油田联合站注水系统实时监测与控制获奖科研报告

油田联合站注水系统实时监测与控制获奖科研报告【摘

要】注入系统及污池水位管理，对泵、泵、机温度进行监控，以改进油田连接站的自动管理，保证注水系统的安全可靠，对油田穿越站出口进行监控。流压、润滑压力、流速等可自动控制。通过RS485总线将采集和控制信号与工控主机相连，多功能自动控制注水水过程的管理软件。

【关键词】注水系统;过程控制;智能模块;ADAM系列

注水井是石油生产的重要组成部分，但其耗电量大，一般占整个油田总耗电量的30-40%。油气田及气田提升站注水系统中，泵注水装置是油气田生产的主要设备，也是稳定产油的重要手段。目前常用的一些喷油装置，由于缺乏监测系统，很容易发生抽油事故。注水自动控制系统的研制，注水自动监测技术的推广应用，对提高注水效率、保障安全至关重要。

1、注水系统工艺流程及监测点的确定

油气田互联站注水系统流程图（主控图）。具体步骤是：对新、旧连接站的废水进行沉淀过滤处理，然后泵入废水槽。进料由高压注水泵按生产指标要求加压，再经主管道送到配水箱。校核后定量给料，分配到每一个注射孔。针对现场运行的实际情况和生产中可能出现的问题，选择下列参数进行实时监测：

（1）污水储罐

①对1号油罐的液位及上下报警进行实时监控;

②对2号油罐的液位及上下报警进行实时监控;

③对3号油罐的液位及上下报警进行实时监控;

（2）注水电机

①电机前后轴承温度;

②电机定子（机身）温度。

（3）注水泵

①注水泵前后轴承温度;

②注水泵进出口压力。

（4）公共参数

①汇管压力、流量;

②润滑油压力、流量。

2、储水罐液位自动监测系统

储油罐的技术指标是保持水位在5米到8米之间。当水位高于8.5米时，会发出最高水位报警信号;当水位低于4.5米时，会发出最低水位报警信号。

3、注水泵、电机自动监控系统

通过对内燃机进、出压力、泵和轴承温度、内燃机压力和流量及润滑油轴承套进行实时监测，内燃机注油泵和自动监控系统对内燃机的正常运行起着控制作用。还有温度、压力、流量等报警。

4、自动控制系统硬件设计

图1是系统连接框图。

以下是模块的定义：

（1）有六个8通道A/D转换模块“5017”，可对三个储液罐、每个喷射泵输入输出压力信号、喷射泵和电机的温度检测信号、润滑剂压力信号等进行上下限检测。

（2）8路继电器输出模块“5068”有1个模块，用来控制5台注水马达的起停。

（3）信道9至16可输入泵与电机的连接状态。

（4）可编程序控制器"5000"有两个区块，第一个区块包含3个"5017"区块和1个"5068"区块，第二个区块包含3个"5017"区块和1个"5051"区块。其主要功能是通过RS485总线向工控机发送来自“5017”、“5051”和“5068”的采集信号。

5、自动控制系统软件设计

该系统软件主要由8个部分组成，有许多大屏幕和小屏幕。系统软件結构见图2。该系统的屏幕功能大致如下：

（1）主控图

该控制器采用3个储水箱、5套注泵和电机，并配有相应的管网、阀门等，对每台注泵的流速进行实时测量：每台注泵的进出水压力、每台电机各点温度、润滑油压力、流量等的实时检测;启动和停止状态实时显示。通过鼠标点击屏幕上的相应按钮来控制每个注油器和发动机的开关。

（2）系统设置

该系统的主要功能有：操作人员登录、用户配置和密码修改。你可以设定每台注水泵和发动机注水电机的优先起动和停止，以及相关的工艺参数。

（3）储水罐监测

该系统实现了水库水位的实时监控，并具有低水位报警功能，其上下限为1.2.3。水罐内液位超过限值后，工控机会发出警报信号，并在屏幕上适当的位置闪烁警报指示器，指导操作者在正确的时间采取适当的措施。

（4）注水泵、电机控制

注水泵和电机控制屏上有5个数字按钮。点击任何一种按钮，就可以显示相应的注泵和电机屏幕（三层屏幕），这个屏幕可以显示注泵和电机的工作状态。注泵和引擎在正常工作条件下，日夜运转。在温度超过限值时，主机会将报警信号发送到工业控制器。随着温度继续上升，直到达到最大值，主机就会发出关机信号。油量不足或无油量信号时，主机会发出警告信号，提醒操作者及时处理。

（5）报表输出

报表输出屏幕上有一个按钮，用来打印报表：打印实时数据报告，打印历史数据报告，每日打印注水量清单，每月打印注水量清单。使用者可按所需点击按钮。

（6）数据通讯

通过选择数据通信屏幕上的适当按钮，用户可以将实时数据或历史数据文件发送到信息中心或上位机管理系统。

（7）系统帮助

系统帮助包含了第一级屏幕、第二级屏幕和第三级屏幕的操作说明，以及关闭和事故处理说明。其目的是帮助用户尽快掌握和使用系统软件的各种功能。

（8）退出系统

在用户请求退出监控系统时，他们可以进入系统退出界面。点击按钮退出系统时，系统会对操作员的授权进行检查。只需授权退出系统，就可以正确终止系统。

总结

针对油田提升站注水系统的生产工艺进行分析研究，利用美国DE公司的ADAM系列、工业PC微机和高频导纳液位计智能模块，实现对注水过