沈新平 王章晴 新疆油田采油二廠

圓形多井式恒流配水橇

沈新平 王章晴 新疆油田采油二廠

圓形多井式恒流配水橇采用立式結(jié)構(gòu)，由圓型多通閥、總管線、單井管線、分管切斷閥、Y型過(guò)濾器、流量自控儀、壓力變送器、PLC控制系統(tǒng)等構(gòu)成。該裝置可根據(jù)單井注水量的要求，在投入生產(chǎn)前輸入注水參數(shù)，并通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)克服注水壓力的波動(dòng)，保持注水量的穩(wěn)定，從而滿(mǎn)足注水生產(chǎn)要求。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，圓形多井式恒流配水橇穩(wěn)流效果明顯；在智能控制、數(shù)據(jù)采集等方面快捷方便；能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)傳輸與無(wú)人值守等功能。一體式流量自控儀檢修與標(biāo)定方便、快捷，大大降低了人工拆裝勞動(dòng)強(qiáng)度，可節(jié)省拆裝工時(shí)50%。

恒流配水橇；流量自控儀；數(shù)據(jù)采集；穩(wěn)流效果；遠(yuǎn)程控制

1 配水橇現(xiàn)況

隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，原有配水間普遍存在以下問(wèn)題：①配水閥組采用排式結(jié)構(gòu)，占地面積較大；②配水閥組人工調(diào)節(jié)控制閥耗時(shí)費(fèi)力，在注水干壓波動(dòng)時(shí)，人工調(diào)節(jié)方式對(duì)注水量的影響較大，特別是夜間，由于干壓波動(dòng)人工不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并調(diào)節(jié)，造成注水的失控，當(dāng)干壓較低時(shí)甚至出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象，造成出砂；③單井配注量較低，水量調(diào)節(jié)難度大，造成注水誤差較大，給生產(chǎn)管理帶來(lái)一定難度；④配水閥組自動(dòng)調(diào)節(jié)方式多采用流量自控儀，現(xiàn)有的流量自控儀執(zhí)行機(jī)構(gòu)多采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，閥桿無(wú)徑向定位，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致軸向軸承損壞。此外還存在流量自控儀內(nèi)漏，調(diào)節(jié)誤差大，調(diào)節(jié)精度低等缺陷。

針對(duì)配水工藝現(xiàn)狀，研發(fā)一項(xiàng)圓形多井式恒流配水技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)用在油田配水工藝中，能夠解決注水系統(tǒng)壓力波動(dòng)對(duì)配注量的影響，實(shí)現(xiàn)恒流自動(dòng)配水。

2 結(jié)構(gòu)及工作原理

圓形多井式恒流配水橇采用立式結(jié)構(gòu)，由圓型多通閥、總管線、單井管線、分管切斷閥、Y型過(guò)濾器、流量自控儀、壓力變送器、PLC控制系統(tǒng)等構(gòu)成。單井管線分別由平衡式節(jié)流截止閥、流量自控儀、壓力變送器等組成；流量自控儀由經(jīng)過(guò)特殊處理的漩渦發(fā)生體、傳感器等組成。檢定時(shí)，傳感器總成可以從表殼內(nèi)取出，給流量計(jì)的周期性檢定工作帶來(lái)了極大方便。

工作原理：配水干支線來(lái)水輸至配水分配器橇（1個(gè)進(jìn)水口、多個(gè)出水口，或1個(gè)進(jìn)水口、1個(gè)出水口），進(jìn)水口來(lái)水進(jìn)入分配器，通過(guò)分配器分配計(jì)量后去各單井進(jìn)行注水。在每個(gè)出水口上安裝智能流量計(jì)，通過(guò)單井出油量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)來(lái)控制調(diào)節(jié)閥對(duì)單井摻水量的調(diào)節(jié)，同時(shí)每個(gè)出水口設(shè)壓力檢測(cè)儀表，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳。在操作過(guò)程中，選擇打開(kāi)分管線上的截止閥，通過(guò)流量自控儀上的按鍵設(shè)定流量值，控制器對(duì)瞬時(shí)流量值和設(shè)定值進(jìn)行比較，若該差值大于瞬時(shí)流量穩(wěn)定度，控制器就會(huì)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，使瞬時(shí)流量值接近或等于設(shè)定值。該技術(shù)采用觸摸屏人機(jī)界面控制系統(tǒng)，與各單井采用RS485雙向通信控制，具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、控制、設(shè)置等多種功能，自動(dòng)生成多井注水參數(shù)日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表。管理人員可定期以USB接口將報(bào)表拷貝到上位機(jī)或通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)。系統(tǒng)采用RUT實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)及存儲(chǔ)，通過(guò)無(wú)線傳輸方式接入油田SCADA系統(tǒng)，同時(shí)可儲(chǔ)存不少于1個(gè)月的計(jì)量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。圓形多井式恒流配水橇技術(shù)參數(shù)：公稱(chēng)壓力10～42MPa；適用介質(zhì)為水；介質(zhì)溫度5～85℃；壓力損失在最大流量時(shí)不超過(guò)0.1MPa；計(jì)量精度為±1.5%（液體）；通信接口為RS232/485；通信模式為有線、無(wú)線；工作電源為AC220V、380V。

