曹瑤 潘川

摘 要：塔河油田大部分區(qū)塊為稠油油藏，原油粘度化驗高達100000MPa.s，由于原油粘度較大，因此絕大多數(shù)油井原油集輸都采取了水套爐加熱外輸?shù)墓に嚕S著油田的發(fā)展，油井開采數(shù)量的增加，水套爐溫度調(diào)節(jié)的工作量也與日俱增，同時每年的燃氣成本給經(jīng)營成本也帶來了巨大的壓力，為了能夠有效的降低工作量與成本，引入水套爐溫度自動控制系統(tǒng)，達到自動調(diào)節(jié)水套爐溫度的目的，大大的降低人工工作量與燃氣成本。

關鍵詞：水套爐加熱;自動溫控;自動調(diào)節(jié)

塔河油田是全國最大的碳酸鹽巖油田，且大部分區(qū)塊為稠油油藏，原油粘度化驗高達100000MPa.s以上，因此絕大多數(shù)單井原油外輸采取了水套爐加熱工藝，傳統(tǒng)水套爐溫度調(diào)節(jié)為人工進行氣量調(diào)節(jié)，由于塔河油田地處天山南麓、塔里木盆地北緣，晝夜溫差大，巡檢人員每日調(diào)整水套爐燃燒溫度的工作量占工作時間的30%，同時每年的水套爐燃燒氣費用成本較高，為改變這種現(xiàn)狀，技術人員結合現(xiàn)場實際需要，調(diào)研國內(nèi)各大油田原油加熱方式方法，引入水套爐自動溫控調(diào)節(jié)裝置，對現(xiàn)有水套爐進行改造，并加裝自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)水套爐溫度參數(shù)遠傳控制，自動調(diào)節(jié)，降低人員工作量以及經(jīng)營成本。

1 單井水套爐自動溫控系統(tǒng)概述

1.1 技術原理

單井加熱爐均為水套爐，且單井采出液具有波動性大、段塞流特性，因此，在進行大量調(diào)研與試驗后選擇水浴溫度作為控制變量，根據(jù)水套爐水浴溫度變化對調(diào)節(jié)燃料氣量大小自動調(diào)整，使水套爐出溫保持在一定的溫度范圍，達到降低原油粘度同時穩(wěn)定單井原油集輸溫度的效果。

1.2 硬件組成

單井水套爐自動溫控系統(tǒng)硬件主要由PLC控制單元、吹掃單元、點火單元、火焰監(jiān)測單元和執(zhí)行機構等幾部分構成。

1.3 控制及聯(lián)鎖回路技術標準

采用PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)單井加熱爐吹掃、點火、監(jiān)測和控溫全過程控制，將單井加熱爐水浴溫度與燃氣電動調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖，在系統(tǒng)中對水浴溫度進行設定，當溫度達到設定值時，電動閥聯(lián)鎖動作，調(diào)節(jié)燃氣量大小。

將加熱爐與火焰探測、出口管線介質溫度聯(lián)鎖作為輔控回路，當無火焰、出口溫度過高時，實現(xiàn)燃氣和點火電磁閥的自動切斷和安全停爐，提高設備運行安全保障。

1.4 通訊

單井加熱爐PLC系統(tǒng)通過RS485通訊采集至井場RTU系統(tǒng)，實現(xiàn)控制參數(shù)和數(shù)據(jù)上傳至PCS（生產(chǎn)運行指揮系統(tǒng)），并通過上位機軟件完成遠程監(jiān)控中心監(jiān)控畫面及參數(shù)的組態(tài)，實現(xiàn)加熱爐設置遠程溫度設定。

2 單井水套爐自動溫控系統(tǒng)現(xiàn)場應用效果

根據(jù)不同區(qū)塊產(chǎn)液性質及油井出液量情況等選取了10口井進行試驗，試驗過程中發(fā)現(xiàn)通過改進后的自動溫控系統(tǒng)不僅能夠滿足現(xiàn)場油氣集輸所需的溫度，同時溫度自動調(diào)節(jié)、遠程設定功能大幅度的減少因現(xiàn)場人員巡檢時間差較長出現(xiàn)的水套爐溫度過高、水套爐停爐導致的凝管等事件，從試驗結果可以看出，該系統(tǒng)可以根據(jù)油井產(chǎn)液情況、出液性質以及干氣供氣等導致的出溫變化自動調(diào)節(jié)水套爐水域溫度，使出液溫度始終穩(wěn)定在一個合理范圍，確保了油井生產(chǎn)參數(shù)的溫度，并且達到了降低工人勞動強度以及節(jié)氣的效果。

2018年開始在塔河油田大范圍的推廣使用水套爐自動溫控系統(tǒng)，現(xiàn)場應用結果如下：

2.1 運行效益分析

水套爐自動溫控系統(tǒng)自帶停爐保護功能，在供氣異常及水套爐超溫情況自動停爐，提升壓力容器安全保障功能;同時自動溫控系統(tǒng)針對水套爐出溫自動調(diào)節(jié)，對比傳統(tǒng)的水套爐溫度調(diào)節(jié)，大幅降低人工工作量以及集輸系統(tǒng)凝管風險、減少非油藏因素引起的油井關井時間，提升時效和油井生產(chǎn)效益。

2.2 經(jīng)濟效益分析

對水套爐更換水套爐自動溫控前后的干氣用量進行對比，節(jié)氣效果明顯。在同一口油井生產(chǎn)方式相同、出液量、出液性質基本穩(wěn)定的情況下，通過對比，傳統(tǒng)的手動調(diào)節(jié)氣量控制溫度日平均耗氣量90m3/d，水套爐自動溫控系統(tǒng)使用后日均耗氣量83m3/d，日節(jié)約氣量7m3/d，總體看，節(jié)氣效果較好。

3 結論

水套爐自動溫控調(diào)節(jié)在塔河油田得到了成功應用，應用該項技術后，達到了降低人工勞動強度和節(jié)約成本的目的，具有較好的推廣應用價值。

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