一拖三變頻自動(dòng)控制系統(tǒng)在青海油田注水站的應(yīng)用前景分析

精品文檔-下載后可編輯一拖三變頻自動(dòng)控制系統(tǒng)在青海油田注水站的應(yīng)用前景分析【摘要】隨著青海油田的不斷深入開發(fā)，水驅(qū)油效果明顯，地面注水工藝也不斷得到發(fā)展。注水方式逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，注水管理更加精細(xì)化，本文結(jié)合本人實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，主要以一拖三變頻自動(dòng)控制系統(tǒng)在青海油田注水站的應(yīng)用前景分析為載體，首先介紹了一拖三變頻自動(dòng)控制系統(tǒng)的概況，其次重點(diǎn)介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)在青海油田注水站的應(yīng)用介紹，展現(xiàn)了變頻器配合PLC及人機(jī)界面在自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、無人值守等方面的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)控制系統(tǒng)；青海油田；注水站；PLC

前言

青海油田尕斯庫勒采油作業(yè)區(qū)，地層沉積條件比較特殊，地理位置處于鹽堿及沙漠地帶，儲(chǔ)油層比較深，開采難度大，地質(zhì)部門與注水項(xiàng)目部門結(jié)合，針對(duì)該區(qū)注水中的矛盾與潛力，最近幾年該采油區(qū)以“注好水、注夠水、有效注水”為基本原則，在儲(chǔ)層精細(xì)描述研究的基礎(chǔ)上，開展以油層動(dòng)用狀況、注水狀況、壓力系統(tǒng)等為主的地下大調(diào)查工作，搞好區(qū)塊存在問題與精細(xì)注水結(jié)構(gòu)調(diào)整潛力分析，通過強(qiáng)化注水井細(xì)分注水調(diào)整與平面壓力系統(tǒng)調(diào)整，不斷優(yōu)化注水結(jié)構(gòu)。努力實(shí)現(xiàn)注水結(jié)構(gòu)調(diào)整。

1、一拖三變頻自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

定義：一拖三即注水站如需安裝三臺(tái)注水泵，那么根據(jù)每口井的實(shí)際配注情況變頻調(diào)節(jié)，在注水井水量需求小時(shí)采用一臺(tái)泵，另外兩臺(tái)泵隨時(shí)待命啟用；注水井水量需求大時(shí)，可以用兩臺(tái)泵加強(qiáng)注水，另一臺(tái)泵作為備用。

優(yōu)點(diǎn)分析：①自動(dòng)控制系統(tǒng)非常智能，能夠自動(dòng)控制水量，遠(yuǎn)程時(shí)時(shí)監(jiān)控，可以在無人看守的情況下完成作業(yè)。②能夠滿足注水量隨配注量的變化而變化，實(shí)現(xiàn)水量的及時(shí)調(diào)節(jié)。③能夠確保管道壓力恒定，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，避免發(fā)生因壓力過高而損壞管道的事故。

工藝流程：如圖1為一拖三自動(dòng)控制系統(tǒng)注水工藝流程圖。如圖2為變頻控制系統(tǒng)原理圖。即從處理廠或水源處來的水，經(jīng)過長途輸送,進(jìn)入注水站的水壓力已經(jīng)相對(duì)比較小，一般大小不超過1MPa，經(jīng)過高壓注水泵后，對(duì)這些壓力不超過1MPa的水進(jìn)行升壓，升壓后高達(dá)24MPa～26MPa左右，再經(jīng)過地面注水管線，輸送到各個(gè)采油配水間，最后由配水間輸送到各個(gè)注水井中。

工作方式：采用一拖三變頻工作，具體來說：三臺(tái)250KW/380V的電機(jī)在一臺(tái)280KW/380V的變頻器的拖動(dòng)下，帶動(dòng)三臺(tái)高壓泵順利運(yùn)行。

