单井加热炉自动温控系统在油田的应用

曹瑶 潘川

摘 要：塔河油田大部分区块为稠油油藏，原油粘度化验高达100000MPa.s，由于原油粘度较大，因此绝大多数油井原油集输都采取了水套炉加热外输的工艺，随着油田的发展，油井开采数量的增加，水套炉温度调节的工作量也与日俱增，同时每年的燃气成本给经营成本也带来了巨大的压力，为了能够有效的降低工作量与成本，引入水套炉温度自动控制系统，达到自动调节水套炉温度的目的，大大的降低人工工作量与燃气成本。

关键词：水套炉加热;自动温控;自动调节

塔河油田是全国最大的碳酸盐岩油田，且大部分区块为稠油油藏，原油粘度化验高达100000MPa.s以上，因此绝大多数单井原油外输采取了水套炉加热工艺，传统水套炉温度调节为人工进行气量调节，由于塔河油田地处天山南麓、塔里木盆地北缘，昼夜温差大，巡检人员每日调整水套炉燃烧温度的工作量占工作时间的30%，同时每年的水套炉燃烧气费用成本较高，为改变这种现状，技术人员结合现场实际需要，调研国内各大油田原油加热方式方法，引入水套炉自动温控调节装置，对现有水套炉进行改造，并加装自动控制系统，实现水套炉温度参数远传控制，自动调节，降低人员工作量以及经营成本。

1 单井水套炉自动温控系统概述

1.1 技术原理

单井加热炉均为水套炉，且单井采出液具有波动性大、段塞流特性，因此，在进行大量调研与试验后选择水浴温度作为控制变量，根据水套炉水浴温度变化对调节燃料气量大小自动调整，使水套炉出温保持在一定的温度范围，达到降低原油粘度同时稳定单井原油集输温度的效果。

1.2 硬件组成

单井水套炉自动温控系统硬件主要由PLC控制单元、吹扫单元、点火单元、火焰监测单元和执行机构等几部分构成。

1.3 控制及联锁回路技术标准

采用PLC控制系统，实现单井加热炉吹扫、点火、监测和控温全过程控制，将单井加热炉水浴温度与燃气电动调节阀联锁，在系统中对水浴温度进行设定，当温度达到设定值时，电动阀联锁动作，调节燃气量大小。

将加热炉与火焰探测、出口管线介质温度联锁作为辅控回路，当无火焰、出口温度过高时，实现燃气和点火电磁阀的自动切断和安全停炉，提高设备运行安全保障。

1.4 通讯

单井加热炉PLC系统通过RS485通讯采集至井场RTU系统，实现控制参数和数据上传至PCS（生产运行指挥系统），并通过上位机软件完成远程监控中心监控画面及参数的组态，实现加热炉设置远程温度设定。

2 单井水套炉自动温控系统现场应用效果

根据不同区块产液性质及油井出液量情况等选取了10口井進行试验，试验过程中发现通过改进后的自动温控系统不仅能够满足现场油气集输所需的温度，同时温度自动调节、远程设定功能大幅度的减少因现场人员巡检时间差较长出现的水套炉温度过高、水套炉停炉导致的凝管等事件，从试验结果可以看出，该系统可以根据油井产液情况、出液性质以及干气供气等导致的出温变化自动调节水套炉水域温度，使出液温度始终稳定在一个合理范围，确保了油井生产参数的温度，并且达到了降低工人劳动强度以及节气的效果。

2018年开始在塔河油田大范围的推广使用水套炉自动温控系统，现场应用结果如下：

2.1 运行效益分析

水套炉自动温控系统自带停炉保护功能，在供气异常及水套炉超温情况自动停炉，提升压力容器安全保障功能;同时自动温控系统针对水套炉出温自动调节，对比传统的水套炉温度调节，大幅降低人工工作量以及集输系统凝管风险、减少非油藏因素引起的油井关井时间，提升时效和油井生产效益。

2.2 经济效益分析

对水套炉更换水套炉自动温控前后的干气用量进行对比，节气效果明显。在同一口油井生产方式相同、出液量、出液性质基本稳定的情况下，通过对比，传统的手动调节气量控制温度日平均耗气量90m3/d，水套炉自动温控系统使用后日均耗气量83m3/d，日节约气量7m3/d，总体看，节气效果较好。

3 结论

水套炉自动温控调节在塔河油田得到了成功应用，应用该项技术后，达到了降低人工劳动强度和节约成本的目的，具有较好的推广应用价值。

参考文献：

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