自動控制技術(shù)在注入站的應(yīng)用

王永強 徐宏

（1.大慶油田有限責任公司第六采油廠；2.大慶油田工程有限公司）

1 注聚系統(tǒng)自動控制技術(shù)優(yōu)化

1.1 技術(shù)原理

將控制命令上移至上位機，應(yīng)用PLC采集流量計的計量底數(shù)，通過組態(tài)軟件對累計注入量按照注入方案要求進行邏輯運算。即：用當前累計注入量減去上一調(diào)控周期記錄累計注入量，得出這一調(diào)控周期的實際注入量，再對比實際注入量與方案配注，得出這一調(diào)控周期的誤差量，將誤差量與方案配注相加，得出下一調(diào)控周期的設(shè)定值，應(yīng)用PLC繼續(xù)進行下端調(diào)控[1-2]。

1.2 技術(shù)改進

在某區(qū)4座試驗注入站運行過程中出現(xiàn)上位機卡堵、死機的情況，導致控制程序不能正常運行，造成調(diào)控誤差相互累加，影響自動調(diào)控。針對上述問題，重新對上位機系統(tǒng)進行配置，將C盤空間擴容，刪除非控制系統(tǒng)所需的軟件應(yīng)用或?qū)⑵浒惭b在其他磁盤下。同時，擴展RAM內(nèi)存大小，為上位機的硬件配置提供足夠的冗余度。在提高硬件配置的同時，修改實驗室程序測驗，通過現(xiàn)場調(diào)試，優(yōu)化自動控制程序與原自控系統(tǒng)的兼容性及簡化運算方法等，從軟件程序角度解決上位機運行卡堵及調(diào)控誤差的問題[3]。

應(yīng)用自動控制技術(shù)對4座注入站的259口注入井進行調(diào)控，連續(xù)生產(chǎn)24 h，注入站注入方案符合率平均為99.36%，與原自動控制方式相比提高了17.57%。優(yōu)化調(diào)控后，注入?yún)R管壓力平均下降0.3 MPa，外輸變頻頻率降低11 Hz，年累計節(jié)電7.3×104kWh。注聚系統(tǒng)混配自動控制部分數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表1。

2 單井注入量精準自動控制現(xiàn)場試驗

2.1 單井母液注入量

對6座注入站306口井進行單井母液注入量精準自動控制現(xiàn)場試驗。通過人工不干預注入量的調(diào)控，可用自動控制的方式實現(xiàn)單井注入量的控制。先記錄流量計的累計底數(shù)，然后以自動控制的方式連續(xù)工作5 h，接著對單井儀表底數(shù)進行記錄，計算儀表底數(shù)的差值，與方案配注計劃值進行對比，最終可計算得出5 h的自動控制誤差率[4]（表2）。

由上述試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計可知，采用單井注入量精準自動控制技術(shù)對現(xiàn)場注入量進行調(diào)控，在連續(xù)生產(chǎn)24 h后，注入方案符合率平均可達到99.56%，6座注入站平均日減少注入誤差84 m3，平均單個注入站日節(jié)電72 kWh，年節(jié)電可達15.1×104kWh。

3 配水間自動配水技術(shù)應(yīng)用

3.1 技術(shù)原理

該技術(shù)主要通過智能配水裝置實現(xiàn)。該裝置由智能控制終端、電動閥、流量計、中心監(jiān)控控制和通信部分組成。其中，智能控制終端由流量傳感器、干壓傳感器和支壓傳感器三部分組成。

表1 注聚系統(tǒng)混配自動控制部分數(shù)據(jù)統(tǒng)計

表2 單井母液自動控制部分數(shù)據(jù)統(tǒng)計

利用智能控制終端實時監(jiān)控流量計的瞬時流量，如果當前流量值小于所設(shè)的流量值就執(zhí)行開閥操作；反之，若當前流量值大于所設(shè)的流量值就執(zhí)行關(guān)閥操作，從而實現(xiàn)穩(wěn)流控制[5]（圖1）。

圖1 自動配水智能控制終端結(jié)構(gòu)框圖

3.2 裝置試驗

為了驗證智能配水裝置運行的平穩(wěn)性和準確性，現(xiàn)場隨機選取5口注水井進行試驗1個月。試驗結(jié)果表明，注水井的流量計信號均能夠準確采集，并通過智能控制終端實現(xiàn)定量注水及瞬時流量穩(wěn)定。單井應(yīng)用自動配水技術(shù)部分采集數(shù)據(jù)見表3，配水間自動配水日注水效果對比見表4。

從現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)可以看出，通過自動配水調(diào)節(jié)全天注水量，能夠按人工設(shè)定的流量運行，且每小時注水量誤差小于0.5 m3，誤差小，穩(wěn)定性好；同時避免夜間無人值守時，因干線壓力波動對水量產(chǎn)生較大的影響。通過精細平穩(wěn)注水，做到24 h穩(wěn)流控制，可降低誤差影響2.3%，有效實現(xiàn)壓力與流量的合理匹配。

4 結(jié)論及認識

1）從運用PLC進行流量計底數(shù)采集至應(yīng)用上位機控制以及組態(tài)軟件，可以實現(xiàn)對注入站母液注入量的精準自動控制。

2）依據(jù)計算機及GPRS無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實現(xiàn)配水的自動控制與數(shù)據(jù)傳輸工作，具有自動控制精準、效率高等優(yōu)點。

表3 單井應(yīng)用自動配水技術(shù)部分采集數(shù)據(jù)

表4 配水間自動配水日注水效果對比

3）目前對試驗注水數(shù)據(jù)監(jiān)測控制項目有待完善，無人配水間管理的安全系數(shù)有待提高。下一步將完善注入站和配水間的遠程監(jiān)控和無人值守功能，保證其正常連續(xù)運行的需求。