油田計(jì)量注水站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)

王艷軍

摘要：在歡喜嶺采油廠油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，注水開(kāi)采是常用的技術(shù)手段。加強(qiáng)油田注水站的計(jì)量工作，是保證注水施工的基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)的不斷應(yīng)用，在計(jì)量注水站的工作中，進(jìn)行自動(dòng)化的改造設(shè)計(jì)，成為提高經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)重要因素。本文結(jié)合某油田的實(shí)際工作開(kāi)展，對(duì)油田計(jì)量注水站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：油田;計(jì)量注水站;自動(dòng)化改造

前言：

歡喜嶺采油廠共有四個(gè)采油作業(yè)區(qū)。隨著信息技術(shù)的應(yīng)用水平不斷提升，對(duì)全區(qū)中的計(jì)量注水站進(jìn)行了分批的自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)，其中現(xiàn)場(chǎng)儀表選擇4-20mA信號(hào)進(jìn)行接入處理，成本控制不理想。在后期的改造設(shè)計(jì)中，從以下幾點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際的工作開(kāi)展，收到了良好的效果。

一、總體設(shè)計(jì)方案

在該油田企業(yè)的計(jì)量注水站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)過(guò)程中，按照“智能化、自動(dòng)化”的目標(biāo)，對(duì)水井的自動(dòng)調(diào)控進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，期望達(dá)到自動(dòng)化的應(yīng)用效果。這個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)的指導(dǎo)中，開(kāi)展的設(shè)計(jì)方法，不斷的進(jìn)行了自動(dòng)化水平的提升，同時(shí)，在成本投入控制的開(kāi)展中，對(duì)總體設(shè)計(jì)方案明確了如下三點(diǎn)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，即通訊方式、儀表選擇和電纜敷設(shè)等。以下文章對(duì)具體設(shè)計(jì)的過(guò)程以及應(yīng)用后取得的效果進(jìn)行了分析。

二、通訊方式優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行通訊方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)行了兩個(gè)方案的設(shè)計(jì)。第一種，使用串行通信的方式進(jìn)行。在這種設(shè)計(jì)過(guò)程中，串行通信RS485采用了差分信號(hào)幅邏輯的原理，將“-2V—6V”的信號(hào)設(shè)計(jì)為“0”，將“+2V—+6V”的信號(hào)設(shè)計(jì)為“1”。并且針對(duì)兩線制和四線制等兩種不同的接線方式，在實(shí)踐應(yīng)用中的優(yōu)劣勢(shì)體現(xiàn)，最終確定采用兩線制的方式進(jìn)行接線處理，并且在同一個(gè)總線中，確定了最大掛接32個(gè)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。通過(guò)這種接線方式進(jìn)行通信信號(hào)的傳輸應(yīng)用。第二種，使用現(xiàn)場(chǎng)總線的方式進(jìn)行。作為當(dāng)前在自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域中，應(yīng)用最多的一種技術(shù)應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)多向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的通信應(yīng)用效果。但是這種方式在具體的應(yīng)用中，還存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的實(shí)際問(wèn)題，因此，在該企業(yè)的計(jì)量注水站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)中，最終確定使用第一種方式，進(jìn)行信號(hào)的有效傳輸。更好的控制了成本的投入，也符合該油田小型站場(chǎng)的使用需求。

三、儀表選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)

在進(jìn)行儀表的選擇優(yōu)化設(shè)計(jì)中，分別對(duì)兩種方案進(jìn)行了對(duì)比分析。第一種，采用溫度和壓力變送器的方式，這種方式的應(yīng)用，能夠?qū)蝹€(gè)的檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行有效的采集任務(wù)實(shí)施，在長(zhǎng)期以來(lái)的計(jì)量注水站儀表使用中，經(jīng)常應(yīng)用。第二種，采用溫度和壓力以及溫壓一體式變送器的方式。這種方式的應(yīng)用，建立在組合應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)于溫度和壓力的檢測(cè)過(guò)程中，兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的距離以2米為標(biāo)準(zhǔn)，超過(guò)的情況下，使用溫度和壓力變送器進(jìn)行設(shè)備應(yīng)用，不超過(guò)的情況下，使用溫壓一體式變送器進(jìn)行設(shè)備應(yīng)用。對(duì)于單個(gè)的檢測(cè)點(diǎn)，則使用第一種方式進(jìn)行有效的應(yīng)用。在實(shí)踐的應(yīng)用中，結(jié)合該企業(yè)在計(jì)量注水站的優(yōu)化設(shè)計(jì)中具體的應(yīng)用要求，最終確定選擇使用第二種方案進(jìn)行優(yōu)化應(yīng)用，可以更好的減少電線、電纜的敷設(shè)成本支出，提高計(jì)量注水站自動(dòng)化的設(shè)計(jì)水平。

