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油田經(jīng)過長期采油生產(chǎn)地層壓力逐步衰減,需要使用注水工藝增加地層壓力進行采油作業(yè)?刂谱⑺畨毫Α⒘髁扛叩褪菦Q定油田合理開采的重要參數(shù)。考慮到注水工藝和機電設(shè)備配置設(shè)計中需要適應(yīng)的工藝條件復(fù)雜性,要滿足的工藝條件包括:后期開發(fā)注水井的增多;儲油地層壓力及油氣水分布不斷發(fā)生變化;開關(guān)井數(shù)的增減;洗井及供水不足的影響等等。工藝條件的不確定性引起注水壓力波動,注水量不均勻不穩(wěn)定,注水壓力控制難度大,給油田生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)和管理帶來困難。由于油田注水要求難于準確預(yù)測和控制,因此注水工藝設(shè)計和機電設(shè)備配置要有一定冗余?紤]到油田開發(fā)中的需要,設(shè)備裕量通常按照油田最大可能需求設(shè)計,在注水系統(tǒng)設(shè)計中尤為突出。油田注水設(shè)備采用電機拖動泵,大功率系統(tǒng)經(jīng)常運行在大馬拉小車的輕載低效狀態(tài)。注水壓力靠泵出口手動閘門控制,即靠改變管網(wǎng)特性曲線來調(diào)節(jié)泵的排量,泵、電動機匹配難以達到在泵的最佳工況點運行,管網(wǎng)效率低,電能損失高達50%以上。
本監(jiān)控系統(tǒng)是為油田注水分散控制而開發(fā)的一套集數(shù)據(jù)采集技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機管理技術(shù)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)分為上位監(jiān)控端和現(xiàn)場儀表端兩個部分。現(xiàn)場儀表端僅反映出當前現(xiàn)場儀表端的各閥門點的流量、壓力、閥門開度等信息,供有需要的部門、單位查看;現(xiàn)場儀表端可以使水電訊管理人員在中央監(jiān)控中心,通過上位監(jiān)控端電腦系統(tǒng)監(jiān)控到二十公里外的油區(qū)多個閥門點的流量、壓力、閥門開度等信息,并能遠程控制閥門開度來調(diào)節(jié)流量,采用全閉環(huán)控制從而實現(xiàn)達到穩(wěn)壓注水、變流注水、計劃注水、節(jié)約注水、計量注水。
同時平緩起停電動機減少對電網(wǎng)和機械設(shè)備的沖擊,不會造成管網(wǎng)壓力、流量、流速劇烈變化。因此對防止汽蝕、水擊、喘振極為有利,可延長管網(wǎng)、泵、閥門維修周期和使用壽命。促進加強監(jiān)督管理機制,最大限度地降低崗位員工勞動強度,提高企業(yè)信息化管理水平,具有非常大的經(jīng)濟效益和社會效益。
控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)分為3個級別,即計算機、PLC、現(xiàn)場儀表構(gòu)成。通過計算機實現(xiàn)工藝流程顯示與控制。
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