PLC井口电保温自动控制装置的研究与应用

宋成立 李英 安文霞

摘要：在采油厂的生产管理中，电费一直是生产成本支出的重中之重，就某某采油厂来说，正常运转的抽油设备就有5500多套，全年需要电费折合成本1.3亿元，通过电力补偿等方式都以应用于生产现场，但是动力费还是占据着每个单位生产成本较大的比重，而且控制难度越来越大。在采油队电力消耗主要体现在电机和井口冬季保温上，电机消耗的电能影响因素较多，通过一系列的工艺改造，可降耗的空间越来越小，井口电保温是采油厂冬季井口的主要保温方式，而井口电保温在冬季消耗的电量较小，往往被人们忽视，实际上电保温消耗电量在节能降耗上还是存在很大的潜力的。

关键词：电保温;井口;电机;温度

一、存在的问题

（一）传统方式存在的问题

为了防止冬季油井出现冻井口现象，采油队通常都是应用井口电保温技术。而传统的电保温供给方式是24小时供电，由于冬季的气温比较低、昼夜温差大，井口电保温应用时间长，出现故障不容易及时发现等因素，增大了冬季安全生产的风险因素，浪费了大量的电能，增加了生产成本，给管理带来了很大的难度，不适合精细管理的需要。目前，扶余采油厂共有5500口生产井，单井电保温年消耗量1496.88度，全厂年消耗量823.2尤千瓦，折合成本510.6万元。

因此，可根据现场电保温的需要自动开、关电保温的通电时间，既能保证生产，又能准确显示电保温目前的供电状态。

目前，传统的油井电保温的控制方式还是采用24小时连续供电的方式，24小时供电浪费了大量的电能，这也就是我们要解决的重点。另外还有的利用温控开关进行控制，但现场经验证明，这样的方式不适合野外电保温的有效控制，由于温控开关结构复杂，安装在专门的盒子里，给现场管理带来了很多不便，有时由于电保温停运了，采油工还以为是温控保护起作用了，造成管线冻凝，给生产带来困难。由于没有明显的供电指示，有时也能造成触电事故，给安全带来很大的隐患。

（二）改进思路

针对以上分析的传统方式在井口电保湿中存在的问题，我们需要设计一个装置，研究方向主要是具有可调节功能，根据户外温度来自行设定，有效地减少了24小时不间断供电所造成的浪费。

井口保温自动控制装置能有效的解决这一问题，通过在配电箱里安装该装置，占用的空间小，控制器采用微电脑控制，可靠性强，从面板上可以清楚的看到该装置的工作状态，从而给生产带来便捷的同时，也起到了保证生产安全节能降耗的目的。

（三）PLC电保温自动控制装置结构

该装置内部结构采用进口IC芯片，时钟自动控制器，微电脑，交流接触器，发光二极管，变压器等组件来实现此功能，见图1。

外部主要由PLC控制模块、高亮分段液晶显示屏、微触点开关、防雨聚内烯塑料外壳四部分组成。

（四）PLC电保温自动控制装置工作原理

可根据现场环境温度，管线内流体温度、含水等基础资料，综合扶余采油厂原油凝固点设定电保温的电热带通、断。达到既能保證生产，又能节约电能的需要，同时还要准确显示电保温目前的工作状态及高温设定、低温设定及目前电保温温度显示值，方便员工调整。

（五）方案实施

我们先期做一个模拟实验。在采油队培训室模拟了一个油井的电保温现场。利用两块数字式单项电度表进行现场计量，一组连接油井电保温控制器并设定为开一小时、关一小时的间开的工作制度，另外一组按照电保温正常连接方式。通过一周的实验，能很清楚计算出一口单井电保温一年消耗的电量，单井平均12米保温带计算，小时消耗的电量是0.462×24=11.088度，一年按照四个半月计算将消耗11.088×4.5×30=1496.88度，应用单井电保温控制器的电表折算只有748.44度，单井年可节电419.12元

二、现场实验效果

2015年1月24日在采油队通过现场试验（见表1）可以看出在三个平台42口井上实验，根据不同的产液、含水设定不同的工作参数，起到了节能的效果，三个平台每天可节电260.47度，自试验到大面积安装此节能装置，合计近40天时间，累计节电1.04万度，节约动力费0.6万元。经济效益非常可观。

通过在采油厂5500口生产油井上安装井口保温自动控制装置，既满足了油井的正常生产又节约了大量的电能，创造了客观的经济效益。

三、技术创新点

PLC井口电保温自动控制装置，具有四个创新点：

（一）自动控制：可根据现场环境温度的变化、油井产液量的多少，含水，产液温度、原油物性等综合指标确定控制装置的设置，该装置可手动设置低温启动、高温停止。

（二）可视精确：还可实时显示当前保温撬内的真实温度，控制精度在0.1℃。

（三）防水处理：整个装置采用防水设计，内部用防水胶灌注，即使放到水盆中依然能正常工作，这样就可保证操作人员的安全要求。

（四）节约电能：液晶显示采用大液晶，分屏显示，微触点控制，操作简便，显示清晰，可保证了生产的同时节约大量电能。

四、应用效果

PLC井口电保温自动控制装置是一项适合冬季安全生产管理的实用技术，保证了安全生产，降低了生产成本，也可减少员工的劳动强度。目前，采油厂共有5500口生产井，单井电保温年消耗电量1496.88度，全厂年消耗电量823.2万千瓦，折合成本510.6万元。应用井口电保温自动控制器，根据环境温度、单井含水、产液量等综合因素确定单井电保温开关时间，不但保证了生产，年可节约电量480万千瓦，节约成本350.7万元，可有效降低单井的生产成本。

参考文献：

[1] 刘宝和，胡文瑞.中国油气田开发志[M]. 北京：石油工业出版社，2011

作者简介：

宋成立，吉林油田公司扶余采油厂，采油工，高级技师）

吉林油田公司扶余采油厂，吉林省松原市，邮编：138000