四、流量檢測(cè)、儀表控制優(yōu)化設(shè)計(jì)

第一種方案的設(shè)計(jì)中，采用流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的獨(dú)立設(shè)置方式進(jìn)行流量檢測(cè)，儀表的控制設(shè)計(jì)應(yīng)用。在這個(gè)方案的設(shè)計(jì)中，在單井的注水管線上進(jìn)行電磁流量計(jì)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的設(shè)置，并且對(duì)電磁流量計(jì)進(jìn)行電流的設(shè)計(jì)，在4—20mA的范圍中，接入到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制器中，在控制器的控制作用中，進(jìn)行流量的設(shè)定，保證能夠通過(guò)該種方式的有效控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、穩(wěn)定、定量的注水實(shí)施。第二種方案的設(shè)計(jì)中，采用流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的一體式方式進(jìn)行應(yīng)用。在這個(gè)設(shè)計(jì)方案中，使用高壓流量進(jìn)行更好的檢測(cè)、控制。將流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥、控制器等設(shè)備進(jìn)行一體化的應(yīng)用，完成自動(dòng)、穩(wěn)定、定量的注水實(shí)施。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用要求，進(jìn)行兩種方案的對(duì)比分析，最終確定了使用第二種方案進(jìn)行應(yīng)用，這種方案更好的降低了電纜線路的敷設(shè)，設(shè)備的改造成本，實(shí)現(xiàn)了最佳的應(yīng)用效果。

五、電纜敷設(shè)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在電纜敷設(shè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要體現(xiàn)在信號(hào)電纜和電源電纜等兩種電纜的敷設(shè)中。在信號(hào)電纜的敷設(shè)過(guò)程中，按照不同的儀表類(lèi)型，進(jìn)行串接的方式，進(jìn)行電纜敷設(shè)應(yīng)用。在計(jì)量注水站中，根據(jù)壓力、溫度的變化，將不同的儀表按照類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)，接入到RTU系統(tǒng)中，電纜的工作量有效降低，利用RTU系統(tǒng)和I/O模塊的分別作用，進(jìn)行自動(dòng)化的控制應(yīng)用。在電源信號(hào)電纜的敷設(shè)過(guò)程中，采用現(xiàn)場(chǎng)供電和控制系統(tǒng)供電的方式進(jìn)行有效的敷設(shè)開(kāi)展。在計(jì)量注水站中，將壓力、溫度變送器、流量測(cè)控裝置等設(shè)備的運(yùn)行電源都規(guī)定為24VDC，對(duì)配水間的設(shè)置進(jìn)行24V開(kāi)關(guān)電源的引接設(shè)置，對(duì)其余的電源設(shè)置，應(yīng)用RTU系統(tǒng)進(jìn)行提供。這種敷設(shè)的方式中，對(duì)RTU機(jī)柜的尺寸要求不高，可以實(shí)現(xiàn)敷設(shè)電纜任務(wù)量的有效降低，發(fā)揮出最佳的應(yīng)用效果。

六、實(shí)施效果總結(jié)

經(jīng)過(guò)在歡喜嶺采油廠油田的計(jì)量注水站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)工作中，進(jìn)行不同方案的具體設(shè)計(jì)應(yīng)用，有效的實(shí)現(xiàn)了單個(gè)計(jì)量注水站電纜敷設(shè)任務(wù)量一半以上的有效降低，并且對(duì)于在敷設(shè)過(guò)程中，各種布線的施工，更加簡(jiǎn)化和安全。同時(shí)有效的減少了施工的周期，大大的提高了計(jì)量注水站的自動(dòng)化改造效率。經(jīng)過(guò)不斷的優(yōu)化應(yīng)用，在該企業(yè)的計(jì)量注水站優(yōu)化工作開(kāi)展中，逐步實(shí)現(xiàn)了智能化、自動(dòng)化的應(yīng)用目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)：

文章通過(guò)以某石油企業(yè)開(kāi)展的計(jì)量注水站自動(dòng)化改造設(shè)計(jì)工作為例，從通訊、儀表、控制、電纜等四個(gè)方面，進(jìn)行了有效的設(shè)計(jì)說(shuō)明，切實(shí)發(fā)揮出自動(dòng)化的應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)了該油田計(jì)量注水站工作的升級(jí)改造目標(biāo)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)水平的應(yīng)用也將進(jìn)一步的提升，將為石油企業(yè)的發(fā)展做出更大的促進(jìn)作用。

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