部件，流量范圍寬，壓力損失小，穩(wěn)定性好，內(nèi)部電池供電，有斷電保護功能，安裝簡便，維修率低，線性度好等優(yōu)點。

二、其他控制和管理

1、閥門控制

在現(xiàn)場檢測的各個物理量數(shù)據(jù)須按照要求集中上傳至服務器，而閥門控制在各機組電流和能耗及效率利用方面，顯示出對系統(tǒng)運行的預期值。在閥門控制中，PLC的調(diào)控控制程序可以對變頻調(diào)速進行控制，進行正反轉的控制，以此實現(xiàn)對閥門的電動自動控制，調(diào)控的結果并能實時返回到PLC，以此實現(xiàn)對水泵的安全控制，使其始終處于高效安全的運行狀態(tài)。

2、提示、保護及報警系統(tǒng)控制

出口泵的壓力和干線網(wǎng)的壓力檢測得出的數(shù)據(jù)，可以計算出泵的干壓差，當計算壓差超出正常值時，需要提示減壓減泵，若數(shù)據(jù)顯示較小，則須增壓增泵，若系統(tǒng)差值低于效率單機最低下限時，則需要提示換泵。

對于報警系統(tǒng)，則是系統(tǒng)運行突發(fā)故障或者嚴重超出調(diào)控值，系統(tǒng)及時進行報警，包括聲光系統(tǒng)啟動報警，在提示后緊急切斷電源進行保護措施的實施。而自動報警系統(tǒng)可以在無操作人員在場的情況實行指令進行停機操作，以此確保注水系統(tǒng)的高效安全的運行。

3、網(wǎng)絡操作

注水站的網(wǎng)絡與企業(yè)中控室進行連接從而實現(xiàn)網(wǎng)絡管理。通過對客戶端（各泵站）的數(shù)據(jù)匯總的實時監(jiān)控來進行遠程控制。通過對參數(shù)的設置實現(xiàn)對泵的啟動和停止運行，對參數(shù)的有效設置來源于對泵站的基本情況的控制，對故障的緊急處理以及普通報警系統(tǒng)啟動，都按照網(wǎng)絡管理的基本要求來實現(xiàn)。

三、注水站的布局管控

針對近期和遠期開發(fā)的總體目標，對注水站進行合理有效的布局，建立在有效負荷基礎上的供水排水系統(tǒng)，以及注水和水處理系統(tǒng)的合理組合布局，可以使泵站的規(guī)模控制在按油田所需的局域范圍內(nèi)，根據(jù)注水泵的特性和注水管線的規(guī)格進行自動化的設計和有效管控，注水泵的備用量需要按照油田生產(chǎn)周期和維修周期及生產(chǎn)管理水平進行設定，一般進行1/3或1/4的備用。

1、配水間

配水間需要對用水量進行分配、并進行有效控制。根據(jù)油田開發(fā)的需要，對注水站提供的來水進行合理分配，以此保障注水的基本需求。同時需要配合地層作業(yè)施工的實際需求和工作量的大小進行水量的管控，配水間可分為單井配水間和多井配水間兩大類。

2、注水井

注水井要滿足各方面的需求，對于各種管線的注水的要求，包括油管注水、套管注水及混合注水。對于井下壓力、溫度的控制需要提供實時數(shù)據(jù)，并且能提示砂面商度，分層測試注水量及油層壓力等。按照注水的開發(fā)要求，提供正反向洗井。能提供增注措施，滿足惡劣環(huán)境下的注水，能抗腐蝕、抗酸化，并能選擇性的注水。要求水井及井口工作壓力應大于油層破裂壓力。

3、注水管線

玻璃鋼管道適合于地勢較平緩，土壤腐蝕性較強的地區(qū)，不適用于大型車輛來往、人口密集、地下建構筑物多以及多尖角石地區(qū)。 穿越鐵路、公路、水渠時，要加鋼套管保護，如果多條管道一起穿越，宜每3m設扶正器1個，將玻璃鋼管與鋼套管隔開，以防管道之間發(fā)生摩擦，產(chǎn)生機械破壞。

管件處是否設計止推座，通過計算來確定。若管線需要安裝止推座，應該在管子經(jīng)過靜壓測試后澆鑄止推座。夯實混凝土時，振動棒與管子、配件間最少保持5cm的距離。玻璃鋼管道的設計管頂埋深不小于110m。經(jīng)過沼澤地、積水區(qū)時，如果回填土不能滿足穩(wěn)管要求，應設置錨固塊、壓砂袋等方法進行穩(wěn)定管道。同一管溝內(nèi)敷設多條管道，其凈間距不應小于150mm，管道間宜用沙土或軟土填充。

當玻璃鋼管道與其它管道交叉敷設時，玻璃鋼管道應從下穿過，其間凈距應大于玻璃鋼管道管徑； 如果僅能從橫管上部穿越，其間凈距宜大于200mm。玻璃鋼管道要按管子的公頭指向介質流動方向進行排列。建議不要對管線采用氣壓測試，水壓測試時需用軟性清管球排出管內(nèi)所有空氣，試壓壓力為設計壓力的1125倍。

參考文獻

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