注水井流量測控裝置的應用分析

郝書岳（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

大慶油田第七采油廠現有注配間39 座，注配間內的注水流量控制閥是手動閥門，需根據注水量變化經常手動調節閥門。特別是實施前線大班組管理、取消護井員后，注配間無人值守，巡檢人員需到各個注配間經常手動調節流量控制閥，實注水量小于配水水量會導致欠注井的發生，因而增加無效水循環，頻繁調節閥門增加了員工的勞動強度。針對這種情況，在茂801 地區應用了注水井流量智能測控裝置。

1 區塊情況

茂801 地區位于肇源縣古恰鄉，受第四油礦管轄，距廠區45 km，距第四油礦礦部13 km。該地區共有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，由變頻器根據實注水量調節柱塞泵的運行。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地區注配間現狀見表1。

在手動調節閥門時，根據每口井的配注水量，當水表顯示的瞬時水量與配注水量不一致時手動調節流量控制閥門，每2 h 巡檢一次（表2）。

經跟蹤觀察，現場員工每隔2 h 巡檢時實注水量與配注水量的誤差范圍為-2.4%～9.5%。約有0.52 m3/h 的水量需經過高壓回流管打回流，產生無效循環，造成注水量達不到配注水量的要求，影響驅油效果，且約4%的電量被浪費。

表1 茂801 地區注配間現狀

表2 現場巡檢時實注量統計

2 注水井流量測控裝置

2.1 工作原理

測控裝置主要由流量測量部分、流量調節部分、流量控制器、電動執行機構和手輪組成（圖1）。被測介質首先進入流量測量部分，經測量后再通過流量控制器。流量測量部分采用速度式流量計的一次表部分，它將流體介質通過的體積流量轉換為流量電信號，并經整形和放大處理由信號線送入儀表頭，進行數據的運算、存儲等處理，最后由顯示屏顯示出各種測量數值。智能控制器將流量設定值與流量計檢測到的流量值進行比較；當檢測到的流量值跟設定值不一致時，智能控制器開啟，自動調節流量到設定值。配套采用變頻器接柱塞泵閉環控制，保證柱塞泵出口壓力滿足注水要求的壓力[1]。

圖1 測控裝置結構示意圖

測控裝置有自動和手動兩種調節方式，便于現場操作，并可以將瞬時流量等數據遠傳到后線的接收端，實現遠程操控。

2.2 主要參數

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

環境溫度：-30～60 ℃

介質溫度：＜90 ℃

3 現場試驗情況

3.1 控制精度準確性試驗

為了驗證測控裝置的誤差范圍是否能夠控制在2%的目標，裝置調試完畢后進行了現場試驗。對茂801 地區2 個注配間14 口井進行了連續2 天的跟蹤觀察，并對瞬時流量的變化做了統計分析（表3）。

經跟蹤觀察，14 口井的注水瞬時流量波動均≤±2%，即測控裝置能夠達到控制精度為2%的目標。

表3 控制精度試驗情況統計

3.2 摸索最佳巡檢周期

為了降低工人勞動強度、確定最佳巡檢周期，根據裝置的自動調節控制效果進行了摸索試驗。設定巡檢間隔時間分別為2h、4h 和6h，巡檢時檢查裝置的瞬時水量與配注水量的差值是否保持在2%以內，并記錄調節次數。

該裝置能夠實現根據水量的變化進行自動調節控制、控制精度為2%的目標。只需上午和下午各巡檢一次，監測裝置的調節效果及注配間內柱塞泵等設備的運行情況。當出現停井或管漏等特殊情況時，應及時關閉故障井的調節裝置，并增加巡檢頻次，保證運行穩定。

4 應用效果

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

[1]方健.注水井智能流量測控儀[J].石油工業技術監督,2011（5）:58.