單井加熱爐自動(dòng)溫控系統(tǒng)在油田的應(yīng)用

曹瑤 潘川

摘 要：塔河油田大部分區(qū)塊為稠油油藏，原油粘度化驗(yàn)高達(dá)100000MPa.s，由于原油粘度較大，因此絕大多數(shù)油井原油集輸都采取了水套爐加熱外輸?shù)墓に嚕S著油田的發(fā)展，油井開采數(shù)量的增加，水套爐溫度調(diào)節(jié)的工作量也與日俱增，同時(shí)每年的燃?xì)獬杀窘o經(jīng)營成本也帶來了巨大的壓力，為了能夠有效的降低工作量與成本，引入水套爐溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)水套爐溫度的目的，大大的降低人工工作量與燃?xì)獬杀尽?/p>

關(guān)鍵詞：水套爐加熱;自動(dòng)溫控;自動(dòng)調(diào)節(jié)

塔河油田是全國最大的碳酸鹽巖油田，且大部分區(qū)塊為稠油油藏，原油粘度化驗(yàn)高達(dá)100000MPa.s以上，因此絕大多數(shù)單井原油外輸采取了水套爐加熱工藝，傳統(tǒng)水套爐溫度調(diào)節(jié)為人工進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)，由于塔河油田地處天山南麓、塔里木盆地北緣，晝夜溫差大，巡檢人員每日調(diào)整水套爐燃燒溫度的工作量占工作時(shí)間的30%，同時(shí)每年的水套爐燃燒氣費(fèi)用成本較高，為改變這種現(xiàn)狀，技術(shù)人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，調(diào)研國內(nèi)各大油田原油加熱方式方法，引入水套爐自動(dòng)溫控調(diào)節(jié)裝置，對(duì)現(xiàn)有水套爐進(jìn)行改造，并加裝自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水套爐溫度參數(shù)遠(yuǎn)傳控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)，降低人員工作量以及經(jīng)營成本。

1 單井水套爐自動(dòng)溫控系統(tǒng)概述

1.1 技術(shù)原理

單井加熱爐均為水套爐，且單井采出液具有波動(dòng)性大、段塞流特性，因此，在進(jìn)行大量調(diào)研與試驗(yàn)后選擇水浴溫度作為控制變量，根據(jù)水套爐水浴溫度變化對(duì)調(diào)節(jié)燃料氣量大小自動(dòng)調(diào)整，使水套爐出溫保持在一定的溫度范圍，達(dá)到降低原油粘度同時(shí)穩(wěn)定單井原油集輸溫度的效果。

1.2 硬件組成

單井水套爐自動(dòng)溫控系統(tǒng)硬件主要由PLC控制單元、吹掃單元、點(diǎn)火單元、火焰監(jiān)測(cè)單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等幾部分構(gòu)成。

1.3 控制及聯(lián)鎖回路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

采用PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單井加熱爐吹掃、點(diǎn)火、監(jiān)測(cè)和控溫全過程控制，將單井加熱爐水浴溫度與燃?xì)怆妱?dòng)調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖，在系統(tǒng)中對(duì)水浴溫度進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電動(dòng)閥聯(lián)鎖動(dòng)作，調(diào)節(jié)燃?xì)饬看笮　?/p>

將加熱爐與火焰探測(cè)、出口管線介質(zhì)溫度聯(lián)鎖作為輔控回路，當(dāng)無火焰、出口溫度過高時(shí)，實(shí)現(xiàn)燃?xì)夂忘c(diǎn)火電磁閥的自動(dòng)切斷和安全停爐，提高設(shè)備運(yùn)行安全保障。

1.4 通訊

單井加熱爐PLC系統(tǒng)通過RS485通訊采集至井場(chǎng)RTU系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)和數(shù)據(jù)上傳至PCS（生產(chǎn)運(yùn)行指揮系統(tǒng)），并通過上位機(jī)軟件完成遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控畫面及參數(shù)的組態(tài)，實(shí)現(xiàn)加熱爐設(shè)置遠(yuǎn)程溫度設(shè)定。

2 單井水套爐自動(dòng)溫控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

根據(jù)不同區(qū)塊產(chǎn)液性質(zhì)及油井出液量情況等選取了10口井進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)通過改進(jìn)后的自動(dòng)溫控系統(tǒng)不僅能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)油氣集輸所需的溫度，同時(shí)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程設(shè)定功能大幅度的減少因現(xiàn)場(chǎng)人員巡檢時(shí)間差較長出現(xiàn)的水套爐溫度過高、水套爐停爐導(dǎo)致的凝管等事件，從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，該系統(tǒng)可以根據(jù)油井產(chǎn)液情況、出液性質(zhì)以及干氣供氣等導(dǎo)致的出溫變化自動(dòng)調(diào)節(jié)水套爐水域溫度，使出液溫度始終穩(wěn)定在一個(gè)合理范圍，確保了油井生產(chǎn)參數(shù)的溫度，并且達(dá)到了降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及節(jié)氣的效果。

2018年開始在塔河油田大范圍的推廣使用水套爐自動(dòng)溫控系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果如下：

2.1 運(yùn)行效益分析

水套爐自動(dòng)溫控系統(tǒng)自帶停爐保護(hù)功能，在供氣異常及水套爐超溫情況自動(dòng)停爐，提升壓力容器安全保障功能;同時(shí)自動(dòng)溫控系統(tǒng)針對(duì)水套爐出溫自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)比傳統(tǒng)的水套爐溫度調(diào)節(jié)，大幅降低人工工作量以及集輸系統(tǒng)凝管風(fēng)險(xiǎn)、減少非油藏因素引起的油井關(guān)井時(shí)間，提升時(shí)效和油井生產(chǎn)效益。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

對(duì)水套爐更換水套爐自動(dòng)溫控前后的干氣用量進(jìn)行對(duì)比，節(jié)氣效果明顯。在同一口油井生產(chǎn)方式相同、出液量、出液性質(zhì)基本穩(wěn)定的情況下，通過對(duì)比，傳統(tǒng)的手動(dòng)調(diào)節(jié)氣量控制溫度日平均耗氣量90m3/d，水套爐自動(dòng)溫控系統(tǒng)使用后日均耗氣量83m3/d，日節(jié)約氣量7m3/d，總體看，節(jié)氣效果較好。

3 結(jié)論

水套爐自動(dòng)溫控調(diào)節(jié)在塔河油田得到了成功應(yīng)用，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)后，達(dá)到了降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)約成本的目的，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉紅力.高凝油電加熱溫度控制系統(tǒng)在沈陽油田的應(yīng)用[J].石油與天然氣地質(zhì)，2007，28（6）：828-838.

[2]王景忱，顧玉軍，趙友.水套爐溫度自動(dòng)控制裝置的研制[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，1992（6）.

[3]李小瑩，曾憲強(qiáng)，陳渝廣，李適倫.水套爐加熱計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].石油工程建設(shè)，2006（6）.