淺析自動控制系統(tǒng)在油田熱注鍋爐上的應(yīng)用

周輝

(遼河油田錦州采油廠熱注作業(yè)二區(qū),遼寧錦州 121209)

淺析自動控制系統(tǒng)在油田熱注鍋爐上的應(yīng)用

周輝

(遼河油田錦州采油廠熱注作業(yè)二區(qū),遼寧錦州 121209)

熱注鍋爐是油田開采生產(chǎn)中熱力采油工藝中的一個重要設(shè)備,對于油田開采生產(chǎn)發(fā)展有著較為突出的作用和影響。近年來,隨著自動化技術(shù)的發(fā)展以及在實(shí)際中的推廣應(yīng)用,傳統(tǒng)的手動控制系統(tǒng)在油田熱注鍋爐開采應(yīng)用中,已經(jīng)逐漸不能夠滿足油田開采生產(chǎn)的需求,自動控制系統(tǒng)在油田熱注鍋爐開采生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越普遍,成為油田開采與生產(chǎn)領(lǐng)域研究和關(guān)注的重點(diǎn)。本文將在對于油田熱注鍋爐中自動控制系統(tǒng)及其控制思路分析基礎(chǔ)上,對其在熱注鍋爐中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析論述。

油田開采 熱注鍋爐 熱力采油工藝 自動化 控制系統(tǒng) 思路 應(yīng)用分析

隨著自動化系統(tǒng)與控制技術(shù)的不斷發(fā)展，其在油田開采生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)也越來越廣泛和普遍。熱注鍋爐作為油田開采中熱力采油工藝中的重要設(shè)備，尤其是在油田稠油開采應(yīng)用中比較普遍。通常情況下，在油田稠油資源的熱力開采中，主要是借助蒸汽吞吐作用實(shí)現(xiàn)稠油資源的開采和生產(chǎn)，而熱注鍋爐是實(shí)現(xiàn)蒸汽吞吐的重要設(shè)備，在實(shí)際開采生產(chǎn)中，通過熱注鍋爐的高溫以及高壓作用產(chǎn)生濕蒸汽值并注入到開采油層中，通過對于開采油層稠油粘度的降低處理，實(shí)現(xiàn)油氣資源的開采，同時提升油田稠油的開采生產(chǎn)率。傳統(tǒng)的稠油資源開采生產(chǎn)中，主要是通過手動方式控制熱注鍋爐的開采生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)稠油資源的開采生產(chǎn)，這種控制方式在熱注鍋爐運(yùn)行控制中不僅容易產(chǎn)生相應(yīng)的測量誤差，并且容易受到控制人員技術(shù)水平的影響，對于熱注鍋爐所在系統(tǒng)的安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)運(yùn)行有著較大的不利作用和影響，在這種情況下，促進(jìn)了自動控制系統(tǒng)在油田熱注鍋爐生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，對于保證熱注鍋爐系統(tǒng)安全穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行以及促進(jìn)稠油開采生產(chǎn)發(fā)展等，都有著積極的作用和意義。

1 油田熱注鍋爐自動控制系統(tǒng)及其控制思路分析

1.1 油田熱注鍋爐的自動控制思路

針對油田稠油開采中傳統(tǒng)手動控制局限作用和影響，為了保證油田熱注鍋爐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)性生產(chǎn)運(yùn)行，提高油田稠油開采生產(chǎn)效率，進(jìn)行油田熱注鍋爐自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用具有非常突出的必要性。結(jié)合油田稠油資源開采生產(chǎn)中，熱力采油工藝中熱注鍋爐的生產(chǎn)開采運(yùn)行控制需求，對其運(yùn)行控制進(jìn)行自動化設(shè)計(jì)，就是要通過在熱注鍋爐中進(jìn)行傳感器設(shè)備的設(shè)置，對其生產(chǎn)運(yùn)行中的溫度以及壓力、流量等指數(shù)變化進(jìn)行監(jiān)測控制，在將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳遞到控制結(jié)構(gòu)，對于監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的情況下，實(shí)現(xiàn)對于熱注鍋爐開關(guān)設(shè)備的運(yùn)行調(diào)節(jié)，以完成熱注鍋爐運(yùn)行的自動控制，并在熱注鍋爐運(yùn)行出現(xiàn)故障與異常的情況下，及時進(jìn)行報警處理，以保證熱注鍋爐的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.2 油田熱注鍋爐自動控制系統(tǒng)分析

