注水井流量測(cè)控裝置的應(yīng)用分析

郝書(shū)岳（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

大慶油田第七采油廠現(xiàn)有注配間39 座，注配間內(nèi)的注水流量控制閥是手動(dòng)閥門，需根據(jù)注水量變化經(jīng)常手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。特別是實(shí)施前線大班組管理、取消護(hù)井員后，注配間無(wú)人值守，巡檢人員需到各個(gè)注配間經(jīng)常手動(dòng)調(diào)節(jié)流量控制閥，實(shí)注水量小于配水水量會(huì)導(dǎo)致欠注井的發(fā)生，因而增加無(wú)效水循環(huán)，頻繁調(diào)節(jié)閥門增加了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。針對(duì)這種情況，在茂801 地區(qū)應(yīng)用了注水井流量智能測(cè)控裝置。

1 區(qū)塊情況

茂801 地區(qū)位于肇源縣古恰鄉(xiāng)，受第四油礦管轄，距廠區(qū)45 km，距第四油礦礦部13 km。該地區(qū)共有14 口注水井，采用低壓供水—柱塞泵增壓—注水井分散的注水方式，由變頻器根據(jù)實(shí)注水量調(diào)節(jié)柱塞泵的運(yùn)行。其中，茂801 老注配間8 口注水井采用固定注水方式；另6 口注水井采用活動(dòng)式注水方式，2013年改造為固定式注水方式，列入新建的茂801新注配間。茂801地區(qū)注配間現(xiàn)狀見(jiàn)表1。

在手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門時(shí)，根據(jù)每口井的配注水量，當(dāng)水表顯示的瞬時(shí)水量與配注水量不一致時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)流量控制閥門，每2 h 巡檢一次（表2）。

經(jīng)跟蹤觀察，現(xiàn)場(chǎng)員工每隔2 h 巡檢時(shí)實(shí)注水量與配注水量的誤差范圍為-2.4%～9.5%。約有0.52 m3/h 的水量需經(jīng)過(guò)高壓回流管打回流，產(chǎn)生無(wú)效循環(huán)，造成注水量達(dá)不到配注水量的要求，影響驅(qū)油效果，且約4%的電量被浪費(fèi)。

表1 茂801 地區(qū)注配間現(xiàn)狀

表2 現(xiàn)場(chǎng)巡檢時(shí)實(shí)注量統(tǒng)計(jì)

2 注水井流量測(cè)控裝置

2.1 工作原理

測(cè)控裝置主要由流量測(cè)量部分、流量調(diào)節(jié)部分、流量控制器、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和手輪組成（圖1）。被測(cè)介質(zhì)首先進(jìn)入流量測(cè)量部分，經(jīng)測(cè)量后再通過(guò)流量控制器。流量測(cè)量部分采用速度式流量計(jì)的一次表部分，它將流體介質(zhì)通過(guò)的體積流量轉(zhuǎn)換為流量電信號(hào)，并經(jīng)整形和放大處理由信號(hào)線送入儀表頭，進(jìn)行數(shù)據(jù)的運(yùn)算、存儲(chǔ)等處理，最后由顯示屏顯示出各種測(cè)量數(shù)值。智能控制器將流量設(shè)定值與流量計(jì)檢測(cè)到的流量值進(jìn)行比較；當(dāng)檢測(cè)到的流量值跟設(shè)定值不一致時(shí)，智能控制器開(kāi)啟，自動(dòng)調(diào)節(jié)流量到設(shè)定值。配套采用變頻器接柱塞泵閉環(huán)控制，保證柱塞泵出口壓力滿足注水要求的壓力[1]。

圖1 測(cè)控裝置結(jié)構(gòu)示意圖

測(cè)控裝置有自動(dòng)和手動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式，便于現(xiàn)場(chǎng)操作，并可以將瞬時(shí)流量等數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳到后線的接收端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。

2.2 主要參數(shù)

公稱口徑：25 mm

公稱壓力：25 MPa

控制精度：2%

流量范圍：0.3～3 m3/h

環(huán)境溫度：-30～60 ℃

介質(zhì)溫度：＜90 ℃

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況

3.1 控制精度準(zhǔn)確性試驗(yàn)

為了驗(yàn)證測(cè)控裝置的誤差范圍是否能夠控制在2%的目標(biāo)，裝置調(diào)試完畢后進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。對(duì)茂801 地區(qū)2 個(gè)注配間14 口井進(jìn)行了連續(xù)2 天的跟蹤觀察，并對(duì)瞬時(shí)流量的變化做了統(tǒng)計(jì)分析（表3）。

經(jīng)跟蹤觀察，14 口井的注水瞬時(shí)流量波動(dòng)均≤±2%，即測(cè)控裝置能夠達(dá)到控制精度為2%的目標(biāo)。

表3 控制精度試驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)

3.2 摸索最佳巡檢周期

為了降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、確定最佳巡檢周期，根據(jù)裝置的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制效果進(jìn)行了摸索試驗(yàn)。設(shè)定巡檢間隔時(shí)間分別為2h、4h 和6h，巡檢時(shí)檢查裝置的瞬時(shí)水量與配注水量的差值是否保持在2%以內(nèi)，并記錄調(diào)節(jié)次數(shù)。

該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)水量的變化進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制、控制精度為2%的目標(biāo)。只需上午和下午各巡檢一次，監(jiān)測(cè)裝置的調(diào)節(jié)效果及注配間內(nèi)柱塞泵等設(shè)備的運(yùn)行情況。當(dāng)出現(xiàn)停井或管漏等特殊情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉故障井的調(diào)節(jié)裝置，并增加巡檢頻次，保證運(yùn)行穩(wěn)定。

4 應(yīng)用效果

使用該裝置后能減少欠注井造成的無(wú)效回流循環(huán)50%左右，年可節(jié)約電量1.7×104kWh；并提高注水量2%以上，提高驅(qū)油效果，年可增油112 t。如果在全廠各注配間進(jìn)行推廣應(yīng)用，節(jié)能增效的效果將更明顯。

[1]方健.注水井智能流量測(cè)控儀[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2011（5）:58.