圓形多井式恒流配水橇

沈新平 王章晴 新疆油田采油二廠

圓形多井式恒流配水橇

沈新平 王章晴 新疆油田采油二廠

圓形多井式恒流配水橇采用立式結構，由圓型多通閥、總管線、單井管線、分管切斷閥、Y型過濾器、流量自控儀、壓力變送器、PLC控制系統等構成。該裝置可根據單井注水量的要求，在投入生產前輸入注水參數，并通過自動調節克服注水壓力的波動，保持注水量的穩定，從而滿足注水生產要求?，F場應用表明，圓形多井式恒流配水橇穩流效果明顯；在智能控制、數據采集等方面快捷方便；能實現遠程控制、數據傳輸與無人值守等功能。一體式流量自控儀檢修與標定方便、快捷，大大降低了人工拆裝勞動強度，可節省拆裝工時50%。

恒流配水橇；流量自控儀；數據采集；穩流效果；遠程控制

1 配水橇現況

隨著油田開發的不斷深入，原有配水間普遍存在以下問題：①配水閥組采用排式結構，占地面積較大；②配水閥組人工調節控制閥耗時費力，在注水干壓波動時，人工調節方式對注水量的影響較大，特別是夜間，由于干壓波動人工不能及時發現并調節，造成注水的失控，當干壓較低時甚至出現倒灌現象，造成出砂；③單井配注量較低，水量調節難度大，造成注水誤差較大，給生產管理帶來一定難度；④配水閥組自動調節方式多采用流量自控儀，現有的流量自控儀執行機構多采用蝸輪蝸桿傳動機構，閥桿無徑向定位，長時間運動導致軸向軸承損壞。此外還存在流量自控儀內漏，調節誤差大，調節精度低等缺陷。

針對配水工藝現狀，研發一項圓形多井式恒流配水技術，該技術應用在油田配水工藝中，能夠解決注水系統壓力波動對配注量的影響，實現恒流自動配水。

2 結構及工作原理

圓形多井式恒流配水橇采用立式結構，由圓型多通閥、總管線、單井管線、分管切斷閥、Y型過濾器、流量自控儀、壓力變送器、PLC控制系統等構成。單井管線分別由平衡式節流截止閥、流量自控儀、壓力變送器等組成；流量自控儀由經過特殊處理的漩渦發生體、傳感器等組成。檢定時，傳感器總成可以從表殼內取出，給流量計的周期性檢定工作帶來了極大方便。

工作原理：配水干支線來水輸至配水分配器橇（1個進水口、多個出水口，或1個進水口、1個出水口），進水口來水進入分配器，通過分配器分配計量后去各單井進行注水。在每個出水口上安裝智能流量計，通過單井出油量遠程監測來控制調節閥對單井摻水量的調節，同時每個出水口設壓力檢測儀表，實現數據遠傳。在操作過程中，選擇打開分管線上的截止閥，通過流量自控儀上的按鍵設定流量值，控制器對瞬時流量值和設定值進行比較，若該差值大于瞬時流量穩定度，控制器就會發出指令，驅動電機正轉或反轉來調節電動調節閥，使瞬時流量值接近或等于設定值。該技術采用觸摸屏人機界面控制系統，與各單井采用RS485雙向通信控制，具有遠程數據采集、控制、設置等多種功能，自動生成多井注水參數日報表、月報表。管理人員可定期以USB接口將報表拷貝到上位機或通過以太網將數據傳輸至上位機。系統采用RUT實現數據檢測及存儲，通過無線傳輸方式接入油田SCADA系統，同時可儲存不少于1個月的計量數據，實現無人值守。圓形多井式恒流配水橇技術參數：公稱壓力10～42MPa；適用介質為水；介質溫度5～85℃；壓力損失在最大流量時不超過0.1MPa；計量精度為±1.5%（液體）；通信接口為RS232/485；通信模式為有線、無線；工作電源為AC220V、380V。

3 產品特點

（1）流量自控儀?？筛鶕尉⑺康囊螅谕度肷a前輸入注水參數，并通過自動調節克服注水壓力的波動，保持注水量的穩定，從而滿足注水生產要求。

（2）可拆卸式流量計。流量計采用可拆卸結構，標定和檢修時無需整體拆下流量自控儀，只需從殼體中取出表芯進行標定和檢修，大大減少了人工勞動強度。同一型號表芯可互換，實現了在線安裝、拆卸，為用戶檢修工作提供了方便。

（3）采用鋰電池供電，可不間斷運行兩年以上；可就地顯示瞬時流量、累積流量等。

（4）計量儀表部分無機械轉動部件，精度高且穩定性好，壽命長。

（5）設備采用整體式（帶彩鋼房）圓型設計，比傳統的排式計量間占地面積更小，結構更緊湊，外形更美觀；大大縮短了施工周期；對后期的儀表安裝、維護更加方便快捷。

（6）采用新一代電動執行器代替傳統蝸輪蝸桿執行器，使用壽命提高了一倍。

（7）流量自控儀閥缸與閥心部位設置“工”字型密封圈，可解決內漏問題。

（8）通過PLC模塊實現數據檢測及存儲，通過無線傳輸或有線方式接入油田上位機系統，同時可儲存3個月的計量數據。

4 現場應用

4.1 配水橇應用分布

目前，新疆油田采油二廠共安裝圓形多井式恒流配水橇9套，具體分布情況：2012年10月新疆油田采油二廠七西區2套；2013年6月新疆油田采油二廠一中區3套；2014年8月新疆油田采油二廠七中區4套。

4.2 數據采集方法

（1）根據水井配注量將瞬時流量調整到瞬時配注流量，穩定后開始進行累計讀數、瞬時流量、單井管線壓力、總管管線壓力數據的采集，在數據采集過程中不再進行水量調整。

（2）在采集過程中降低系統壓力，造成系統壓力波動，采集壓力波動過程中的各井流量數據。

4.3 穩流效果分析

主要從以下兩個方面進行穩流效果分析：一是在系統壓力穩定的情況下，根據采集的數據進行對比分析，判定穩流效果；二是在系統壓力波動的情況下，根據采集的數據判定穩流效果。

從2012年6月份開始，工藝所、技術監督中心和采油作業區技術人員對作業區改造恒流配水橇閥組的使用效果進行了長時間的數據監測和跟蹤分析，結果表明，恒流配水橇總管壓力17.5MPa，單井管線回壓13MPa，工作壓差大于4MPa，能較好地起到穩流作用。

5 結論

（1）圓形多井式恒流配水橇采用圓形閥組結構，與老式配水閥組相比占地面積減少50%。

（2）圓形多井式恒流配水橇現場使用結果表明：穩流效果明顯；在智能控制、數據采集等方面快捷方便；能實現遠程控制、數據傳輸與無人值守等功能。

（3）一體式流量自控儀檢修與標定方便、快捷，大大降低了人工拆裝勞動強度，可節省拆裝工時50%。

（4）該產品簡化了地面施工流程，縮短施工周期，節省投資，降低了地面建設管理難度，具有較好的經濟價值和社會效益，值得推廣應用。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.031