結(jié)合上述對于油田熱注鍋爐的自動化控制思路，在實(shí)現(xiàn)油田熱注鍋爐運(yùn)行的自動控制中，主要是借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可編程控制程序，通過對于熱注鍋爐運(yùn)行參數(shù)的采集處理，以實(shí)現(xiàn)對其運(yùn)行的自動化控制，因此，對于油田熱注鍋爐的自動控制系統(tǒng)來講，可編程控制器是整個控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。通常情況下，油田熱注鍋爐自動控制系統(tǒng)的可編程控制器是一種以PLC控制作為核心的控制裝置，在實(shí)際控制應(yīng)用中具有較好的控制性能和優(yōu)勢，在油田開采生產(chǎn)控制中的應(yīng)用比較廣泛。比如，某油田在進(jìn)行熱注鍋爐自動控制系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)中，就通過在熱注鍋爐中使用強(qiáng)制循環(huán)單管直流工作運(yùn)行與控制方式，在熱注鍋爐工作運(yùn)行中，通過柱塞泵對于經(jīng)過水流的加壓與余熱吸收處理，在水流溫度升高后輸入到熱注鍋爐的加熱管中，同時通過熱注鍋爐加熱管對于燃燒室中的高溫火焰以及煙氣輻射熱進(jìn)行吸收，并轉(zhuǎn)化成為高溫蒸汽經(jīng)熱注鍋爐的蒸汽管道進(jìn)行輸出，以保證油田稠油開采中熱力采油工藝各油井的油氣開采生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)。

在整個油田熱注鍋爐自動控制系統(tǒng)中，熱注鍋爐在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，經(jīng)過風(fēng)道將空氣引入到熱注鍋爐的鼓風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)部分，并在鼓風(fēng)機(jī)對于引入空氣的升壓作用后，傳送到空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)裝置中，并經(jīng)空氣預(yù)熱器裝置加熱成為熱空氣送進(jìn)熱注鍋爐的爐膛部分；另一方面，在熱注鍋爐生產(chǎn)運(yùn)行中，將天然氣燃料通過管道送入到熱注鍋爐的噴燃器結(jié)構(gòu)部分，在與噴燃器中的預(yù)熱空氣進(jìn)行混合后，送入到鍋爐燃燒室進(jìn)行燃燒，燃燒作用下產(chǎn)生的高溫火焰以及煙氣則在進(jìn)行水冷壁管中水的加熱后，經(jīng)過空氣預(yù)熱器進(jìn)行其中的水和空氣加熱，以實(shí)現(xiàn)熱注鍋爐運(yùn)行所需能量以及參數(shù)的提供滿足，保證稠油開采生產(chǎn)。

此外，在實(shí)現(xiàn)熱注鍋爐的自動控制設(shè)計(jì)中，還結(jié)合熱注鍋爐儀表供風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行控制技術(shù)和原理，在對于熱注鍋爐空壓機(jī)運(yùn)行進(jìn)行改造設(shè)計(jì)的情況下，實(shí)現(xiàn)根據(jù)熱注鍋爐儲氣罐壓力變化實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的自動運(yùn)行控制，以對于熱注鍋爐工作運(yùn)行中的電能損耗和空壓機(jī)磨損問題進(jìn)行避免和解決，提高熱注鍋爐生產(chǎn)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

2 自動控制系統(tǒng)在油田熱注鍋爐中的應(yīng)用分析

結(jié)合上述油田熱注鍋爐自動控制系統(tǒng)的控制思路與原理，應(yīng)用自動控制系統(tǒng)主要是對于油田熱注鍋爐燃燒運(yùn)行中所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行控制，以滿足鍋爐的蒸汽負(fù)荷與運(yùn)行需求，實(shí)現(xiàn)對于熱注鍋爐安全穩(wěn)定以及經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)運(yùn)行的保障。因此，自動控制系統(tǒng)在熱注鍋爐運(yùn)行控制中，主要是進(jìn)行熱注鍋爐蒸汽母管的壓力穩(wěn)定和控制、進(jìn)行鍋爐燃燒狀態(tài)與經(jīng)濟(jì)性的控制和進(jìn)行鍋爐爐膛負(fù)壓的控制。首先，在進(jìn)行熱注鍋爐蒸汽母管壓力控制中，如果蒸汽母管壓力出現(xiàn)變化，就預(yù)示著熱注鍋爐的蒸汽生產(chǎn)量和熱注鍋爐本身負(fù)荷所需要消耗的蒸汽量之間不平衡，因此，為保證熱注鍋爐安全穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行，就需要對于熱注鍋爐蒸汽母管壓力進(jìn)行控制，保證其在一定的范圍之內(nèi)。其次，進(jìn)行熱注鍋爐燃燒狀態(tài)與經(jīng)濟(jì)性、熱注鍋爐爐膛負(fù)壓的控制，也是其運(yùn)行中的重要控制任務(wù)，對于熱注鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行有著極大的作用和影響。

3 結(jié)語

總之，自動控制系統(tǒng)在油田熱注鍋爐中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，對于保證油田熱注鍋爐系統(tǒng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行，提高油田稠油開采生產(chǎn)率等，都有積極作用和意義，具有較為突出的研究作用和價值。

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