高壓流量自控儀在吉林油田注水系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳海巖(吉林油田勘察設(shè)計(jì)院,吉林 松原 138000)

1 高壓流量自控儀的結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)

高壓流量自控儀是將高壓流量計(jì)、高壓調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制器集于一體，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)計(jì)量和控制的系統(tǒng)，而且具有雙向通訊功能的設(shè)備。

將高壓流量計(jì)、高壓調(diào)節(jié)閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制器集于一體，相對(duì)于傳統(tǒng)的注水工藝，總投資有所降低；可在流量范圍內(nèi)任意設(shè)定流量，自控儀可自動(dòng)調(diào)整流量，保證平穩(wěn)精確的注水，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，操作方便，顯示直觀；具有電流、脈沖和標(biāo)準(zhǔn)485接口，可以與計(jì)算機(jī)雙向通訊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

1.1 流量測(cè)量原理

分為有可動(dòng)部件和無可動(dòng)部件兩種。

1.1.1 有可動(dòng)部件：由經(jīng)過特殊處理的葉輪、軸和軸承組成。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)流過時(shí)，流體沖擊葉輪產(chǎn)生脈沖信號(hào)，經(jīng)過電路處理，傳送給控制器。它可以測(cè)量各種導(dǎo)電介質(zhì)及高溫油品。特點(diǎn)是：小流量適應(yīng)能力強(qiáng)、抗振動(dòng)能力強(qiáng)、精度高、可靠性好。

1.1.2 無可動(dòng)部件：利用電磁感應(yīng)與卡門渦街原理相結(jié)合而研制的一種全新的流量測(cè)量技術(shù)。當(dāng)導(dǎo)電液體流經(jīng)漩渦發(fā)生體后，在磁場(chǎng)中形成規(guī)則交錯(cuò)排列的漩渦，切割磁力線產(chǎn)生與漩渦頻率相同的弱電信號(hào)通過電極檢測(cè)后，經(jīng)過信號(hào)處理，濾除干擾后，轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)傳送給控制器。特點(diǎn)：精度高且穩(wěn)定性好、壽命長、沒有堵卡現(xiàn)象；它很方便從表殼內(nèi)取出，輕松實(shí)現(xiàn)互換，給流量計(jì)的周期性檢定工作帶來了極大方便。

1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

即經(jīng)過減速裝置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括電機(jī)和閥門組件。它具有閥門位置指示、電子限位、機(jī)械限位及電子位置顯示功能。閥門的類型有：環(huán)型調(diào)節(jié)閥、錐型調(diào)節(jié)閥、無剪切型調(diào)節(jié)閥。

1.3 控制器

內(nèi)部電池供電進(jìn)行流量顯示和控制，先進(jìn)的電子技術(shù)使整個(gè)控制器具有較高穩(wěn)定性和抗干擾能力。在使用過程中，用戶通過設(shè)定鍵設(shè)定流量值，控制器把實(shí)際流量值和設(shè)定值進(jìn)行比較。若不符合設(shè)定要求，控制器就會(huì)發(fā)出調(diào)節(jié)指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正旋或反旋調(diào)節(jié)閥門，使瞬間流量值接近或等于設(shè)定值。產(chǎn)品具有流量閥位的自適應(yīng)功能，調(diào)節(jié)響應(yīng)快。

2 主要使用環(huán)境及技術(shù)參數(shù)：

環(huán)境溫度：-30℃-+50℃；

相對(duì)濕度：≤85%（+25℃）；

大氣壓力：86KPa-106KPa。

介質(zhì)溫度：0℃-+120℃；

公稱通徑：15mm、25mm、40mm、50mm、65mm、80mm；

公稱壓力：16MPa、25MPa、32MPa、42MPa；

準(zhǔn)確度等級(jí)：1.0級(jí)、1.5級(jí)、2.0級(jí)；

防爆等級(jí)：ExdIIBT4；

工作電壓：AC220V±20%∕50HZ，AC24V±5%、DC24V±5%；

允許壓差：≤10MPa；

無線通訊頻帶：430MHZ、通訊距離≤2KM；

瞬時(shí)流量穩(wěn)定度：±5%

3 應(yīng)用實(shí)例

比較典型的應(yīng)用是吉林油田新立采油廠老區(qū)Ⅲ區(qū)塊2015年產(chǎn)能建設(shè)工程，目前已投產(chǎn)試運(yùn)行；扶余采油廠有幾個(gè)配水間已經(jīng)投產(chǎn)使用。

新立老區(qū)Ⅲ區(qū)塊是一個(gè)大平臺(tái)井組區(qū)，較大數(shù)量的使用了高壓流量自控儀，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)的無人值守，與集輸系統(tǒng)、配電系統(tǒng)一同在操作間內(nèi)控制，并很好的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的上傳。

整個(gè)大平臺(tái)的油水井控制、計(jì)量均由右下角落的儀表間和值班室控制，并上傳至新立采油廠。

相對(duì)于傳統(tǒng)配水間工藝，現(xiàn)場(chǎng)操作人員數(shù)量得到較大限度的節(jié)省，并且很準(zhǔn)確的設(shè)定和計(jì)量配水水量，通過控制室終端系統(tǒng)，利用標(biāo)準(zhǔn)485接口，將每個(gè)配水間的配水水量、壓力上傳到采油廠，便于采油廠宏觀控制。

4 推廣應(yīng)用

通過已經(jīng)投產(chǎn)并應(yīng)用高壓流量自控儀的采油廠反饋來看，該設(shè)備的使用必將提高采油廠的管控效率，有利于油田注水長期、穩(wěn)定、有效的運(yùn)行，提高采油廠對(duì)各個(gè)配水間所掌握及控制配水水量、水壓數(shù)據(jù)的精確程度，從而達(dá)到油藏對(duì)注水的要求。2015年，高壓流量自控儀又在新立、新木等采油廠逐步建設(shè)投產(chǎn)。