油田注水流量自动调节系统问题分析与对策

    随着油田地面工艺简化优化工程的实施，作为油田生产重要组成部分的注水系统，为了满足油田数字化发展的要求，配套应用了注水流量自动调节装置。该装置的应用解决了注水系统调整为两级布站模式（注水泵站——注水井）后带来员工井口配注调整工作量增加的难题。

    1 系统组成及原理

    注水井流量自动调节系统是由服务器软件、远程数据采集传输终端（RTU）、流量自动调节阀（流量计）、供电装置、油压传感器和套压传感器组成的，集信息采集、自动控制、远程传输、数据展示于一体的信息化管理系统。

    自动调节系统核心技术为流量自动调节技术。流量自动调节装置由流量计、执行机构、调节阀三部分组成。首先流量计接收RTU的配注命令后，以模拟信号和阀位反馈信号的方式写进调节器，调节器通过输出控制信号驱动控制器动作进行调节，调节的流量与设定流量进行比较，在范围内停止调节动作，不在范围内继续调节直至与设定值一致，以达到自动控制流量的目的。

    2 问题分析及对策

    注水流量自动调节系统在实际应用的过程出现了一些问题，如借用市电井的RTU在夏季易造成雷击烧毁、流量计频繁表现为开度值闪烁不自控、调节阀磨轮应用周期短等，制约了该系统的稳定运行，也增加了员工自动调节系统维护的工作量。因此，开展注水流量自动调节系统的问题分析研究，对提高注水井的自动化管理水平，降低员工维护工作量具有重要的作用。

    2.1 电涌保护器的应用

    为了降低太阳能供电装置的破坏率，自动控制注水井采取了“市电优先，太阳能装置高挂”的措施，起到了很好的效果。但是RTU供电采用市电后，在电网波动的情况下尤其是夏季的雷雨季节，造成油井大面积停井的同时，也出现了部分借用油井电源的水井RTU烧毁，而借用同一口油井市电的几口水井，若出现烧毁则与其连接的所有水井RTU全部都会烧毁，造成了极大的损失。

    针对此种情况，注水井自动控制装置的RTU应用了浪涌保护技术，即增加RTU设备电浪涌保护器。浪涌保护器又称避雷器，它与被保护的RTU等设备并联于电路中，当系统中出现雷击或浪涌时，浪涌保护器内部防雷元件瞬间由高阻状态变成低阻状态，将电涌对地泄放，从而使线路和设备免遭电涌的损坏。它对于应用弱电的自动化系统起到了很好的作用，保证了自动化计量设备的稳定运行。目前，大港油田第三采油厂已在枣南注水井自动控制装置升级改造中全面推广了此项技术。

    2.2 开度值闪烁报警的解决

    流量自动控制装置中流量计二次表除了正常显示瞬时和累计流量外，还设有调节阀磨轮开启角度的显示，而调节阀采用的是双磨轮结构，它在动作的过程中通过旋转动磨轮，控制与静磨轮开启角度的大小来控制水量。

    控制装置为了防止磨轮在关闭过程中卡堵造成高电流对执行机构的伤害，设定了卡堵不自控报警功能，即开度闪不自控报警功能。但是这种一次卡堵的报警存在很大的偶然性。所以，为了降低报警误判情况的发生，报警次数从一次增加到五次，若一天内报警未达到五次则第二天进行清零处理，自控阀仍正常工作，这样就有效减少了开度闪造成不自控情况的发生。

    2.3 调节阀磨轮结构硬度的改变

    采油三厂正常生产注水井，泵压与油压的压差超过10MPa的井达到了175口，占到了注水井开井数的24.4%，而磨轮的最高允许压差为15MPa，也就是说，这些井的磨轮一直在较高的允许压差下运行。所以，我得出磨轮前后压差较大是造成磨轮刺漏、应用周期短的重要因素。如何预先判断磨轮刺漏并延长其使用时间呢！

    通过网络展示数据的变化与现场故障排查相结合，我总结出：在流量压力等参数未改变的情况下，磨轮开度有逐渐减小的趋势就可判断磨轮刺漏。

    （1）在满足注水流量的情况下，缩小磨轮孔径，使其在较大的开启角度下工作，这样磨轮的轻微刺漏可以通过缩小磨轮开启角度来完成，延长磨轮使用时间。

    （2）用来水闸门控制磨轮前的压力，以降低磨轮前后的压差来延长其使用寿命。

    （3）把碳钢材质的磨轮洛氏硬度从40提高到了55，从技术处理上延长其寿命。

    3 应用效果

    上述问题的提出与解决，降低了水井RTU由于电网波动造成设备烧毁的概率，磨轮应用周期明显延长，有效提高了自动控制水井可自控井数的比例。

    效果一、自动控制调节精细了注水。在泵压不稳的情况下，自动控制失去作用时，瞬时流量波动较大，而恢复了自动控制功能后，控制阀能够通过自我调节降低水量的波动。

    效果二、自动控制调节降低了员工的劳动强度。系统的停注、来水，控制阀能够自动检测识别，进行调控，以达到设定水量的目的，能够减轻员工井口频繁调节水量的工作。

    4 认识与结论

    认识：先进技术在刚刚推广应用时都会出现一定的问题，我们必须通过统计分析的手段，抓住问题主要矛盾，由主及次地进行攻关解决，才能使其最快最大的发挥作用。

    结论：通过对注水流量自动调节系统问题的分析，找到了解决对策，提高了注水系统自动化、数字化水平，降低了员工的计量设备不断维护的劳动强度，促进了注水井管理水平的提高。