數(shù)字化增壓撬應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

作者簡(jiǎn)介：洪飛（1983.11-），男，江蘇灌南人，技術(shù)員，本科，研究方向：油氣開(kāi)發(fā)。

摘 要： 本文主要通過(guò)描述SIU-240/25-H系列增壓裝置在侯南作業(yè)區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)增壓撬實(shí)際應(yīng)用情況、經(jīng)濟(jì)性，適用性等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析。并且總結(jié)了增壓撬在使用過(guò)程中的常見(jiàn)故障及改進(jìn)建議，提升設(shè)備使用效率。

關(guān)鍵詞： 增壓撬;數(shù)字化;流程優(yōu)化;經(jīng)濟(jì);自動(dòng)化

【中圖分類(lèi)號(hào)】TE968 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.28.171

前言：目前采油一廠數(shù)字化建設(shè)和老油田維護(hù)改造進(jìn)程中，對(duì)“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)”和集輸系統(tǒng)優(yōu)化做了大量的工作，其中對(duì)于各類(lèi)撬裝設(shè)備的應(yīng)用是一個(gè)亮點(diǎn)，從撬裝設(shè)備在我區(qū)的應(yīng)用情況結(jié)合其他作業(yè)區(qū)的使用來(lái)看。撬裝設(shè)備的應(yīng)用確實(shí)能很好的優(yōu)化集輸流程，減輕員工工作量，降低安全隱患。廠工藝所結(jié)合我區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況，針對(duì)我區(qū)原王窯區(qū)塊低產(chǎn)、流程結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，引進(jìn)了SIU-120/25-H系列增壓裝置，在井組降回壓、流程優(yōu)化等各方面都取得了較好效果。

1 結(jié)構(gòu)與原理

1.1 設(shè)備描述

撬裝增壓裝置是將油氣分離、緩沖、加熱、增壓等功能組合在一個(gè)撬裝板上的裝置。主要由集成裝置本體、混輸泵、控制系統(tǒng)、閥門(mén)管線及橇座等組成。通過(guò)電動(dòng)閥門(mén)切換可實(shí)現(xiàn)多種工藝流程。

1.2 數(shù)字化控制單元

1.2.1 基本要求。

長(zhǎng)慶油田公司對(duì)采油廠站控系統(tǒng)數(shù)字化管理建設(shè)要求，增壓計(jì)量裝置作為站基本管理單元，需對(duì)增壓計(jì)量裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集和監(jiān)控，且生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)與上位管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并接受上位系統(tǒng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。

1.2.2 過(guò)程控制單元。

采用可靠性高、可適用于惡劣環(huán)境的PLC。PLC采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括，CPU、電源模塊、I/O模塊、Bthernet和RS485/232通信接口模塊等。在降回壓設(shè)備上設(shè)置數(shù)字化控制單元一套，用于生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視、操作，其配置采用工業(yè)級(jí)PC及顯示器。

1.3 設(shè)備結(jié)構(gòu)與連接流程

該裝置由加熱裝置、分離緩沖裝置、單螺桿油氣混輸泵、控制閥、調(diào)節(jié)閥等組成。通過(guò)電動(dòng)閥門(mén)切換可實(shí)現(xiàn)多種工藝流程轉(zhuǎn)換。工藝流程包括：

1）正常生產(chǎn)流程：加熱增壓：油井采出物（含水含氣原油）由各井組輸至增壓站場(chǎng)，經(jīng)總機(jī)關(guān)混合、快開(kāi)過(guò)濾器過(guò)濾后，進(jìn)入裝置加熱區(qū)加熱至35～50℃，通過(guò)混輸泵增壓外輸。

加熱緩沖增壓：油井采出物（含水含氣原油）由各井組輸至增壓站場(chǎng)，經(jīng)總機(jī)關(guān)混合、快開(kāi)過(guò)濾器過(guò)濾后，進(jìn)入裝置加熱區(qū)加熱至35～50℃后，一部分通過(guò)混輸泵增壓外輸，另外一部分進(jìn)入裝置緩沖分離區(qū)進(jìn)行氣液分離，分離出的干氣作為裝置加熱區(qū)燃料使用，此段油氣混合物經(jīng)混輸泵增壓外輸。

不加熱不緩沖增壓：油井采出物（含水含氣原油）由各井組輸至增壓站場(chǎng)，經(jīng)總機(jī)關(guān)混合、快開(kāi)過(guò)濾器過(guò)濾后，通過(guò)混輸泵增壓外輸。

2）輔助生產(chǎn)流程：加熱不增壓、檢修（流程）：油井采出物（含水含氣原油）由各井組輸至增壓站場(chǎng)，經(jīng)總機(jī)關(guān)混合、快開(kāi)過(guò)濾器過(guò)濾后，進(jìn)入裝置加熱區(qū)加熱至35～50℃，不增壓直接外輸。

2 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

2.1 侯南作業(yè)區(qū)使用簡(jiǎn)介

侯南作業(yè)區(qū)目前共有3臺(tái)數(shù)字化增壓撬，目前安裝于王五增、王五倒、王二倒的數(shù)字化增壓撬已全部接入數(shù)字化站控。目前3臺(tái)撬均投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變頻輸油，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒改流程，自動(dòng)化運(yùn)行。

