PLC井口電保溫自動(dòng)控制裝置的研究與應(yīng)用

宋成立 李英 安文霞

摘要：在采油廠的生產(chǎn)管理中，電費(fèi)一直是生產(chǎn)成本支出的重中之重，就某某采油廠來(lái)說(shuō)，正常運(yùn)轉(zhuǎn)的抽油設(shè)備就有5500多套，全年需要電費(fèi)折合成本1.3億元，通過(guò)電力補(bǔ)償?shù)确绞蕉家詰?yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，但是動(dòng)力費(fèi)還是占據(jù)著每個(gè)單位生產(chǎn)成本較大的比重，而且控制難度越來(lái)越大。在采油隊(duì)電力消耗主要體現(xiàn)在電機(jī)和井口冬季保溫上，電機(jī)消耗的電能影響因素較多，通過(guò)一系列的工藝改造，可降耗的空間越來(lái)越小，井口電保溫是采油廠冬季井口的主要保溫方式，而井口電保溫在冬季消耗的電量較小，往往被人們忽視，實(shí)際上電保溫消耗電量在節(jié)能降耗上還是存在很大的潛力的。

關(guān)鍵詞：電保溫;井口;電機(jī);溫度

一、存在的問(wèn)題

（一）傳統(tǒng)方式存在的問(wèn)題

為了防止冬季油井出現(xiàn)凍井口現(xiàn)象，采油隊(duì)通常都是應(yīng)用井口電保溫技術(shù)。而傳統(tǒng)的電保溫供給方式是24小時(shí)供電，由于冬季的氣溫比較低、晝夜溫差大，井口電保溫應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，出現(xiàn)故障不容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)等因素，增大了冬季安全生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)因素，浪費(fèi)了大量的電能，增加了生產(chǎn)成本，給管理帶來(lái)了很大的難度，不適合精細(xì)管理的需要。目前，扶余采油廠共有5500口生產(chǎn)井，單井電保溫年消耗量1496.88度，全廠年消耗量823.2尤千瓦，折合成本510.6萬(wàn)元。

因此，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電保溫的需要自動(dòng)開(kāi)、關(guān)電保溫的通電時(shí)間，既能保證生產(chǎn)，又能準(zhǔn)確顯示電保溫目前的供電狀態(tài)。

目前，傳統(tǒng)的油井電保溫的控制方式還是采用24小時(shí)連續(xù)供電的方式，24小時(shí)供電浪費(fèi)了大量的電能，這也就是我們要解決的重點(diǎn)。另外還有的利用溫控開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制，但現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)證明，這樣的方式不適合野外電保溫的有效控制，由于溫控開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝在專(zhuān)門(mén)的盒子里，給現(xiàn)場(chǎng)管理帶來(lái)了很多不便，有時(shí)由于電保溫停運(yùn)了，采油工還以為是溫控保護(hù)起作用了，造成管線凍凝，給生產(chǎn)帶來(lái)困難。由于沒(méi)有明顯的供電指示，有時(shí)也能造成觸電事故，給安全帶來(lái)很大的隱患。

（二）改進(jìn)思路

針對(duì)以上分析的傳統(tǒng)方式在井口電保濕中存在的問(wèn)題，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，研究方向主要是具有可調(diào)節(jié)功能，根據(jù)戶(hù)外溫度來(lái)自行設(shè)定，有效地減少了24小時(shí)不間斷供電所造成的浪費(fèi)。

井口保溫自動(dòng)控制裝置能有效的解決這一問(wèn)題，通過(guò)在配電箱里安裝該裝置，占用的空間小，控制器采用微電腦控制，可靠性強(qiáng)，從面板上可以清楚的看到該裝置的工作狀態(tài)，從而給生產(chǎn)帶來(lái)便捷的同時(shí)，也起到了保證生產(chǎn)安全節(jié)能降耗的目的。

（三）PLC電保溫自動(dòng)控制裝置結(jié)構(gòu)

該裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用進(jìn)口IC芯片，時(shí)鐘自動(dòng)控制器，微電腦，交流接觸器，發(fā)光二極管，變壓器等組件來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，見(jiàn)圖1。

外部主要由PLC控制模塊、高亮分段液晶顯示屏、微觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、防雨聚內(nèi)烯塑料外殼四部分組成。

