大慶石油管理局有限公司技術(shù)監(jiān)督中心

注入站的測控系統(tǒng)主要由計(jì)量儀表、自控儀表、微機(jī)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、變頻器及相關(guān)外延設(shè)備構(gòu)成。通過對注入站生產(chǎn)過程中的流量、壓力、液位等主要生產(chǎn)工藝參數(shù)的檢測和閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)運(yùn)行的監(jiān)控，確保生產(chǎn)安全平穩(wěn)有效運(yùn)行，提高工作效率，降低崗位員工勞動強(qiáng)度。

1 測控系統(tǒng)控制方式

注入站的注入工藝分單泵單井和一泵多井兩種情況[1]，針對這兩種工藝，通過現(xiàn)場實(shí)踐和摸索，將變頻器閉環(huán)控制納入到測控系統(tǒng)功能中，并且提出了兩項(xiàng)具體要求，即：單泵單井工藝實(shí)現(xiàn)流量閉環(huán)控制；一泵多井工藝實(shí)現(xiàn)壓力閉環(huán)控制。

單泵單井即一個泵對應(yīng)一口井，從配制站來的母液經(jīng)過裝有母液流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的匯管后進(jìn)入母液儲罐，緩沖后從出液匯管進(jìn)入泵入口，加壓后排出，經(jīng)母液流量計(jì)流出后與從水流量調(diào)節(jié)器出來的水混合，然后進(jìn)入靜態(tài)混合器外輸注入地下。該母液流量可以通過控制泵實(shí)現(xiàn)定量輸出，而水根據(jù)配比值經(jīng)水流量調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)定量輸出。

一泵多井即一個泵對應(yīng)多口井，從配制站來的母液經(jīng)過裝有母液流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的匯管后進(jìn)入母液罐，緩沖后從出液匯管進(jìn)入泵入口，加壓后排出到匯管（通常情況下至少兩根），經(jīng)母液流量計(jì)流出后再進(jìn)入母液調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后輸出與從水流量調(diào)節(jié)器出來的水混合，進(jìn)入靜態(tài)混合器外輸注入地下。該母液流量可以通過母液調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)定量輸出，而水根據(jù)配比值經(jīng)水流量調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)定量輸出。

從上述控制方式可以看到，無論哪一種控制方式，其目的就是要實(shí)現(xiàn)母液注入量、配比量的準(zhǔn)確[2]，達(dá)到生產(chǎn)注入量的要求。

2 運(yùn)行方案

近幾年在某采油廠各區(qū)塊的注入站測控系統(tǒng)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)了一些問題，也積累了一些經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一些注入站測控系統(tǒng)運(yùn)行方案。

2.1 投運(yùn)前的準(zhǔn)備工作

（1）沖洗管線，避免出現(xiàn)焊渣卡住調(diào)節(jié)閥桿情況。對于一泵多井的注入站，泵投運(yùn)前，應(yīng)先將母液流量調(diào)節(jié)器的錐形閥拔出。同時注入站制定沖洗計(jì)劃，將容器、匯管、單井各段管線內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈，確認(rèn)管線干凈后再安裝投運(yùn)[3]。

（2）計(jì)量、自控儀表需在安裝前進(jìn)行檢定、測試。對儀表的量程、示值、輸出值等參數(shù)按照檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，出具檢定證書后方能投產(chǎn)使用，確保數(shù)值傳遞的準(zhǔn)確性。

（3）需對微機(jī)系統(tǒng)、儀表線路、調(diào)節(jié)閥在投運(yùn)前進(jìn)行聯(lián)調(diào)。

（4）按照地質(zhì)方面對井口注入壓力的要求，在采取一泵多井注入工藝的注入站，如果條件具備，要對兩個或三個匯管所掛接的注入井進(jìn)行調(diào)整，使注入壓力相近的注入井掛接在同一個匯管，即將井口壓力相近的歸于一組，進(jìn)入同一匯管，便于投運(yùn)。

2.2 回路控制投運(yùn)要求

為確保注入站回路控制能夠順利投運(yùn)，首先要保證母液控制穩(wěn)定，在單泵單井模式下保證母液流量穩(wěn)定，在一泵多井模式下保證匯管壓力穩(wěn)定；其次要保證母液量能夠調(diào)節(jié)到位，水流量調(diào)節(jié)器控制穩(wěn)定。

（1）變頻器實(shí)現(xiàn)壓力或流量閉環(huán)控制[4]。對于單泵單井，通常是通過流量實(shí)現(xiàn)變頻控制系統(tǒng)自動控制或手動控制。對于一泵多井，通常是通過流量實(shí)現(xiàn)微機(jī)測控系統(tǒng)自動控制或手動控制。因此對于單泵單井的站來說，控制流程上不設(shè)母液流量調(diào)節(jié)器，而是通過變頻控制系統(tǒng)控制柱塞泵揚(yáng)程來控制母液的流量。

（2）母液來液調(diào)節(jié)運(yùn)行正常，就能實(shí)現(xiàn)用液位控制來液量，確保母液容器內(nèi)液位穩(wěn)定。但當(dāng)部分站來液量大時，需要與相關(guān)配制站及時進(jìn)行溝通，防止配制站出現(xiàn)憋泵情況發(fā)生。

（3）柱塞泵進(jìn)出口壓力具有連鎖保護(hù)功能。當(dāng)壓力低于進(jìn)口壓力設(shè)定值或高于出口壓力設(shè)定值時，為保護(hù)柱塞泵不受損壞，泵通常會通過連鎖保護(hù)而停止運(yùn)行。

