自动控制技术在注入站的应用

王永强 徐宏

（1.大庆油田有限责任公司第六采油厂；2.大庆油田工程有限公司）

1 注聚系统自动控制技术优化

1.1 技术原理

将控制命令上移至上位机，应用PLC采集流量计的计量底数，通过组态软件对累计注入量按照注入方案要求进行逻辑运算。即：用当前累计注入量减去上一调控周期记录累计注入量，得出这一调控周期的实际注入量，再对比实际注入量与方案配注，得出这一调控周期的误差量，将误差量与方案配注相加，得出下一调控周期的设定值，应用PLC继续进行下端调控[1-2]。

1.2 技术改进

在某区4座试验注入站运行过程中出现上位机卡堵、死机的情况，导致控制程序不能正常运行，造成调控误差相互累加，影响自动调控。针对上述问题，重新对上位机系统进行配置，将C盘空间扩容，删除非控制系统所需的软件应用或将其安装在其他磁盘下。同时，扩展RAM内存大小，为上位机的硬件配置提供足够的冗余度。在提高硬件配置的同时，修改实验室程序测验，通过现场调试，优化自动控制程序与原自控系统的兼容性及简化运算方法等，从软件程序角度解决上位机运行卡堵及调控误差的问题[3]。

应用自动控制技术对4座注入站的259口注入井进行调控，连续生产24 h，注入站注入方案符合率平均为99.36%，与原自动控制方式相比提高了17.57%。优化调控后，注入汇管压力平均下降0.3 MPa，外输变频频率降低11 Hz，年累计节电7.3×104kWh。注聚系统混配自动控制部分数据统计见表1。

2 单井注入量精准自动控制现场试验

2.1 单井母液注入量

对6座注入站306口井进行单井母液注入量精准自动控制现场试验。通过人工不干预注入量的调控，可用自动控制的方式实现单井注入量的控制。先记录流量计的累计底数，然后以自动控制的方式连续工作5 h，接着对单井仪表底数进行记录，计算仪表底数的差值，与方案配注计划值进行对比，最终可计算得出5 h的自动控制误差率[4]（表2）。

由上述试验数据的统计可知，采用单井注入量精准自动控制技术对现场注入量进行调控，在连续生产24 h后，注入方案符合率平均可达到99.56%，6座注入站平均日减少注入误差84 m3，平均单个注入站日节电72 kWh，年节电可达15.1×104kWh。

3 配水间自动配水技术应用

3.1 技术原理

该技术主要通过智能配水装置实现。该装置由智能控制终端、电动阀、流量计、中心监控控制和通信部分组成。其中，智能控制终端由流量传感器、干压传感器和支压传感器三部分组成。

表1 注聚系统混配自动控制部分数据统计

表2 单井母液自动控制部分数据统计

利用智能控制终端实时监控流量计的瞬时流量，如果当前流量值小于所设的流量值就执行开阀操作；反之，若当前流量值大于所设的流量值就执行关阀操作，从而实现稳流控制[5]（图1）。

图1 自动配水智能控制终端结构框图

3.2 装置试验

为了验证智能配水装置运行的平稳性和准确性，现场随机选取5口注水井进行试验1个月。试验结果表明，注水井的流量计信号均能够准确采集，并通过智能控制终端实现定量注水及瞬时流量稳定。单井应用自动配水技术部分采集数据见表3，配水间自动配水日注水效果对比见表4。

从现场试验数据可以看出，通过自动配水调节全天注水量，能够按人工设定的流量运行，且每小时注水量误差小于0.5 m3，误差小，稳定性好；同时避免夜间无人值守时，因干线压力波动对水量产生较大的影响。通过精细平稳注水，做到24 h稳流控制，可降低误差影响2.3%，有效实现压力与流量的合理匹配。

4 结论及认识

1）从运用PLC进行流量计底数采集至应用上位机控制以及组态软件，可以实现对注入站母液注入量的精准自动控制。

2）依据计算机及GPRS无线网络技术，可实现配水的自动控制与数据传输工作，具有自动控制精准、效率高等优点。

表3 单井应用自动配水技术部分采集数据

表4 配水间自动配水日注水效果对比

3）目前对试验注水数据监测控制项目有待完善，无人配水间管理的安全系数有待提高。下一步将完善注入站和配水间的远程监控和无人值守功能，保证其正常连续运行的需求。