分析自動(dòng)化技術(shù)在油田注水系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

劉鵬虎 聶安琪 張志軍 熊永安

摘要：在當(dāng)今的原油需求量巨大的局面下，將采油的進(jìn)度和質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化將是必要的手段，在進(jìn)行實(shí)際的油田開采的過程中，自動(dòng)化的注水系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用，這將自動(dòng)化生產(chǎn)管理的目的得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也是能夠?qū)崿F(xiàn)能源節(jié)約、生產(chǎn)安全的保證。筆者就該論點(diǎn)，結(jié)合相關(guān)的系統(tǒng)原理，將自動(dòng)化注水系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析與研究，這能夠?yàn)榻窈蟮淖⑺こ?，以及相關(guān)的工作人員提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞：油田注水;自動(dòng)化;控制系統(tǒng)

正常的采油施工過程中，會(huì)對(duì)開采中的油田進(jìn)行注水工程，保證原油在被抽取之后，地層中的空隙能夠被填充，防止地下虧空的現(xiàn)象產(chǎn)生，注水能夠保證油層的壓力維持在正常的水平上。在自動(dòng)化注水系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用后，其重要性并沒有引起采油廠的重視，在采油方式以及設(shè)備上沒有進(jìn)行及時(shí)的更新，這導(dǎo)致近年來在采油的過程中產(chǎn)生了諸多的問題，例如原油的含水量比較高，采油的進(jìn)度緩慢，采油工程的整體成本升高等問題，因此進(jìn)行合理的科學(xué)注水方式，將能夠有效的改善采油過程中出現(xiàn)的問題。

1 我國(guó)油田注水的現(xiàn)狀分析

我國(guó)的油田在進(jìn)行注水工程的同時(shí)，要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行合理的控制，對(duì)水源站進(jìn)行集中管理，使注水所需的水資源能夠在水泵的帶動(dòng)下，經(jīng)過注水間，通過水管進(jìn)行分流，進(jìn)入到注水井中。在部分大型的注水站的管理系統(tǒng)中，設(shè)有相關(guān)的流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但是在注水過程中，注水井的壓力以及流量的調(diào)節(jié)還是在依靠人工進(jìn)行，同時(shí)進(jìn)行壓力與流量的檢測(cè)工作中，設(shè)備的狀態(tài)不佳，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度不高，因此在油田注水中還存在著部分問題。

首先，注水管會(huì)承受著較大的壓力，這會(huì)對(duì)人工配注工作產(chǎn)生一定的影響，在多次的人工操作中，經(jīng)常會(huì)有超注、欠注現(xiàn)象發(fā)生，這導(dǎo)致實(shí)際的注水壓力和流量與施工方案中的標(biāo)準(zhǔn)有著較大的差距。

其次，在進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)與責(zé)任落實(shí)中，因?yàn)槿藛T狀態(tài)的問題，在夜間注水質(zhì)量較差，超、欠注的情況發(fā)生比較頻繁;同時(shí)部分工作人員對(duì)于平穩(wěn)注水的要求把握不準(zhǔn)，在夜間出現(xiàn)超注現(xiàn)象的時(shí)候，只有通過減少水量的供給或者是停止注水的措施來解決問題。同時(shí)在欠注發(fā)生的時(shí)候，只能單純的加大水量。這種操作會(huì)導(dǎo)致套管受到較大的損傷。

再者，在油田的開采過程中，需要保證游水需求，這就需要對(duì)注水的壓力與水量進(jìn)行合理的控制，這是人工難以精準(zhǔn)掌控的，這就導(dǎo)致了平穩(wěn)合理的注水需求不能得到滿足，使得分層注水的作用被弱化，對(duì)油田的長(zhǎng)久發(fā)展十分不利。

2 自動(dòng)化注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原理

自動(dòng)注水系統(tǒng)在工作的過程中，其原理是依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能傳感技術(shù)相結(jié)合，并通過系統(tǒng)的集散式結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)行工作。其整體上分為上、下位機(jī)，上位機(jī)主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的采集和管理，并將其分析的結(jié)果詳細(xì)的提供給工作人員;下位機(jī)主要依靠PLC系統(tǒng)，在注水站內(nèi)進(jìn)行傳感器設(shè)置、采集裝置以及輔助設(shè)備的設(shè)置，保證其能夠在統(tǒng)一的工作中進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算，并能夠及時(shí)的將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。將采油過程中所有的機(jī)械設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)智能化信息化，并且能夠遠(yuǎn)距離的進(jìn)行遙感控制，使設(shè)備工作的信息能夠及時(shí)的與PLC系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接。

3.自動(dòng)化注水系統(tǒng)的功能介紹

自動(dòng)化注水系統(tǒng)具有相當(dāng)完善健全的檢測(cè)、調(diào)控功能，能夠?qū)⒆⑺局懈黜?xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)采集整理。并能夠及時(shí)的將故障進(jìn)行上傳匯報(bào)，同時(shí)能夠具備人機(jī)對(duì)話以及自動(dòng)調(diào)控的功能，在收集、記錄數(shù)據(jù)方面也有相應(yīng)的系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)操作。

