數(shù)字化變頻輸油在長(zhǎng)慶油田的應(yīng)用及優(yōu)化

高江 王軍鋒

（1.長(zhǎng)慶油田分公司第七采油廠(chǎng) 2.西北化工研究院）

數(shù)字化變頻輸油在長(zhǎng)慶油田的應(yīng)用及優(yōu)化

高江1王軍鋒2

（1.長(zhǎng)慶油田分公司第七采油廠(chǎng) 2.西北化工研究院）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，數(shù)字化變頻輸油在油田中被廣泛使用，通過(guò)研究應(yīng)用數(shù)字化變頻輸油技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了油田變頻輸油的數(shù)字化和自動(dòng)化控制，不僅解決了部分站點(diǎn)產(chǎn)油、輸油的不穩(wěn)定性，而且提高了工作效率和減少了安全事故的發(fā)生，為未來(lái)數(shù)字化變頻輸油技術(shù)在油田中的改造提供參考。

數(shù)字化；變頻輸油；應(yīng)用；優(yōu)化

長(zhǎng)慶油田是我國(guó)第一大油氣田，勘探區(qū)域主要在陜甘寧盆地，總面積有37萬(wàn)km2，目前油氣田的數(shù)量有22個(gè)，油田數(shù)量占19個(gè)。2012年，長(zhǎng)慶油田原油總產(chǎn)量達(dá)到2261萬(wàn)t，天然氣總產(chǎn)量有286億m3，成為我國(guó)第一大油氣田。

1 變頻輸油系統(tǒng)組成及工作原理

1.1 變頻輸油系統(tǒng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，數(shù)字化變頻輸油在油田中被廣泛使用，變頻輸油主要的系統(tǒng)組成包括：①變頻器；②PLC；③工控機(jī)；④緩沖罐；⑤輸油泵；⑥磁翻板液位計(jì)。

1.2 變頻輸油工作原理

變頻輸油系統(tǒng)原理主要是由分變頻器、站控控制、液位控制、定頻控制以及變頻連續(xù)輸油五部分組成。變頻輸油的工作原理：①變頻器開(kāi)始發(fā)揮作用，首先把交流電變成直流電，變頻器按照控制信號(hào)的要求，然后在輸出改變頻率的交流電，最后流過(guò)電機(jī)，改變電機(jī)的輸出功率，來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻輸油的目的。②站控控制發(fā)揮作用，員工利用計(jì)算機(jī)控制變頻器以及結(jié)合其觀察緩沖罐的液位，給輸油泵發(fā)出啟停的指令，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)慶油田輸油的數(shù)字化和自動(dòng)化。③液位控制發(fā)揮作用，由于PLC數(shù)字化控制器可以測(cè)量緩沖罐的液位，如果液位值超過(guò)了規(guī)定的數(shù)值時(shí)，這個(gè)時(shí)候PLC數(shù)字化控制器開(kāi)始工作，會(huì)給變頻器傳達(dá)運(yùn)作指令，實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化輸油，如果液位值低于規(guī)定的數(shù)值時(shí)，PLC數(shù)字化控制器就傳達(dá)停止的指令，變頻器就停止運(yùn)作，以達(dá)到停止輸油的目的。④定頻控制發(fā)揮作用，這個(gè)環(huán)節(jié)是在站控控制輸油的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，站點(diǎn)員工根據(jù)產(chǎn)進(jìn)油量以及排出油量來(lái)給輸油泵設(shè)定一定的頻率，實(shí)現(xiàn)原油的進(jìn)出平衡。⑤變頻連續(xù)輸油發(fā)揮作用，在④的基礎(chǔ)上增加計(jì)算機(jī)PID控制系統(tǒng)，以緩沖罐液位為參考對(duì)象，根據(jù)液位傳感器檢測(cè)出緩沖罐液位高度作為反饋信號(hào)，然后傳送給站內(nèi)PLC控制器，最后PLC將信號(hào)處理后傳遞給站內(nèi)上位機(jī)（直接發(fā)出控制命令的計(jì)算機(jī)），上位機(jī)PID控制系統(tǒng)就馬上發(fā)出調(diào)節(jié)指令，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，來(lái)保持外輸流量的恒定。

