注水井流量测控装置的应用分析

郝书岳（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

大庆油田第七采油厂现有注配间39 座，注配间内的注水流量控制阀是手动阀门，需根据注水量变化经常手动调节阀门。特别是实施前线大班组管理、取消护井员后，注配间无人值守，巡检人员需到各个注配间经常手动调节流量控制阀，实注水量小于配水水量会导致欠注井的发生，因而增加无效水循环，频繁调节阀门增加了员工的劳动强度。针对这种情况，在茂801 地区应用了注水井流量智能测控装置。

1 区块情况

茂801 地区位于肇源县古恰乡，受第四油矿管辖，距厂区45 km，距第四油矿矿部13 km。该地区共有14 口注水井，采用低压供水—柱塞泵增压—注水井分散的注水方式，由变频器根据实注水量调节柱塞泵的运行。其中，茂801 老注配间8 口注水井采用固定注水方式；另6 口注水井采用活动式注水方式，2013年改造为固定式注水方式，列入新建的茂801新注配间。茂801地区注配间现状见表1。

在手动调节阀门时，根据每口井的配注水量，当水表显示的瞬时水量与配注水量不一致时手动调节流量控制阀门，每2 h 巡检一次（表2）。

经跟踪观察，现场员工每隔2 h 巡检时实注水量与配注水量的误差范围为-2.4%～9.5%。约有0.52 m3/h 的水量需经过高压回流管打回流，产生无效循环，造成注水量达不到配注水量的要求，影响驱油效果，且约4%的电量被浪费。

表1 茂801 地区注配间现状

表2 现场巡检时实注量统计

2 注水井流量测控装置

2.1 工作原理

测控装置主要由流量测量部分、流量调节部分、流量控制器、电动执行机构和手轮组成（图1）。被测介质首先进入流量测量部分，经测量后再通过流量控制器。流量测量部分采用速度式流量计的一次表部分，它将流体介质通过的体积流量转换为流量电信号，并经整形和放大处理由信号线送入仪表头，进行数据的运算、存储等处理，最后由显示屏显示出各种测量数值。智能控制器将流量设定值与流量计检测到的流量值进行比较；当检测到的流量值跟设定值不一致时，智能控制器开启，自动调节流量到设定值。配套采用变频器接柱塞泵闭环控制，保证柱塞泵出口压力满足注水要求的压力[1]。

图1 测控装置结构示意图

测控装置有自动和手动两种调节方式，便于现场操作，并可以将瞬时流量等数据远传到后线的接收端，实现远程操控。

2.2 主要参数

公称口径：25 mm

公称压力：25 MPa

控制精度：2%

流量范围：0.3～3 m3/h

环境温度：-30～60 ℃

介质温度：＜90 ℃

3 现场试验情况

3.1 控制精度准确性试验

为了验证测控装置的误差范围是否能够控制在2%的目标，装置调试完毕后进行了现场试验。对茂801 地区2 个注配间14 口井进行了连续2 天的跟踪观察，并对瞬时流量的变化做了统计分析（表3）。

经跟踪观察，14 口井的注水瞬时流量波动均≤±2%，即测控装置能够达到控制精度为2%的目标。

表3 控制精度试验情况统计

3.2 摸索最佳巡检周期

为了降低工人劳动强度、确定最佳巡检周期，根据装置的自动调节控制效果进行了摸索试验。设定巡检间隔时间分别为2h、4h 和6h，巡检时检查装置的瞬时水量与配注水量的差值是否保持在2%以内，并记录调节次数。

该装置能够实现根据水量的变化进行自动调节控制、控制精度为2%的目标。只需上午和下午各巡检一次，监测装置的调节效果及注配间内柱塞泵等设备的运行情况。当出现停井或管漏等特殊情况时，应及时关闭故障井的调节装置，并增加巡检频次，保证运行稳定。

4 应用效果

使用该装置后能减少欠注井造成的无效回流循环50%左右，年可节约电量1.7×104kWh；并提高注水量2%以上，提高驱油效果，年可增油112 t。如果在全厂各注配间进行推广应用，节能增效的效果将更明显。

[1]方健.注水井智能流量测控仪[J].石油工业技术监督,2011（5）:58.