2.2 數(shù)字化增壓撬應(yīng)用現(xiàn)狀

2.2.1 井組降回壓效果應(yīng)用情況。

目前的3個(gè)增壓撬都安裝在增壓站內(nèi)，增壓站原本就是井組來(lái)油進(jìn)增壓箱泄壓流程，也能實(shí)現(xiàn)降回壓效果;為了探索設(shè)備的降回壓效果，故使用增壓站內(nèi)自壓輸油流程和使用增壓撬時(shí)的井組回壓進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，該設(shè)備具有明顯的井組降回壓效果。

2.2.2 自動(dòng)化運(yùn)用情況。

數(shù)字化增壓撬自動(dòng)化的自動(dòng)化運(yùn)用必須和數(shù)字化相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。自動(dòng)化運(yùn)行分為兩部分：一是自動(dòng)變頻輸油，二是流程自動(dòng)倒改。整個(gè)過(guò)程運(yùn)行正常無(wú)需人工操作，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

目前侯南作業(yè)區(qū)僅有的3個(gè)數(shù)字化增壓撬都能實(shí)現(xiàn)此功能，現(xiàn)以王五增壓站為例闡述數(shù)字化增壓撬的自動(dòng)化應(yīng)用情況。

王五增自動(dòng)倒改流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行無(wú)人值守的核心在流程的自動(dòng)整改：

（1）當(dāng)液量平穩(wěn)進(jìn)入增壓撬時(shí)，撬裝設(shè)備自動(dòng)變頻輸油，這時(shí)候泵根據(jù)撬裝的液位的上下限來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)泵運(yùn)行頻率，從而是液位保持在上下限范圍內(nèi);

（2）當(dāng)產(chǎn)進(jìn)液量非常大，泵變頻到50HZ（該泵運(yùn)行的最大頻率）時(shí)，如果撬上小緩沖罐內(nèi)液位還持續(xù)上漲，達(dá)到設(shè)置的液位報(bào)警上限，則備用泵自動(dòng)啟動(dòng)輔助輸油，當(dāng)液位下降后備用泵則停止。

整個(gè)流程通過(guò)設(shè)置撬裝緩沖罐的3個(gè)控制點(diǎn)（液位上限、液位下限、液位報(bào)警上限）和備用泵的1個(gè)控制點(diǎn)（液位報(bào)警上限），油數(shù)字化液位計(jì)將液位信息采集回PLC控制柜，在由PLC發(fā)出信號(hào)反饋給兩個(gè)三通電動(dòng)閥和泵變頻器，控制整個(gè)運(yùn)行。

3 使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及改進(jìn)建議

3.1 使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

3.1.1 液位計(jì)穩(wěn)定性差：目前3套數(shù)字化增壓撬安裝了外顯液位計(jì)（磁翻板液位計(jì)），但是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷，磁翻板液位計(jì)在冬季也容易凍堵。

3.1.2 只有1套自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)：目前的數(shù)字化增壓撬只有內(nèi)嵌定式浮球液位計(jì)才能控制自動(dòng)變頻輸油，一旦該液位計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，磁翻板液位計(jì)只能外顯，不能控制自動(dòng)變頻輸油。只能等到內(nèi)嵌式液位計(jì)修復(fù)后才能恢復(fù)正常變頻運(yùn)行。

3.1.3 對(duì)于液量較小的站點(diǎn)，輸油泵的排量較大，不能保證24小時(shí)變頻輸油： 針對(duì)目前的情況，我區(qū)在來(lái)液量較小的王二倒油點(diǎn)的增壓撬上撤下一個(gè)理論排量為30m3/H的大泵，在原大泵位置加裝一個(gè)理論排量6m3/H的小泵，這樣保證了24小時(shí)的不停泵自動(dòng)變頻輸油。

3.1.4 電磁閥是主要控制流程切換的樞紐，一旦電磁閥故障，沒(méi)有其他應(yīng)急流程，在實(shí)際運(yùn)用中電磁閥故障造成輸油癱瘓。

王五增增壓撬的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生過(guò)因電磁閥內(nèi)結(jié)垢（ca2so4）造成電磁閥無(wú)法切換流程，從而造成輸油癱瘓的情況。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)數(shù)字化增壓撬在侯南作業(yè)區(qū)的實(shí)際應(yīng)用效果分析，以及經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性效果評(píng)價(jià)，可以得出以下結(jié)論：

1）在采油一廠的撬裝設(shè)備使用試用過(guò)程中，數(shù)字化增壓撬的確實(shí)很適合侯南作業(yè)區(qū)以及同類(lèi)產(chǎn)液量較小的區(qū)塊，并且對(duì)流程優(yōu)化簡(jiǎn)化、成本節(jié)省、減小員工工作量和減輕管理難度有明顯效果。

2）液位采集設(shè)備的穩(wěn)定性是該設(shè)備能否運(yùn)行良好的關(guān)鍵，也是降低安全隱患的關(guān)鍵點(diǎn)。

3）實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，必須要加裝兩套液位控制設(shè)備。