（4）水注入調(diào)節(jié)方式。通常由安裝在水表后的水流量調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)水量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式為連續(xù)的、恒定流量，即流量值設(shè)定后，其輸出的水量為一個恒定值[5]。

（5）變頻控制系統(tǒng)。為防止被控變量信號受到干擾，增強(qiáng)信號傳遞功能，應(yīng)在儀表盤內(nèi)或變頻器控制柜內(nèi)增加信號轉(zhuǎn)換器，并配備相關(guān)附屬設(shè)備[6]。

3 運(yùn)行存在的問題

3.1 流量累積問題

母液流量計(jì)、水流量計(jì)幾年前多為4～20 mA信號，測控系統(tǒng)只能顯示瞬時流量，無累積量，崗位員工每天現(xiàn)場抄寫日報(bào)表的數(shù)據(jù)很多，工作量很大，給生產(chǎn)管理帶來很多不便。對于過去的流量計(jì)儀表，由于流量計(jì)自身不具有RS485信號，此問題不易解決。因此當(dāng)前在設(shè)計(jì)方案中要求注入站流量信號采用RS485信號，測控系統(tǒng)能夠采集流量的瞬時量和累積量[7]。

3.2 母液罐液位閉環(huán)控制問題

目前的控制方式不是通過微機(jī)系統(tǒng)控制（只有顯示液位和傳遞信號作用），而是通過現(xiàn)場的控制器來控制。該控制方式不合理，控制器沒有必要安裝，完全可以通過微機(jī)系統(tǒng)來控制，方便管理，方便員工。建議取消控制器，改由微機(jī)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

3.3 一泵多井泵前低壓連鎖保護(hù)系統(tǒng)問題

許多注入站投運(yùn)后，經(jīng)常出現(xiàn)運(yùn)行過程中突然停泵的情況和測控系統(tǒng)頻繁報(bào)警的現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于泵前低壓連鎖保護(hù)造成的，實(shí)際上容器內(nèi)的液位還很高，有時會頻繁停機(jī)，影響生產(chǎn)。通過分析認(rèn)為：柱塞泵的功率大，泵一旦運(yùn)行，入口壓力下降很大，有些站在工頻狀態(tài)下出現(xiàn)入口壓力為零的情況；目前聚合物容器安裝在室內(nèi)，相對高度與前期注入站的容器高度相比要低。為了保證生產(chǎn)，只能在微機(jī)系統(tǒng)中解除低壓連鎖保護(hù)系統(tǒng)。

3.4 變頻控制柜控制問題

單泵通常是通過流量實(shí)現(xiàn)變頻控制系統(tǒng)自動控制或手動控制[8]。一些變頻控制柜上沒有安裝調(diào)節(jié)器，造成崗位員工手動調(diào)節(jié)時無法觀測到流量的瞬時值，只能反復(fù)觀看母液流量計(jì)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，很不方便；或安裝的調(diào)節(jié)器質(zhì)量不過關(guān)，精度低，穩(wěn)定性差，造成顯示流量值不穩(wěn)定，總在變化。

3.5 變頻控制柜上調(diào)節(jié)器信號問題

有些變頻控制柜上安裝的調(diào)節(jié)器直接接收母液流量計(jì)傳遞的4～20 mA電流信號。由于流量計(jì)輸出的信號較弱，雖然有屏蔽，但在傳遞過程中受到的干擾信號也較多，調(diào)節(jié)器上顯示的流量值與實(shí)際值誤差較大，無法實(shí)現(xiàn)自動控制。

3.6 壓力變送器或數(shù)字壓力表連接閥問題

匯管安裝壓力變送器或數(shù)字壓力表的連接閥為非帶泄壓裝置的三通閥，部分閥為針心閥或另一端帶泄壓螺絲的針心閥。由于匯管壓力高，維修或校驗(yàn)這些儀表時，無法泄壓，存在安全隱患。

4 改進(jìn)效果

（1）通過與設(shè)計(jì)溝通，目前各廠新投運(yùn)的注入站母液流量計(jì)、水流量計(jì)都采用了RS485 信號[9]。測控系統(tǒng)能夠采集流量的瞬時量和累積量，并能打印出來，減少了崗位員工的工作量。

（2）征得相關(guān)部門同意后，解除微機(jī)系統(tǒng)中低壓連鎖保護(hù)系統(tǒng)，同時在系統(tǒng)中增加聚合物容器低液位報(bào)警及連鎖停泵功能，當(dāng)液位低到一定程度時，首先發(fā)出聲光報(bào)警，提醒崗位員工。低到下限時，自動連鎖停泵，保護(hù)柱塞泵[10]。

（3）對于單泵單井的變頻控制柜，加裝了調(diào)節(jié)器，變頻控制柜內(nèi)增加1臺信號轉(zhuǎn)換器，并配備相關(guān)附屬設(shè)備，將流量計(jì)的信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換增強(qiáng)后再傳遞給調(diào)節(jié)器，此時顯示流量值與實(shí)際值能夠?qū)?yīng)。方便了崗位員工觀測到流量的瞬時值，并且能夠獨(dú)自進(jìn)行手動調(diào)節(jié)。

（4）已通過基建管理部門將原來的針芯閥換成了帶泄壓裝置的三通閥，消除了安全隱患。

注入站測控系統(tǒng)的正常運(yùn)行為生產(chǎn)帶來了便利[11]。整個生產(chǎn)能夠平穩(wěn)有效運(yùn)行，確保生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性；降低了崗位員工的勞動強(qiáng)度，使許多控制點(diǎn)、參數(shù)值能夠通過測控系統(tǒng)來完成。