数字化变频输油在长庆油田的应用及优化

高江 王军锋

（1.长庆油田分公司第七采油厂 2.西北化工研究院）

数字化变频输油在长庆油田的应用及优化

高江1王军锋2

（1.长庆油田分公司第七采油厂 2.西北化工研究院）

随着我国经济的发展，数字化变频输油在油田中被广泛使用，通过研究应用数字化变频输油技术，实现了油田变频输油的数字化和自动化控制，不仅解决了部分站点产油、输油的不稳定性，而且提高了工作效率和减少了安全事故的发生，为未来数字化变频输油技术在油田中的改造提供参考。

数字化；变频输油；应用；优化

长庆油田是我国第一大油气田，勘探区域主要在陕甘宁盆地，总面积有37万km2，目前油气田的数量有22个，油田数量占19个。2012年，长庆油田原油总产量达到2261万t，天然气总产量有286亿m3，成为我国第一大油气田。

1 变频输油系统组成及工作原理

1.1 变频输油系统

随着我国经济的发展，数字化变频输油在油田中被广泛使用，变频输油主要的系统组成包括：①变频器；②PLC；③工控机；④缓冲罐；⑤输油泵；⑥磁翻板液位计。

1.2 变频输油工作原理

变频输油系统原理主要是由分变频器、站控控制、液位控制、定频控制以及变频连续输油五部分组成。变频输油的工作原理：①变频器开始发挥作用，首先把交流电变成直流电，变频器按照控制信号的要求，然后在输出改变频率的交流电，最后流过电机，改变电机的输出功率，来实现变频输油的目的。②站控控制发挥作用，员工利用计算机控制变频器以及结合其观察缓冲罐的液位，给输油泵发出启停的指令，实现长庆油田输油的数字化和自动化。③液位控制发挥作用，由于PLC数字化控制器可以测量缓冲罐的液位，如果液位值超过了规定的数值时，这个时候PLC数字化控制器开始工作，会给变频器传达运作指令，实现的自动化输油，如果液位值低于规定的数值时，PLC数字化控制器就传达停止的指令，变频器就停止运作，以达到停止输油的目的。④定频控制发挥作用，这个环节是在站控控制输油的基础上进行的，站点员工根据产进油量以及排出油量来给输油泵设定一定的频率，实现原油的进出平衡。⑤变频连续输油发挥作用，在④的基础上增加计算机PID控制系统，以缓冲罐液位为参考对象，根据液位传感器检测出缓冲罐液位高度作为反馈信号，然后传送给站内PLC控制器，最后PLC将信号处理后传递给站内上位机（直接发出控制命令的计算机），上位机PID控制系统就马上发出调节指令，控制电机的转速，来保持外输流量的恒定。

2 变频输油系统现场应用及优化建议

就目前而言，长庆油田数字化变频输油已经在150多个改造站点应用，变频器应用的站点也有150座，其中有100座实现站控控制输油，20座实现了定频控制输油，20座实现了液位控制输油，10座实现了变频连续密闭输油。

2.1 变频输油现场应用

变频输油现场应用主要可以分为站控控制输油应用、定频控制输油应用、液位控制输油应用以及变频连续输油应用等。

（1）站控控制输油应用：目前，长庆油田主要使用站控控制输油模式，所谓站控控制输油就是远程控制输油，长庆已经有100座站点实现了远程控制输油，由于远程控制输油的使用，大大节省了站点员工的工作时间，降低了机械伤害和漏液伤害的风险。

（2）定频控制输油应用：目前，长庆油田已经设置了20座定频输油站点，定频输油即是设定一个频率让输油泵的油量进出平衡，但是这一模式存在一定的弊端，比如如果原油温度过高很容易造成缓冲罐压力过低，使外输泵空转，从烧坏泵机。其次，长庆油田属于超低渗油区，油井产量波动变化比较大，定频控制输油对其作用不大。

（3）液位控制输油应用：液位控制输油实行的高低液位控制输油模式，也就是说高液位的时候输油泵就启泵，低液位的时候输油泵就停泵，目前长庆有20座站点实现了该模式，由于这一模式的应用，不仅优化了技术工艺流程和减少了工作量，而且降低了原油的生产成本。

（4）变频连续输油应用：长庆油田目前设置了10座变频连续输油站点，变频连续输油的工作原理：一方面对工控机PID控制系统完善，另一方面对外输压力和输油泵排量监测，从而直接了解外输管线的运作状况，来实现变频连续输油的目的，为未来输油系统数字化改造的展开打下基础。

2.2 优化建议

一方面由于站点日处理油量比较少和外输泵排量大，不能实现变频连续输油，所以要对部分站点实行对离心泵的降级、减排的计划，从而实现连续输油的目的，另一方面要对数字化增压橇进行流程切换，改变目前高液位启泵和低液位停泵运行模式，实行冬季加热增压、夏季不加热降压模式，实现变频连续输油。

3 结语

本文主要讲述了数字化变频输油技术在油田中的应用以及优化建议，重点介绍了变频输油的原理，其主要是通过控制输油泵的频率的变化来调节电机的转速，控制原油的进出平衡。这一技术的运用改善了技术工艺和减少节能损耗，降低了操作成本和用工数量，最大程度上提高了效率，也有利于环境的保护。

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