2 變頻輸油系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及優(yōu)化建議

就目前而言，長(zhǎng)慶油田數(shù)字化變頻輸油已經(jīng)在150多個(gè)改造站點(diǎn)應(yīng)用，變頻器應(yīng)用的站點(diǎn)也有150座，其中有100座實(shí)現(xiàn)站控控制輸油，20座實(shí)現(xiàn)了定頻控制輸油，20座實(shí)現(xiàn)了液位控制輸油，10座實(shí)現(xiàn)了變頻連續(xù)密閉輸油。

2.1 變頻輸油現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

變頻輸油現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用主要可以分為站控控制輸油應(yīng)用、定頻控制輸油應(yīng)用、液位控制輸油應(yīng)用以及變頻連續(xù)輸油應(yīng)用等。

（1）站控控制輸油應(yīng)用：目前，長(zhǎng)慶油田主要使用站控控制輸油模式，所謂站控控制輸油就是遠(yuǎn)程控制輸油，長(zhǎng)慶已經(jīng)有100座站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制輸油，由于遠(yuǎn)程控制輸油的使用，大大節(jié)省了站點(diǎn)員工的工作時(shí)間，降低了機(jī)械傷害和漏液傷害的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）定頻控制輸油應(yīng)用：目前，長(zhǎng)慶油田已經(jīng)設(shè)置了20座定頻輸油站點(diǎn)，定頻輸油即是設(shè)定一個(gè)頻率讓輸油泵的油量進(jìn)出平衡，但是這一模式存在一定的弊端，比如如果原油溫度過(guò)高很容易造成緩沖罐壓力過(guò)低，使外輸泵空轉(zhuǎn)，從燒壞泵機(jī)。其次，長(zhǎng)慶油田屬于超低滲油區(qū)，油井產(chǎn)量波動(dòng)變化比較大，定頻控制輸油對(duì)其作用不大。

（3）液位控制輸油應(yīng)用：液位控制輸油實(shí)行的高低液位控制輸油模式，也就是說(shuō)高液位的時(shí)候輸油泵就啟泵，低液位的時(shí)候輸油泵就停泵，目前長(zhǎng)慶有20座站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了該模式，由于這一模式的應(yīng)用，不僅優(yōu)化了技術(shù)工藝流程和減少了工作量，而且降低了原油的生產(chǎn)成本。

（4）變頻連續(xù)輸油應(yīng)用：長(zhǎng)慶油田目前設(shè)置了10座變頻連續(xù)輸油站點(diǎn)，變頻連續(xù)輸油的工作原理：一方面對(duì)工控機(jī)PID控制系統(tǒng)完善，另一方面對(duì)外輸壓力和輸油泵排量監(jiān)測(cè)，從而直接了解外輸管線(xiàn)的運(yùn)作狀況，來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻連續(xù)輸油的目的，為未來(lái)輸油系統(tǒng)數(shù)字化改造的展開(kāi)打下基礎(chǔ)。

2.2 優(yōu)化建議

一方面由于站點(diǎn)日處理油量比較少和外輸泵排量大，不能實(shí)現(xiàn)變頻連續(xù)輸油，所以要對(duì)部分站點(diǎn)實(shí)行對(duì)離心泵的降級(jí)、減排的計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸油的目的，另一方面要對(duì)數(shù)字化增壓橇進(jìn)行流程切換，改變目前高液位啟泵和低液位停泵運(yùn)行模式，實(shí)行冬季加熱增壓、夏季不加熱降壓模式，實(shí)現(xiàn)變頻連續(xù)輸油。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要講述了數(shù)字化變頻輸油技術(shù)在油田中的應(yīng)用以及優(yōu)化建議，重點(diǎn)介紹了變頻輸油的原理，其主要是通過(guò)控制輸油泵的頻率的變化來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制原油的進(jìn)出平衡。這一技術(shù)的運(yùn)用改善了技術(shù)工藝和減少節(jié)能損耗，降低了操作成本和用工數(shù)量，最大程度上提高了效率，也有利于環(huán)境的保護(hù)。

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1004-7344（2016）04-0308-01

2016-1-25