3..1 采集處理監(jiān)控參數(shù)數(shù)據(jù)

自動(dòng)化注水系統(tǒng)能夠達(dá)到兩大重要的監(jiān)控操作，即監(jiān)控機(jī)組參數(shù)以及監(jiān)控工藝參數(shù)。

其中機(jī)組參數(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：注水泵的排水量，平衡、進(jìn)出口以及電機(jī)風(fēng)冷的壓力，電機(jī)前后的軸瓦溫度等。注水工藝參數(shù)主要包括來水的溫度、流量、壓力。以及注水管網(wǎng)中的壓力等。在注水量的控制方面，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的注水情況，將基本的水量標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)，將注水泵出口閥進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，同時(shí)也可以通過變頻調(diào)節(jié)進(jìn)行控制注水電機(jī)的轉(zhuǎn)速，利用該種方法將注水量進(jìn)行合理的控制。

同時(shí)在整體的注水工程中，系統(tǒng)對(duì)于不同的數(shù)據(jù)采集、不同的注水泵參數(shù)都要進(jìn)行及時(shí)的更新，以便能夠及時(shí)的進(jìn)行處理措施。

3.2 監(jiān)視與處理事件

自動(dòng)注水系統(tǒng)能夠?qū)⒆⑺菊w的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)不良的注水設(shè)備的時(shí)候，能夠及時(shí)的進(jìn)行聲光警報(bào)，其中針對(duì)不同的故障有不同的警報(bào)系統(tǒng)，例如注水泵進(jìn)水的壓力低的時(shí)候能夠及時(shí)的進(jìn)行警報(bào)，同時(shí)電機(jī)溫度、風(fēng)冷系統(tǒng)壓力等均會(huì)進(jìn)行報(bào)警;同時(shí)在報(bào)警的嚴(yán)重程度方面，已經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)先級(jí)的設(shè)置，工作人員能夠通過警報(bào)的信息進(jìn)行事故類型、嚴(yán)重程度的區(qū)分，以便能夠及時(shí)的進(jìn)行相關(guān)應(yīng)對(duì)措施的制定，使解決辦法有針對(duì)性的進(jìn)行，達(dá)到故障有效處理的目的。

3.3 自動(dòng)調(diào)控功能

在注水泵自動(dòng)開啟的過程中，能夠及時(shí)的將注水泵的流量、功率進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，在注水泵的出口壓力以及整體系統(tǒng)的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)的比對(duì)，從而使注水泵的出口進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，保證兩者的壓力得到統(tǒng)一，使整體的系統(tǒng)、機(jī)泵之間能夠良好的運(yùn)行，保證注水系統(tǒng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)能夠?yàn)楣こ谭?wù)。

3.4 人機(jī)對(duì)話功能

自動(dòng)注水系統(tǒng)能夠?qū)⑿畔?shí)時(shí)的進(jìn)行傳遞，將工作人員與機(jī)械之間達(dá)得到詳細(xì)的信息交流，其能夠通過表格等形式進(jìn)行信息的整合，將注水系統(tǒng)中的各個(gè)機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)，例如電壓電流以及其他設(shè)備的壓力進(jìn)行數(shù)據(jù)信息更新，同時(shí)針對(duì)機(jī)泵前后軸壓溫度等等物理信息進(jìn)行顯示，通過直觀的圖表、流程或是實(shí)物圖進(jìn)行工作狀態(tài)以及數(shù)據(jù)的表現(xiàn)，使工作人員能夠及時(shí)的進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控操作，對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行掌握，保證工程能夠順利的實(shí)施。

3.5 收集記錄數(shù)據(jù)

自動(dòng)注水系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的監(jiān)控，還會(huì)將歷史故障發(fā)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄匯總，將其發(fā)生的原因、故障數(shù)據(jù)進(jìn)行備案，對(duì)于各個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)間也能進(jìn)行記錄，這為設(shè)備維修帶來了相關(guān)的數(shù)據(jù)支持。

4 總結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在自動(dòng)化注水系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，不僅能夠?qū)⒃O(shè)備的工作參數(shù)、注水工藝參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制，還可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行精確化，避免人工造成的失誤，同時(shí)在增強(qiáng)機(jī)組工作效率同時(shí)，還能夠減少機(jī)械的磨損程度，將能源合理的進(jìn)行節(jié)約，保證綠色生產(chǎn);其次還能夠降低工作人員的工作強(qiáng)度，保證其工作狀態(tài)，這不僅為油田開采奠定了有力的基礎(chǔ)，更使采油的效率進(jìn)行了提升，保證油田開采工程的持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王君，馬心璐.一種網(wǎng)絡(luò)測(cè)控模型的研究[J].儀表技術(shù)與傳感器，2003，（2）.