分析自动化技术在油田注水系统中的应用研究

刘鹏虎 聂安琪 张志军 熊永安

摘要：在当今的原油需求量巨大的局面下，将采油的进度和质量进行优化将是必要的手段，在进行实际的油田开采的过程中，自动化的注水系统已经进行了实际的应用，这将自动化生产管理的目的得以实现，同时也是能够实现能源节约、生产安全的保证。笔者就该论点，结合相关的系统原理，将自动化注水系统进行全面的分析与研究，这能够为今后的注水工程，以及相关的工作人员提供相应的参考。

关键词：油田注水;自动化;控制系统

正常的采油施工过程中，会对开采中的油田进行注水工程，保证原油在被抽取之后，地层中的空隙能够被填充，防止地下亏空的现象产生，注水能够保证油层的压力维持在正常的水平上。在自动化注水系统进行应用后，其重要性并没有引起采油厂的重视，在采油方式以及设备上没有进行及时的更新，这导致近年来在采油的过程中产生了诸多的问题，例如原油的含水量比较高，采油的进度缓慢，采油工程的整体成本升高等问题，因此进行合理的科学注水方式，将能够有效的改善采油过程中出现的问题。

1 我国油田注水的现状分析

我國的油田在进行注水工程的同时，要对水质进行合理的控制，对水源站进行集中管理，使注水所需的水资源能够在水泵的带动下，经过注水间，通过水管进行分流，进入到注水井中。在部分大型的注水站的管理系统中，设有相关的流量监测系统，但是在注水过程中，注水井的压力以及流量的调节还是在依靠人工进行，同时进行压力与流量的检测工作中，设备的状态不佳，数据的精准度不高，因此在油田注水中还存在着部分问题。

首先，注水管会承受着较大的压力，这会对人工配注工作产生一定的影响，在多次的人工操作中，经常会有超注、欠注现象发生，这导致实际的注水压力和流量与施工方案中的标准有着较大的差距。

其次，在进行技术指导与责任落实中，因为人员状态的问题，在夜间注水质量较差，超、欠注的情况发生比较频繁;同时部分工作人员对于平稳注水的要求把握不准，在夜间出现超注现象的时候，只有通过减少水量的供给或者是停止注水的措施来解决问题。同时在欠注发生的时候，只能单纯的加大水量。这种操作会导致套管受到较大的损伤。

再者，在油田的开采过程中，需要保证游水需求，这就需要对注水的压力与水量进行合理的控制，这是人工难以精准掌控的，这就导致了平稳合理的注水需求不能得到满足，使得分层注水的作用被弱化，对油田的长久发展十分不利。

2 自动化注水系统设计的原理

自动注水系统在工作的过程中，其原理是依靠计算机技术和智能传感技术相结合，并通过系统的集散式结构进行运行工作。其整体上分为上、下位机，上位机主要利用计算机技术，将数据进行相应的采集和管理，并将其分析的结果详细的提供给工作人员;下位机主要依靠PLC系统，在注水站内进行传感器设置、采集装置以及辅助设备的设置，保证其能够在统一的工作中进行数据的计算，并能够及时的将采集的数据进行控制。将采油过程中所有的机械设备都能够实现智能化信息化，并且能够远距离的进行遥感控制，使设备工作的信息能够及时的与PLC系统进行对接。

3.自动化注水系统的功能介绍

自动化注水系统具有相当完善健全的检测、调控功能，能够将注水站中各项数据进行检测采集整理。并能够及时的将故障进行上传汇报，同时能够具备人机对话以及自动调控的功能，在收集、记录数据方面也有相应的系统进行自动操作。

3..1 采集处理监控参数数据

自动化注水系统能够达到两大重要的监控操作，即监控机组参数以及监控工艺参数。

其中机组参数主要包括以下几个方面：注水泵的排水量，平衡、进出口以及电机风冷的压力，电机前后的轴瓦温度等。注水工艺参数主要包括来水的温度、流量、压力。以及注水管网中的压力等。在注水量的控制方面，应该结合实际的注水情况，将基本的水量标准作为依据，将注水泵出口阀进行相应的调节，同时也可以通过变频调节进行控制注水电机的转速，利用该种方法将注水量进行合理的控制。

同时在整体的注水工程中，系统对于不同的数据采集、不同的注水泵参数都要进行及时的更新，以便能够及时的进行处理措施。

3.2 监视与处理事件

自动注水系统能够将注水站整体的工作状态进行实时的监控，当发现运行状态不良的注水设备的时候，能够及时的进行声光警报，其中针对不同的故障有不同的警报系统，例如注水泵进水的压力低的时候能够及时的进行警报，同时电机温度、风冷系统压力等均会进行报警;同时在报警的严重程度方面，已经进行了优先级的设置，工作人员能够通过警报的信息进行事故类型、严重程度的区分，以便能够及时的进行相关应对措施的制定，使解决办法有针对性的进行，达到故障有效处理的目的。

3.3 自动调控功能

在注水泵自动开启的过程中，能够及时的将注水泵的流量、功率进行实时的检测，在注水泵的出口压力以及整体系统的压力进行实时的比对，从而使注水泵的出口进行自我调节，保证两者的压力得到统一，使整体的系统、机泵之间能够良好的运行，保证注水系统动态检测能够为工程服务。

3.4 人机对话功能

自动注水系统能够将信息实时的进行传递，将工作人员与机械之间达得到详细的信息交流，其能够通过表格等形式进行信息的整合，将注水系统中的各个机械设备的状态，例如电压电流以及其他设备的压力进行数据信息更新，同时针对机泵前后轴压温度等等物理信息进行显示，通过直观的图表、流程或是实物图进行工作状态以及数据的表现，使工作人员能够及时的进行设备监控操作，对设备工作状态进行掌握，保证工程能够顺利的实施。

3.5 收集记录数据

自动注水系统不仅能够实现实时的监控，还会将历史故障发生的数据进行记录汇总，将其发生的原因、故障数据进行备案，对于各个设备的正常运行时间也能进行记录，这为设备维修带来了相关的数据支持。

4 总结语

综上所述，在自动化注水系统进行应用的过程中，不仅能够将设备的工作参数、注水工艺参数进行实时的监控和远程控制，还可以将数据进行精确化，避免人工造成的失误，同时在增强机组工作效率同时，还能够减少机械的磨损程度，将能源合理的进行节约，保证绿色生产;其次还能够降低工作人员的工作强度，保证其工作状态，这不仅为油田开采奠定了有力的基础，更使采油的效率进行了提升，保证油田开采工程的持续性发展。

参考文献：

[1]王君，马心璐.一种网络测控模型的研究[J].仪表技术与传感器，2003，（2）.