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圆形多井式恒流配水橇

2015-02-09沈新平王章晴新疆油田采油二厂

油气田地面工程 2015年3期
关键词:单井自控圆形

沈新平 王章晴 新疆油田采油二厂

圆形多井式恒流配水橇

沈新平 王章晴 新疆油田采油二厂

圆形多井式恒流配水橇采用立式结构,由圆型多通阀、总管线、单井管线、分管切断阀、Y型过滤器、流量自控仪、压力变送器、PLC控制系统等构成。该装置可根据单井注水量的要求,在投入生产前输入注水参数,并通过自动调节克服注水压力的波动,保持注水量的稳定,从而满足注水生产要求。现场应用表明,圆形多井式恒流配水橇稳流效果明显;在智能控制、数据采集等方面快捷方便;能实现远程控制、数据传输与无人值守等功能。一体式流量自控仪检修与标定方便、快捷,大大降低了人工拆装劳动强度,可节省拆装工时50%。

恒流配水橇;流量自控仪;数据采集;稳流效果;远程控制

1 配水橇现况

随着油田开发的不断深入,原有配水间普遍存在以下问题:①配水阀组采用排式结构,占地面积较大;②配水阀组人工调节控制阀耗时费力,在注水干压波动时,人工调节方式对注水量的影响较大,特别是夜间,由于干压波动人工不能及时发现并调节,造成注水的失控,当干压较低时甚至出现倒灌现象,造成出砂;③单井配注量较低,水量调节难度大,造成注水误差较大,给生产管理带来一定难度;④配水阀组自动调节方式多采用流量自控仪,现有的流量自控仪执行机构多采用蜗轮蜗杆传动机构,阀杆无径向定位,长时间运动导致轴向轴承损坏。此外还存在流量自控仪内漏,调节误差大,调节精度低等缺陷。

针对配水工艺现状,研发一项圆形多井式恒流配水技术,该技术应用在油田配水工艺中,能够解决注水系统压力波动对配注量的影响,实现恒流自动配水。

2 结构及工作原理

圆形多井式恒流配水橇采用立式结构,由圆型多通阀、总管线、单井管线、分管切断阀、Y型过滤器、流量自控仪、压力变送器、PLC控制系统等构成。单井管线分别由平衡式节流截止阀、流量自控仪、压力变送器等组成;流量自控仪由经过特殊处理的漩涡发生体、传感器等组成。检定时,传感器总成可以从表壳内取出,给流量计的周期性检定工作带来了极大方便。

工作原理:配水干支线来水输至配水分配器橇(1个进水口、多个出水口,或1个进水口、1个出水口),进水口来水进入分配器,通过分配器分配计量后去各单井进行注水。在每个出水口上安装智能流量计,通过单井出油量远程监测来控制调节阀对单井掺水量的调节,同时每个出水口设压力检测仪表,实现数据远传。在操作过程中,选择打开分管线上的截止阀,通过流量自控仪上的按键设定流量值,控制器对瞬时流量值和设定值进行比较,若该差值大于瞬时流量稳定度,控制器就会发出指令,驱动电机正转或反转来调节电动调节阀,使瞬时流量值接近或等于设定值。该技术采用触摸屏人机界面控制系统,与各单井采用RS485双向通信控制,具有远程数据采集、控制、设置等多种功能,自动生成多井注水参数日报表、月报表。管理人员可定期以USB接口将报表拷贝到上位机或通过以太网将数据传输至上位机。系统采用RUT实现数据检测及存储,通过无线传输方式接入油田SCADA系统,同时可储存不少于1个月的计量数据,实现无人值守。圆形多井式恒流配水橇技术参数:公称压力10~42MPa;适用介质为水;介质温度5~85℃;压力损失在最大流量时不超过0.1MPa;计量精度为±1.5%(液体);通信接口为RS232/485;通信模式为有线、无线;工作电源为AC220V、380V。

3 产品特点

(1)流量自控仪。可根据单井注水量的要求,在投入生产前输入注水参数,并通过自动调节克服注水压力的波动,保持注水量的稳定,从而满足注水生产要求。

(2)可拆卸式流量计。流量计采用可拆卸结构,标定和检修时无需整体拆下流量自控仪,只需从壳体中取出表芯进行标定和检修,大大减少了人工劳动强度。同一型号表芯可互换,实现了在线安装、拆卸,为用户检修工作提供了方便。

(3)采用锂电池供电,可不间断运行两年以上;可就地显示瞬时流量、累积流量等。

(4)计量仪表部分无机械转动部件,精度高且稳定性好,寿命长。

(5)设备采用整体式(带彩钢房)圆型设计,比传统的排式计量间占地面积更小,结构更紧凑,外形更美观;大大缩短了施工周期;对后期的仪表安装、维护更加方便快捷。

(6)采用新一代电动执行器代替传统蜗轮蜗杆执行器,使用寿命提高了一倍。

(7)流量自控仪阀缸与阀心部位设置“工”字型密封圈,可解决内漏问题。

(8)通过PLC模块实现数据检测及存储,通过无线传输或有线方式接入油田上位机系统,同时可储存3个月的计量数据。

4 现场应用

4.1 配水橇应用分布

目前,新疆油田采油二厂共安装圆形多井式恒流配水橇9套,具体分布情况:2012年10月新疆油田采油二厂七西区2套;2013年6月新疆油田采油二厂一中区3套;2014年8月新疆油田采油二厂七中区4套。

4.2 数据采集方法

(1)根据水井配注量将瞬时流量调整到瞬时配注流量,稳定后开始进行累计读数、瞬时流量、单井管线压力、总管管线压力数据的采集,在数据采集过程中不再进行水量调整。

(2)在采集过程中降低系统压力,造成系统压力波动,采集压力波动过程中的各井流量数据。

4.3 稳流效果分析

主要从以下两个方面进行稳流效果分析:一是在系统压力稳定的情况下,根据采集的数据进行对比分析,判定稳流效果;二是在系统压力波动的情况下,根据采集的数据判定稳流效果。

从2012年6月份开始,工艺所、技术监督中心和采油作业区技术人员对作业区改造恒流配水橇阀组的使用效果进行了长时间的数据监测和跟踪分析,结果表明,恒流配水橇总管压力17.5MPa,单井管线回压13MPa,工作压差大于4MPa,能较好地起到稳流作用。

5 结论

(1)圆形多井式恒流配水橇采用圆形阀组结构,与老式配水阀组相比占地面积减少50%。

(2)圆形多井式恒流配水橇现场使用结果表明:稳流效果明显;在智能控制、数据采集等方面快捷方便;能实现远程控制、数据传输与无人值守等功能。

(3)一体式流量自控仪检修与标定方便、快捷,大大降低了人工拆装劳动强度,可节省拆装工时50%。

(4)该产品简化了地面施工流程,缩短施工周期,节省投资,降低了地面建设管理难度,具有较好的经济价值和社会效益,值得推广应用。

(栏目主持 樊韶华)

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.031

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