PLC井口電保溫自動控制裝置的研究與應用

宋成立 李英 安文霞

摘要：在采油廠的生產管理中，電費一直是生產成本支出的重中之重，就某某采油廠來說，正常運轉的抽油設備就有5500多套，全年需要電費折合成本1.3億元，通過電力補償等方式都以應用于生產現場，但是動力費還是占據著每個單位生產成本較大的比重，而且控制難度越來越大。在采油隊電力消耗主要體現在電機和井口冬季保溫上，電機消耗的電能影響因素較多，通過一系列的工藝改造，可降耗的空間越來越小，井口電保溫是采油廠冬季井口的主要保溫方式，而井口電保溫在冬季消耗的電量較小，往往被人們忽視，實際上電保溫消耗電量在節能降耗上還是存在很大的潛力的。

關鍵詞：電保溫;井口;電機;溫度

一、存在的問題

（一）傳統方式存在的問題

為了防止冬季油井出現凍井口現象，采油隊通常都是應用井口電保溫技術。而傳統的電保溫供給方式是24小時供電，由于冬季的氣溫比較低、晝夜溫差大，井口電保溫應用時間長，出現故障不容易及時發現等因素，增大了冬季安全生產的風險因素，浪費了大量的電能，增加了生產成本，給管理帶來了很大的難度，不適合精細管理的需要。目前，扶余采油廠共有5500口生產井，單井電保溫年消耗量1496.88度，全廠年消耗量823.2尤千瓦，折合成本510.6萬元。

因此，可根據現場電保溫的需要自動開、關電保溫的通電時間，既能保證生產，又能準確顯示電保溫目前的供電狀態。

目前，傳統的油井電保溫的控制方式還是采用24小時連續供電的方式，24小時供電浪費了大量的電能，這也就是我們要解決的重點。另外還有的利用溫控開關進行控制，但現場經驗證明，這樣的方式不適合野外電保溫的有效控制，由于溫控開關結構復雜，安裝在專門的盒子里，給現場管理帶來了很多不便，有時由于電保溫停運了，采油工還以為是溫控保護起作用了，造成管線凍凝，給生產帶來困難。由于沒有明顯的供電指示，有時也能造成觸電事故，給安全帶來很大的隱患。

（二）改進思路

針對以上分析的傳統方式在井口電保濕中存在的問題，我們需要設計一個裝置，研究方向主要是具有可調節功能，根據戶外溫度來自行設定，有效地減少了24小時不間斷供電所造成的浪費。

井口保溫自動控制裝置能有效的解決這一問題，通過在配電箱里安裝該裝置，占用的空間小，控制器采用微電腦控制，可靠性強，從面板上可以清楚的看到該裝置的工作狀態，從而給生產帶來便捷的同時，也起到了保證生產安全節能降耗的目的。

（三）PLC電保溫自動控制裝置結構

該裝置內部結構采用進口IC芯片，時鐘自動控制器，微電腦，交流接觸器，發光二極管，變壓器等組件來實現此功能，見圖1。

外部主要由PLC控制模塊、高亮分段液晶顯示屏、微觸點開關、防雨聚內烯塑料外殼四部分組成。

（四）PLC電保溫自動控制裝置工作原理

可根據現場環境溫度，管線內流體溫度、含水等基礎資料，綜合扶余采油廠原油凝固點設定電保溫的電熱帶通、斷。達到既能保證生產，又能節約電能的需要，同時還要準確顯示電保溫目前的工作狀態及高溫設定、低溫設定及目前電保溫溫度顯示值，方便員工調整。

（五）方案實施

我們先期做一個模擬實驗。在采油隊培訓室模擬了一個油井的電保溫現場。利用兩塊數字式單項電度表進行現場計量，一組連接油井電保溫控制器并設定為開一小時、關一小時的間開的工作制度，另外一組按照電保溫正常連接方式。通過一周的實驗，能很清楚計算出一口單井電保溫一年消耗的電量，單井平均12米保溫帶計算，小時消耗的電量是0.462×24=11.088度，一年按照四個半月計算將消耗11.088×4.5×30=1496.88度，應用單井電保溫控制器的電表折算只有748.44度，單井年可節電419.12元

二、現場實驗效果

2015年1月24日在采油隊通過現場試驗（見表1）可以看出在三個平臺42口井上實驗，根據不同的產液、含水設定不同的工作參數，起到了節能的效果，三個平臺每天可節電260.47度，自試驗到大面積安裝此節能裝置，合計近40天時間，累計節電1.04萬度，節約動力費0.6萬元。經濟效益非常可觀。

通過在采油廠5500口生產油井上安裝井口保溫自動控制裝置，既滿足了油井的正常生產又節約了大量的電能，創造了客觀的經濟效益。

三、技術創新點

PLC井口電保溫自動控制裝置，具有四個創新點：

（一）自動控制：可根據現場環境溫度的變化、油井產液量的多少，含水，產液溫度、原油物性等綜合指標確定控制裝置的設置，該裝置可手動設置低溫啟動、高溫停止。

（二）可視精確：還可實時顯示當前保溫撬內的真實溫度，控制精度在0.1℃。

（三）防水處理：整個裝置采用防水設計，內部用防水膠灌注，即使放到水盆中依然能正常工作，這樣就可保證操作人員的安全要求。

（四）節約電能：液晶顯示采用大液晶，分屏顯示，微觸點控制，操作簡便，顯示清晰，可保證了生產的同時節約大量電能。

四、應用效果

PLC井口電保溫自動控制裝置是一項適合冬季安全生產管理的實用技術，保證了安全生產，降低了生產成本，也可減少員工的勞動強度。目前，采油廠共有5500口生產井，單井電保溫年消耗電量1496.88度，全廠年消耗電量823.2萬千瓦，折合成本510.6萬元。應用井口電保溫自動控制器，根據環境溫度、單井含水、產液量等綜合因素確定單井電保溫開關時間，不但保證了生產，年可節約電量480萬千瓦，節約成本350.7萬元，可有效降低單井的生產成本。

參考文獻：

[1] 劉寶和，胡文瑞.中國油氣田開發志[M]. 北京：石油工業出版社，2011

作者簡介：

宋成立，吉林油田公司扶余采油廠，采油工，高級技師）

吉林油田公司扶余采油廠，吉林省松原市，郵編：138000