（四）PLC電保溫自動(dòng)控制裝置工作原理

可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，管線內(nèi)流體溫度、含水等基礎(chǔ)資料，綜合扶余采油廠原油凝固點(diǎn)設(shè)定電保溫的電熱帶通、斷。達(dá)到既能保證生產(chǎn)，又能節(jié)約電能的需要，同時(shí)還要準(zhǔn)確顯示電保溫目前的工作狀態(tài)及高溫設(shè)定、低溫設(shè)定及目前電保溫溫度顯示值，方便員工調(diào)整。

（五）方案實(shí)施

我們先期做一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)。在采油隊(duì)培訓(xùn)室模擬了一個(gè)油井的電保溫現(xiàn)場(chǎng)。利用兩塊數(shù)字式單項(xiàng)電度表進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量，一組連接油井電保溫控制器并設(shè)定為開(kāi)一小時(shí)、關(guān)一小時(shí)的間開(kāi)的工作制度，另外一組按照電保溫正常連接方式。通過(guò)一周的實(shí)驗(yàn)，能很清楚計(jì)算出一口單井電保溫一年消耗的電量，單井平均12米保溫帶計(jì)算，小時(shí)消耗的電量是0.462×24=11.088度，一年按照四個(gè)半月計(jì)算將消耗11.088×4.5×30=1496.88度，應(yīng)用單井電保溫控制器的電表折算只有748.44度，單井年可節(jié)電419.12元

二、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)效果

2015年1月24日在采油隊(duì)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)（見(jiàn)表1）可以看出在三個(gè)平臺(tái)42口井上實(shí)驗(yàn)，根據(jù)不同的產(chǎn)液、含水設(shè)定不同的工作參數(shù)，起到了節(jié)能的效果，三個(gè)平臺(tái)每天可節(jié)電260.47度，自試驗(yàn)到大面積安裝此節(jié)能裝置，合計(jì)近40天時(shí)間，累計(jì)節(jié)電1.04萬(wàn)度，節(jié)約動(dòng)力費(fèi)0.6萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。

通過(guò)在采油廠5500口生產(chǎn)油井上安裝井口保溫自動(dòng)控制裝置，既滿(mǎn)足了油井的正常生產(chǎn)又節(jié)約了大量的電能，創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。

三、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

PLC井口電保溫自動(dòng)控制裝置，具有四個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：

（一）自動(dòng)控制：可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度的變化、油井產(chǎn)液量的多少，含水，產(chǎn)液溫度、原油物性等綜合指標(biāo)確定控制裝置的設(shè)置，該裝置可手動(dòng)設(shè)置低溫啟動(dòng)、高溫停止。

（二）可視精確：還可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前保溫撬內(nèi)的真實(shí)溫度，控制精度在0.1℃。

（三）防水處理：整個(gè)裝置采用防水設(shè)計(jì)，內(nèi)部用防水膠灌注，即使放到水盆中依然能正常工作，這樣就可保證操作人員的安全要求。

（四）節(jié)約電能：液晶顯示采用大液晶，分屏顯示，微觸點(diǎn)控制，操作簡(jiǎn)便，顯示清晰，可保證了生產(chǎn)的同時(shí)節(jié)約大量電能。

四、應(yīng)用效果

PLC井口電保溫自動(dòng)控制裝置是一項(xiàng)適合冬季安全生產(chǎn)管理的實(shí)用技術(shù)，保證了安全生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，也可減少員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前，采油廠共有5500口生產(chǎn)井，單井電保溫年消耗電量1496.88度，全廠年消耗電量823.2萬(wàn)千瓦，折合成本510.6萬(wàn)元。應(yīng)用井口電保溫自動(dòng)控制器，根據(jù)環(huán)境溫度、單井含水、產(chǎn)液量等綜合因素確定單井電保溫開(kāi)關(guān)時(shí)間，不但保證了生產(chǎn)，年可節(jié)約電量480萬(wàn)千瓦，節(jié)約成本350.7萬(wàn)元，可有效降低單井的生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉寶和，胡文瑞.中國(guó)油氣田開(kāi)發(fā)志[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2011

作者簡(jiǎn)介：

宋成立，吉林油田公司扶余采油廠，采油工，高級(jí)技師）

吉林油田公司扶余采油廠，吉林省松原市，郵編：138000