用伺服调量注入技术改进比例调节泵的工艺

郭新林 大庆油田采油二厂

用伺服调量注入技术改进比例调节泵的工艺

郭新林 大庆油田采油二厂

伺服调量注入技术是对原有比例调节泵进行改进的一项新技术。该技术是在注入泵液力端增设回流调节阀，应用综合控制系统监控各柱塞运行状态，精准控制流量调节阀关闭、开启时机，调整机泵有效做功行程，并通过与流量计联动，实现流量的自动调节与控制。伺服调量注入技术故障率低，运行稳定；泵平均时率可达98%以上；调节范围大；黏损率低，平均黏损率为3.4%；瞬时流量注入稳定。

比例调节泵；伺服调量；聚合物注入；工艺改进；黏损率

1 系统结构

伺服调量注入技术是对原有比例调节泵进行改进的一项新技术。该技术是在注入泵液力端增设回流调节阀，应用综合控制系统监控各柱塞运行状态，精准控制流量调节阀关闭、开启时机，调整机泵有效做功行程，并通过与流量计联动，实现流量的自动调节与控制。该技术利用机泵凡尔工作的稳定性，较好地克服了比例调节泵工艺动密封效果不稳定、内漏量大等弊端，有效地解决了比例调节泵注入工艺黏损率大，故障率高等问题。该技术流量调节便捷，设定流量后无需人为干预便可自动调节，降低了工人劳动强度，提高了聚驱注入质量。伺服调量注入系统执行机构结构见图1。

图1 伺服调量注入系统执行机构

2 工艺改进试验效果

2012年12月17日，在大庆油田采油二厂第三作业区南八东2#注入站11#泵，开展了用伺服调量注入技术改进比例调节泵工艺试验。为验证该技术的可靠性，于2013年3月又追加试验了14#泵。

2.1 时率情况

2012年12月17日至2013年8月12日，11#泵运行238天；2013年1月中旬，由于试验中途改进、调试设备，泵的运行时率为93.2%，偏低；2013年1月下旬至8月中旬，泵平均运行时率为99.1%，完全满足时率要求。

2.2 振动情况

由于该系统是基于比例调节泵工作原理进行的工艺改进，依然存在单塞对单井注入工艺脉动大的缺点。从改造后机泵和工艺的振动情况看，该系统泵体本身的振动控制较好，经测试振幅在0.06mm以内，但工艺管线振动较大。试验期间，针对脉动明显的工艺特点，采取以下措施：一是加强泵出口管线振动控制，安装联合多点固定卡子；二是优化管线固定工艺，进一步强化单点固定。措施后取得了较好的控振效果，平均振动幅度由原来的0.20mm降至0.04mm，降幅达到80%，见表1。

2.3 黏损率控制情况

未改进前，比例调节泵黏损率最高33.2%，最低1.0%，平均13.2%，而且极不稳定。采用伺服调控技术后黏损率控制较为理想，南八东2#站11#泵改进后连续运行8个月，黏损率依然较为稳定。已改造的11#、14#泵黏损率由原来平均12.9%下降到2.5%，降幅79.8%，效果显著，可完全满足注聚需求。南八东2#注入站11#、14#泵改进前后黏损率降幅统计见表2。

表1 南八东2#注入站11#、14#泵改进前后各部位振动情况

表2 南八东2#注入站11#、14#泵改进前后黏损率降幅

2.4 注入波动情况

该系统控制稳定，经连续24h流量数据监测表明，瞬时流量±3%内波动时段平均达到96.9%，±5%内波动时段平均达到99.7%，见表3。

表3 南八东2#注入站11#、14#泵流量波动情况

3 现场应用

采用伺服调量注入技术对南七～杏一区67台比例调节泵进行了改造。改造后泵的运行时率、黏损率、机泵振动及注入稳定性均达到了预期目标。其中，时率提升至98.9%，黏损率降至3.4%，效果十分理想。伺服调量注入技术与一泵多井技术改造相比，具有以下几方面优势：

（1）改造费用低，节约投资。由于伺服调量注入技术无需增加外输母液汇管、变频器、单井流量调节器等工艺设备，单井改造成本为5.9万元，比一泵多井技术节约5.4万元。

（2）改造周期短，影响较小。一泵多井技术改造需要全站停产2～3个月，而伺服调量注入技术可单泵独立改造，单泵平均停产改造时间为2～3天，改造期间其他机泵可正常注入，对生产的影响较小。该区块5座注入站67台比例调节泵仅用45天就全部改造完毕。

（3）工艺改动小，管理方便。一泵多井技术改造需增加变频柜、母液流量调节器、母液汇管、阀组等工艺设备，由于注入站空间有限，改造后工艺布局极为紧凑，影响后期生产管理和设备维护。而伺服调量注入技术仅需改动注入泵液力端部分，不改变工艺布局，方便管理。

（4）黏损率低。一泵多井技术采用流量分配器控制单井母液流量，导致黏损率增高，注入泵和流量分配器的黏损率达到6.2%。应用伺服调量注入技术改造后的67台注入泵黏损率平均为3.4%。

（5）排量控制稳定。一泵多井技术井间干扰明显，注入量波动较大。而伺服调量注入技术可独立调节，无井间干扰，瞬时流量±5%内波动时段平均为99.7%，最高达到100%，最低98.6%。

4 结论

（1）伺服调量注入技术故障率低，运行稳定，泵平均时率可达98%以上。

（2）调节范围大，黏损率低，平均黏损率为3.4%。

（3）流量调整方式简单，电脑设定后自动闭环控制，无需反复调节。瞬时流量注入稳定，该系统瞬时流量在±5%内波动时段平均达到99.7%。

（4）由于该技术与流量计联动，一旦流量计出现故障将导致机泵无法运行。下一步应设置运行参数与流量的曲线记忆功能，以实现流量计故障后机泵仍可按记忆参数进行工作。

（栏目主持 樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.029