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)在青海油田注水站的應(yīng)用前景分析

該系統(tǒng)運(yùn)行一般很穩(wěn)定，我們通過調(diào)整PID自動(dòng)運(yùn)行參數(shù)，變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率，使管道壓力穩(wěn)定運(yùn)行在規(guī)定（24MPa或26MPa）壓力左右，除了有時(shí)電網(wǎng)停電造成停機(jī)外，都處于無人值守的狀態(tài)，通過通訊功能，將系統(tǒng)的進(jìn)、出口壓力，泵的油溫，變頻器的運(yùn)行頻率，輸入輸出電壓、電流等上傳到中控室，在室內(nèi)就可以觀察到系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并通過打印機(jī)打印出來，十分方便，可以大大減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。正常情況下，一般一泵工頻運(yùn)行，一泵運(yùn)行在40Hz,管道壓力穩(wěn)定在24MPa或26MPa左右，運(yùn)行狀況十分正常，達(dá)到了預(yù)期的運(yùn)行效果。采用的JD-BP系列變頻—工頻軟切換裝置，在變頻50Hz切換到工頻的過程中，切換過程十分平穩(wěn)，切換電流基本控制在額定電流的1.3倍，對(duì)電網(wǎng)和系統(tǒng)無沖擊。觸摸屏畫面清晰，彩色豐富，畫面切換靈活快捷，參數(shù)顯示與實(shí)際誤差很小，在控制范圍以內(nèi)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸快，顯示準(zhǔn)確。

①能夠?qū)崿F(xiàn)管道的恒壓控制。自動(dòng)控制系統(tǒng)通過專用PID控制器，采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，實(shí)現(xiàn)出口管道壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式是管道壓力經(jīng)PID比例積分運(yùn)算后，控制變頻器的運(yùn)行頻率。

②能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)不間斷注水。持續(xù)有效的注水是保證油井產(chǎn)量的根本措施，尤其是在寒冷的冬季，注水系統(tǒng)顯的非常重要，因?yàn)樽⑺芫€中若連續(xù)2個(gè)小時(shí)停水，就有可能凍管線，使整個(gè)注水系統(tǒng)癱瘓，變頻自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以在注水系統(tǒng)發(fā)生故障后啟動(dòng)其它工頻，保證注水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

③自動(dòng)監(jiān)控，保證管線安全運(yùn)行。注水管線只有在合理的壓力范圍內(nèi)才能正常運(yùn)行，管線承受的壓力超過上限時(shí)，管線就會(huì)注水穿孔，管線內(nèi)壓力過低時(shí)，說明來水量太小或閥門沒有打開。自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠設(shè)定進(jìn)、出口壓力報(bào)警及停機(jī)值，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，即出口壓力高報(bào)警，超高停機(jī);進(jìn)口低壓報(bào)警，超低壓停機(jī)。

④哪臺(tái)泵運(yùn)行，畫面上相應(yīng)的哪臺(tái)泵的電機(jī)和皮帶輪就旋轉(zhuǎn)，并且工頻和變頻相應(yīng)的指示燈亮，十分形象、生動(dòng)。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，相應(yīng)的系統(tǒng)報(bào)警或變頻故障燈亮，可根據(jù)顯示直接進(jìn)行判斷，并且在下面的報(bào)警內(nèi)容查詢上可直接顯示具體的故障內(nèi)容，便于用戶查詢。

⑤泵在運(yùn)行過程中，油溫會(huì)隨著泵的長期運(yùn)行而升高，為防止油溫過高，要設(shè)置油溫監(jiān)測(cè)，超過設(shè)定值時(shí)，大約在65℃左右，自動(dòng)停機(jī)，以保護(hù)泵。

⑥在每次啟泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要倒流程，即將泵的進(jìn)、出口閥門打開調(diào)整好，沒調(diào)整好之前絕不允許啟泵，因此還要設(shè)置每臺(tái)泵的允許、禁止啟動(dòng)開關(guān)，防止流程沒有倒好之前啟泵。

⑦由于控制參數(shù)較多，進(jìn)出口壓力、泵油溫、手、自動(dòng)、