分析自動化技術在油田注水系統中的應用研究

劉鵬虎 聶安琪 張志軍 熊永安

摘要：在當今的原油需求量巨大的局面下，將采油的進度和質量進行優化將是必要的手段，在進行實際的油田開采的過程中，自動化的注水系統已經進行了實際的應用，這將自動化生產管理的目的得以實現，同時也是能夠實現能源節約、生產安全的保證。筆者就該論點，結合相關的系統原理，將自動化注水系統進行全面的分析與研究，這能夠為今后的注水工程，以及相關的工作人員提供相應的參考。

關鍵詞：油田注水;自動化;控制系統

正常的采油施工過程中，會對開采中的油田進行注水工程，保證原油在被抽取之后，地層中的空隙能夠被填充，防止地下虧空的現象產生，注水能夠保證油層的壓力維持在正常的水平上。在自動化注水系統進行應用后，其重要性并沒有引起采油廠的重視，在采油方式以及設備上沒有進行及時的更新，這導致近年來在采油的過程中產生了諸多的問題，例如原油的含水量比較高，采油的進度緩慢，采油工程的整體成本升高等問題，因此進行合理的科學注水方式，將能夠有效的改善采油過程中出現的問題。

1 我國油田注水的現狀分析

我國的油田在進行注水工程的同時，要對水質進行合理的控制，對水源站進行集中管理，使注水所需的水資源能夠在水泵的帶動下，經過注水間，通過水管進行分流，進入到注水井中。在部分大型的注水站的管理系統中，設有相關的流量監測系統，但是在注水過程中，注水井的壓力以及流量的調節還是在依靠人工進行，同時進行壓力與流量的檢測工作中，設備的狀態不佳，數據的精準度不高，因此在油田注水中還存在著部分問題。

首先，注水管會承受著較大的壓力，這會對人工配注工作產生一定的影響，在多次的人工操作中，經常會有超注、欠注現象發生，這導致實際的注水壓力和流量與施工方案中的標準有著較大的差距。

其次，在進行技術指導與責任落實中，因為人員狀態的問題，在夜間注水質量較差，超、欠注的情況發生比較頻繁;同時部分工作人員對于平穩注水的要求把握不準，在夜間出現超注現象的時候，只有通過減少水量的供給或者是停止注水的措施來解決問題。同時在欠注發生的時候，只能單純的加大水量。這種操作會導致套管受到較大的損傷。

再者，在油田的開采過程中，需要保證游水需求，這就需要對注水的壓力與水量進行合理的控制，這是人工難以精準掌控的，這就導致了平穩合理的注水需求不能得到滿足，使得分層注水的作用被弱化，對油田的長久發展十分不利。

2 自動化注水系統設計的原理

自動注水系統在工作的過程中，其原理是依靠計算機技術和智能傳感技術相結合，并通過系統的集散式結構進行運行工作。其整體上分為上、下位機，上位機主要利用計算機技術，將數據進行相應的采集和管理，并將其分析的結果詳細的提供給工作人員;下位機主要依靠PLC系統，在注水站內進行傳感器設置、采集裝置以及輔助設備的設置，保證其能夠在統一的工作中進行數據的計算，并能夠及時的將采集的數據進行控制。將采油過程中所有的機械設備都能夠實現智能化信息化，并且能夠遠距離的進行遙感控制，使設備工作的信息能夠及時的與PLC系統進行對接。

3.自動化注水系統的功能介紹

自動化注水系統具有相當完善健全的檢測、調控功能，能夠將注水站中各項數據進行檢測采集整理。并能夠及時的將故障進行上傳匯報，同時能夠具備人機對話以及自動調控的功能，在收集、記錄數據方面也有相應的系統進行自動操作。

3..1 采集處理監控參數數據

自動化注水系統能夠達到兩大重要的監控操作，即監控機組參數以及監控工藝參數。

其中機組參數主要包括以下幾個方面：注水泵的排水量，平衡、進出口以及電機風冷的壓力，電機前后的軸瓦溫度等。注水工藝參數主要包括來水的溫度、流量、壓力。以及注水管網中的壓力等。在注水量的控制方面，應該結合實際的注水情況，將基本的水量標準作為依據，將注水泵出口閥進行相應的調節，同時也可以通過變頻調節進行控制注水電機的轉速，利用該種方法將注水量進行合理的控制。

同時在整體的注水工程中，系統對于不同的數據采集、不同的注水泵參數都要進行及時的更新，以便能夠及時的進行處理措施。

3.2 監視與處理事件

自動注水系統能夠將注水站整體的工作狀態進行實時的監控，當發現運行狀態不良的注水設備的時候，能夠及時的進行聲光警報，其中針對不同的故障有不同的警報系統，例如注水泵進水的壓力低的時候能夠及時的進行警報，同時電機溫度、風冷系統壓力等均會進行報警;同時在報警的嚴重程度方面，已經進行了優先級的設置，工作人員能夠通過警報的信息進行事故類型、嚴重程度的區分，以便能夠及時的進行相關應對措施的制定，使解決辦法有針對性的進行，達到故障有效處理的目的。

3.3 自動調控功能

在注水泵自動開啟的過程中，能夠及時的將注水泵的流量、功率進行實時的檢測，在注水泵的出口壓力以及整體系統的壓力進行實時的比對，從而使注水泵的出口進行自我調節，保證兩者的壓力得到統一，使整體的系統、機泵之間能夠良好的運行，保證注水系統動態檢測能夠為工程服務。

3.4 人機對話功能

自動注水系統能夠將信息實時的進行傳遞，將工作人員與機械之間達得到詳細的信息交流，其能夠通過表格等形式進行信息的整合，將注水系統中的各個機械設備的狀態，例如電壓電流以及其他設備的壓力進行數據信息更新，同時針對機泵前后軸壓溫度等等物理信息進行顯示，通過直觀的圖表、流程或是實物圖進行工作狀態以及數據的表現，使工作人員能夠及時的進行設備監控操作，對設備工作狀態進行掌握，保證工程能夠順利的實施。

3.5 收集記錄數據

自動注水系統不僅能夠實現實時的監控，還會將歷史故障發生的數據進行記錄匯總，將其發生的原因、故障數據進行備案，對于各個設備的正常運行時間也能進行記錄，這為設備維修帶來了相關的數據支持。

4 總結語

綜上所述，在自動化注水系統進行應用的過程中，不僅能夠將設備的工作參數、注水工藝參數進行實時的監控和遠程控制，還可以將數據進行精確化，避免人工造成的失誤，同時在增強機組工作效率同時，還能夠減少機械的磨損程度，將能源合理的進行節約，保證綠色生產;其次還能夠降低工作人員的工作強度，保證其工作狀態，這不僅為油田開采奠定了有力的基礎，更使采油的效率進行了提升，保證油田開采工程的持續性發展。

參考文獻：

[1]王君，馬心璐.一種網絡測控模型的研究[J].儀表技術與傳感器，2003，（2）.