3 產(chǎn)品特點(diǎn)

（1）流量自控儀?？筛鶕?jù)單井注水量的要求，在投入生產(chǎn)前輸入注水參數(shù)，并通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)克服注水壓力的波動(dòng)，保持注水量的穩(wěn)定，從而滿(mǎn)足注水生產(chǎn)要求。

（2）可拆卸式流量計(jì)。流量計(jì)采用可拆卸結(jié)構(gòu)，標(biāo)定和檢修時(shí)無(wú)需整體拆下流量自控儀，只需從殼體中取出表芯進(jìn)行標(biāo)定和檢修，大大減少了人工勞動(dòng)強(qiáng)度。同一型號(hào)表芯可互換，實(shí)現(xiàn)了在線安裝、拆卸，為用戶(hù)檢修工作提供了方便。

（3）采用鋰電池供電，可不間斷運(yùn)行兩年以上；可就地顯示瞬時(shí)流量、累積流量等。

（4）計(jì)量?jī)x表部分無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，精度高且穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)。

（5）設(shè)備采用整體式（帶彩鋼房）圓型設(shè)計(jì)，比傳統(tǒng)的排式計(jì)量間占地面積更小，結(jié)構(gòu)更緊湊，外形更美觀；大大縮短了施工周期；對(duì)后期的儀表安裝、維護(hù)更加方便快捷。

（6）采用新一代電動(dòng)執(zhí)行器代替?zhèn)鹘y(tǒng)蝸輪蝸桿執(zhí)行器，使用壽命提高了一倍。

（7）流量自控儀閥缸與閥心部位設(shè)置“工”字型密封圈，可解決內(nèi)漏問(wèn)題。

（8）通過(guò)PLC模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)及存儲(chǔ)，通過(guò)無(wú)線傳輸或有線方式接入油田上位機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)可儲(chǔ)存3個(gè)月的計(jì)量數(shù)據(jù)。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

4.1 配水橇應(yīng)用分布

目前，新疆油田采油二廠共安裝圓形多井式恒流配水橇9套，具體分布情況：2012年10月新疆油田采油二廠七西區(qū)2套；2013年6月新疆油田采油二廠一中區(qū)3套；2014年8月新疆油田采油二廠七中區(qū)4套。

4.2 數(shù)據(jù)采集方法

（1）根據(jù)水井配注量將瞬時(shí)流量調(diào)整到瞬時(shí)配注流量，穩(wěn)定后開(kāi)始進(jìn)行累計(jì)讀數(shù)、瞬時(shí)流量、單井管線壓力、總管管線壓力數(shù)據(jù)的采集，在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中不再進(jìn)行水量調(diào)整。

（2）在采集過(guò)程中降低系統(tǒng)壓力，造成系統(tǒng)壓力波動(dòng)，采集壓力波動(dòng)過(guò)程中的各井流量數(shù)據(jù)。

4.3 穩(wěn)流效果分析

主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行穩(wěn)流效果分析：一是在系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的情況下，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，判定穩(wěn)流效果；二是在系統(tǒng)壓力波動(dòng)的情況下，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)判定穩(wěn)流效果。

從2012年6月份開(kāi)始，工藝所、技術(shù)監(jiān)督中心和采油作業(yè)區(qū)技術(shù)人員對(duì)作業(yè)區(qū)改造恒流配水橇閥組的使用效果進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和跟蹤分析，結(jié)果表明，恒流配水橇總管壓力17.5MPa，單井管線回壓13MPa，工作壓差大于4MPa，能較好地起到穩(wěn)流作用。

5 結(jié)論

（1）圓形多井式恒流配水橇采用圓形閥組結(jié)構(gòu)，與老式配水閥組相比占地面積減少50%。

（2）圓形多井式恒流配水橇現(xiàn)場(chǎng)使用結(jié)果表明：穩(wěn)流效果明顯；在智能控制、數(shù)據(jù)采集等方面快捷方便；能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)傳輸與無(wú)人值守等功能。

（3）一體式流量自控儀檢修與標(biāo)定方便、快捷，大大降低了人工拆裝勞動(dòng)強(qiáng)度，可節(jié)省拆裝工時(shí)50%。

（4）該產(chǎn)品簡(jiǎn)化了地面施工流程，縮短施工周期，節(jié)省投資，降低了地面建設(shè)管理難度，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，值得推廣應(yīng)用。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.031