油田泵站注水系统中的自动化控制系统应用

自动化控制系统在油田泵站注水系统中的应用分析

        【摘要】本文主要对注水站高压注水离心泵的状态监测与注水泵工况自动化监控系统的工作原理、功能实际应用的成果进行了介绍。在该自动化监控系统的作用下，可以使注水站的运行得到有效的管理，注水泵机组也可以长期有效地进行安全可靠及高效地运行，使泵站的设备管理水平明显提高，且注水泵站也实现了现代化的管理，其经济效益显著。

        【关键词】油田注水 自动化 控制系统

        随着我国各主力油田不断发展，如何在注水开发方面形成以注水为龙头，加快注水的速度，保证注水的平稳运行等，这就对注水油田泵站提出了新的要求，而通过自动化的监控系统进行水量的存储、计量、注水等任务的控制，是其发展的必然趋势。

        1 系统设计的原理

        本注水站的自动化监控系统在高压注水站的运行监视与控制管理中运用先进的计算机技术与智能传感技术。油田泵系统的主要结构方式是集散式，上位机在工业控制计算机的作用下，进行采集与管理数据，并提供人与界面，下位机基于PLC，使用在注水站中所设置的传感器组、采集主机组与辅助设备等的各运行信息，在PLC的作用下，对数据进行计算处理，使现场采集数据、就地控制的功能得以实现，使用的所有现场仪表都是智能仪表或者是能够进行远距离传送的标准仪表信号，信号直接与PLC相接。

        2 介绍该系统的功能

        本油田泵系统的检测功能与调控功能都比较健全，主要有采集与处理注水站中每个监测点的数据，监视与处理事件，具备人机对话、自动调控、收集与记录问题数据等不同的功能。

        2.1 采集与处理系统主要的监控参数数据

        本自动化系统主要有两大部分的监控目标，即机组参数与工艺参数。

        机组参数：主要包含有注水泵的排量、平衡压力、进出口压力、电机风冷压力、电机前后轴瓦温度等等。

        注水工艺参数：主要包含有来水的温度、流量、来水的压力、注水管网压力、水罐液位等等。通常情况下，为了与注水量的变化相一致，按照实际所用的注水量，对泵出口阀的开度进行调节，或者是通过变频，进行注水电机转速的调节，以便与合理注水的要求相符。

        由于不同类型的采集数据，对于注水泵的各工况参数，系统要及时的进行采集，以便做出相对应的处理[2]。

        2.2 监视与处理事件

        对注水站动态的全过程，系统可以进行自动监控，如果油田泵是处于不正常的运行状态，则会有声光报警产生，主要有注水泵进水压力低报警、电机前后轴瓦温度高限报警、风冷低压报警等等。且报警与报警处理分别对不同的报警进行了优先级的设立，以便使报警信息得到区分，特殊情况下，需要停机待处理，使值班人员引起注意，从而按照所揭示的事故，快速进行有效处理。

        2.3 自动调控功能

        自开启油田泵时，对每个机泵的流量与轴功率都要进行不间断的监测，而且其出口的压力与系统的压力之差也是连续检测，基于变化的压差，使泵出口的开度得到自行调节，直至与合理的压力一致，从而使每个泵都运行在良好的区域，进而整个注水系统就达到了动态 。

        2.4 人机对话功能

        系统还能够提供最佳的人机界面，通过注水站的流程图、实物图、表格等各种各样的形式，将电压、电流、泵压、风冷压及工矿区间、润滑油压及机泵前后轴压温度等各物理量直观形象的显示出来，从而对于注水站所有设备的运行情况，值班人员都能够快速准确的掌握，对于注水站的一些辅助设备，还可以实行控制盒操作。

        2.5 收集记录故障数据与管理历史数据

        对注水站发生运行的数据及发生的事故等历史数据，该系统均可以保留下来，便于以后的查询，而且设备运行的时间也可以有效统计，使设备在维修时有可靠的依据。

        3 技术产生的经济效果

        3.1 机泵运行更安全

        对于注采设备而言，最重要的就是安全。一般一台注水机泵的价值超过了50万元，如果有事故发生，则带来的经济损失是无可估量的。通过使用注水站自动化监控系统，可以使注水站的值班人员更快速地掌握设备运行的实际数据。

        3.2 注水单耗大大降低，经济效益有效增加

        系统主要是通过可编程组态软件，且采用了系统压力自建闭环调控的方法，从而使设备运行的自动调控实现。基于机泵的安全运行，快速有效地对注水动态的变化进行调整，从而使泵始终运行于最佳经济区域，弥补了由于未进行及时调整而出现的节流增大损失与阀门开度减少等的情况，使注水单耗得到了有效的降低，增加了经济效益。

        3.3 设备磨损减小，工人劳动强度降低

        油田泵阀启闭的调节主要是变频器，可以平缓地开启，使泵阀的使用期限延长。整个注水站的机泵设备都是全方位的监测保护，弥补了由于外界因素使突然损坏设备，此外，系统完善的数据监测功能与调控功能，能够让各岗位上的工人直观了解全站的运行情况，根本不用人工采集数据与调整，使工人的劳动强度大大降低。

        4 结语

        通过采用该油田泵注水自动化监控系统，不仅达到了机组参数与注水工艺参数远程控制与检测的目标，而且数据的传输更可靠、精确，操作人员的数量也明显减少，劳动强度也大大降低。该系统的自动调节使泵的效率增强，机组的损耗减少，较之于人工控制，系统节能超过了5%，使二次的采油成本降低，这对于有效挖掘老油田与油田注水系统自动化的发展创造了有利的条件。以上就是关于自动化控制系统在油田泵站注水系统中的应用分析。