油田聯合站注水系統實時監測與控制

【摘?要】注入系統及污池水位管理，對泵、泵、機溫度進行監控，以改進油田連接站的自動管理，保證注水系統的安全可靠，對油田穿越站出口進行監控。流壓、潤滑壓力、流速等可自動控制。通過RS485總線將采集和控制信號與工控主機相連，多功能自動控制注水水過程的管理軟件。

【關鍵詞】注水系統;過程控制;智能模塊;ADAM系列

注水井是石油生產的重要組成部分，但其耗電量大，一般占整個油田總耗電量的30-40%。油氣田及氣田提升站注水系統中，泵注水裝置是油氣田生產的主要設備，也是穩定產油的重要手段。目前常用的一些噴油裝置，由于缺乏監測系統，很容易發生抽油事故。注水自動控制系統的研制，注水自動監測技術的推廣應用，對提高注水效率、保障安全至關重要。

1、注水系統工藝流程及監測點的確定

油氣田互聯站注水系統流程圖（主控圖）。具體步驟是：對新、舊連接站的廢水進行沉淀過濾處理，然后泵入廢水槽。進料由高壓注水泵按生產指標要求加壓，再經主管道送到配水箱。校核后定量給料，分配到每一個注射孔。針對現場運行的實際情況和生產中可能出現的問題，選擇下列參數進行實時監測：

（1）污水儲罐

①對1號油罐的液位及上下報警進行實時監控;

②對2號油罐的液位及上下報警進行實時監控;

③對3號油罐的液位及上下報警進行實時監控;

（2）注水電機

①電機前后軸承溫度;

②電機定子（機身）溫度。

（3）注水泵

①注水泵前后軸承溫度;

②注水泵進出口壓力。

（4）公共參數

①匯管壓力、流量;

②潤滑油壓力、流量。

2、儲水罐液位自動監測系統

儲油罐的技術指標是保持水位在5米到8米之間。當水位高于8.5米時，會發出最高水位報警信號;當水位低于4.5米時，會發出最低水位報警信號。

3、注水泵、電機自動監控系統

通過對內燃機進、出壓力、泵和軸承溫度、內燃機壓力和流量及潤滑油軸承套進行實時監測，內燃機注油泵和自動監控系統對內燃機的正常運行起著控制作用。還有溫度、壓力、流量等報警。

4、自動控制系統硬件設計

圖1是系統連接框圖。

以下是模塊的定義：

（1）有六個8通道 A/D轉換模塊“5017”，可對三個儲液罐、每個噴射泵輸入輸出壓力信號、噴射泵和電機的溫度檢測信號、潤滑劑壓力信號等進行上下限檢測。

（2）8路繼電器輸出模塊“5068”有1個模塊，用來控制5臺注水馬達的起停。

（3）信道9至16可輸入泵與電機的連接狀態。

（4）可編程序控制器"5000"有兩個區塊，第一個區塊包含3個"5017"區塊和1個"5068"區塊，第二個區塊包含3個"5017"區塊和1個"5051"區塊。其主要功能是通過RS485總線向工控機發送來自“5017”、“5051”和“5068”的采集信號。

5、自動控制系統軟件設計

該系統軟件主要由8個部分組成，有許多大屏幕和小屏幕。系統軟件結構見圖2。該系統的屏幕功能大致如下：

（1）主控圖

該控制器采用3個儲水箱、5套注泵和電機，并配有相應的管網、閥門等，對每臺注泵的流速進行實時測量：每臺注泵的進出水壓力、每臺電機各點溫度、潤滑油壓力、流量等的實時檢測;啟動和停止狀態實時顯示。通過鼠標點擊屏幕上的相應按鈕來控制每個注油器和發動機的開關。

（2）系統設置

該系統的主要功能有：操作人員登錄、用戶配置和密碼修改。你可以設定每臺注水泵和發動機注水電機的優先起動和停止，以及相關的工藝參數。

（3）儲水罐監測

該系統實現了水庫水位的實時監控，并具有低水位報警功能，其上下限為1.2.3。水罐內液位超過限值后，工控機會發出警報信號，并在屏幕上適當的位置閃爍警報指示器，指導操作者在正確的時間采取適當的措施。

（4）注水泵、電機控制

注水泵和電機控制屏上有5個數字按鈕。點擊任何一種按鈕，就可以顯示相應的注泵和電機屏幕（三層屏幕），這個屏幕可以顯示注泵和電機的工作狀態。注泵和引擎在正常工作條件下，日夜運轉。在溫度超過限值時，主機會將報警信號發送到工業控制器。隨著溫度繼續上升，直到達到最大值，主機就會發出關機信號。油量不足或無油量信號時，主機會發出警告信號，提醒操作者及時處理。

（5）報表輸出

報表輸出屏幕上有一個按鈕，用來打印報表：打印實時數據報告，打印歷史數據報告，每日打印注水量清單，每月打印注水量清單。使用者可按所需點擊按鈕。

（6）數據通訊

通過選擇數據通信屏幕上的適當按鈕，用戶可以將實時數據或歷史數據文件發送到信息中心或上位機管理系統。

（7）系統幫助

系統幫助包含了第一級屏幕、第二級屏幕和第三級屏幕的操作說明，以及關閉和事故處理說明。其目的是幫助用戶盡快掌握和使用系統軟件的各種功能。

（8）退出系統

在用戶請求退出監控系統時，他們可以進入系統退出界面。點擊按鈕退出系統時，系統會對操作員的授權進行檢查。只需授權退出系統，就可以正確終止系統。

總結

針對油田提升站注水系統的生產工藝進行分析研究，利用美國 DE公司的 ADAM系列、工業 PC微機和高頻導納液位計智能模塊，實現對注水過程的自動控制。在油田聯合站進行了應用。該系統的主要特點：人性化的用戶界面，功能強大的系統，穩定可靠的操作。使用VB5.0，您可以創建和打印報告軟件，以克服單個報告的打印功能無法滿足當前工業控制系統中用戶需求的缺點，本系統是實用的。

參考文獻：

[1]陳祥光.油田聯合站注水系統實時監測與控制[J].電子技術應用，2000，26（9）：42-44.

作者簡介：

馬麗娟，女，1976年2月，在大慶油田有限責任公司第四采油廠從事注水泵工工作，注水泵工專業。

（作者單位：大慶油田有限責任公司 第四采油廠第三油礦杏二十三聯合站）