油田计量注水站自动化改造设计

王艳军

摘要：在欢喜岭采油厂油田的开发过程中，注水开采是常用的技术手段。加强油田注水站的计量工作，是保证注水施工的基础。随着信息技术的不断应用，在计量注水站的工作中，进行自动化的改造设计，成为提高经济效益的一个重要因素。本文结合某油田的实际工作开展，对油田计量注水站自动化改造设计工作进行了研究。

关键词：油田;计量注水站;自动化改造

前言：

欢喜岭采油厂共有四个采油作业区。随着信息技术的应用水平不断提升，对全区中的计量注水站进行了分批的自动化改造设计，其中现场仪表选择4-20mA信号进行接入处理，成本控制不理想。在后期的改造设计中，从以下几点进行实际的工作开展，收到了良好的效果。

一、总体设计方案

在该油田企业的计量注水站自动化改造设计过程中，按照“智能化、自动化”的目标，对水井的自动调控进行优化设计，期望达到自动化的应用效果。这个设计目标的指导中，开展的设计方法，不断的进行了自动化水平的提升，同时，在成本投入控制的开展中，对总体设计方案明确了如下三点的设计要点，即通讯方式、仪表选择和电缆敷设等。以下文章对具体设计的过程以及应用后取得的效果进行了分析。

二、通讯方式优化设计

在进行通讯方式的优化设计过程中，进行了两个方案的设计。第一种，使用串行通信的方式进行。在这种设计过程中，串行通信RS485采用了差分信号幅逻辑的原理，将“-2V—6V”的信号设计为“0”，将“+2V—+6V”的信号设计为“1”。并且针对两线制和四线制等两种不同的接线方式，在实践应用中的优劣势体现，最终确定采用两线制的方式进行接线处理，并且在同一个总线中，确定了最大挂接32个节点的设计应用。通过这种接线方式进行通信信号的传输应用。第二种，使用现场总线的方式进行。作为当前在自动化应用领域中，应用最多的一种技术应用，能够实现多向、多节点、总线式的通信应用效果。但是这种方式在具体的应用中，还存在标准不统一的实际问题，因此，在该企业的计量注水站自动化改造设计中，最终确定使用第一种方式，进行信号的有效传输。更好的控制了成本的投入，也符合该油田小型站场的使用需求。

三、仪表选择优化设计

在进行仪表的选择优化设计中，分别对两种方案进行了对比分析。第一种，采用温度和压力变送器的方式，这种方式的应用，能够对单个的检测点进行有效的采集任务实施，在长期以来的计量注水站仪表使用中，经常应用。第二种，采用温度和压力以及温压一体式变送器的方式。这种方式的应用，建立在组合应用的基础上，对于温度和压力的检测过程中，两个检测点的距离以2米为标准，超过的情况下，使用温度和压力变送器进行设备应用，不超过的情况下，使用温压一体式变送器进行设备应用。对于单个的检测点，则使用第一种方式进行有效的应用。在实践的应用中，结合该企业在计量注水站的优化设计中具体的应用要求，最终确定选择使用第二种方案进行优化应用，可以更好的减少电线、电缆的敷设成本支出，提高计量注水站自动化的设计水平。

四、流量检测、仪表控制优化设计

第一种方案的设计中，采用流量计和调节阀的独立设置方式进行流量检测，仪表的控制设计应用。在这个方案的设计中，在单井的注水管线上进行电磁流量计、电动调节阀的设置，并且对电磁流量计进行电流的设计，在4—20mA的范围中，接入到电动调节阀的控制器中，在控制器的控制作用中，进行流量的设定，保证能够通过该种方式的有效控制，实现自动、稳定、定量的注水实施。第二种方案的设计中，采用流量计和调节阀的一体式方式进行应用。在这个设计方案中，使用高压流量进行更好的检测、控制。将流量计、调节阀、控制器等设备进行一体化的应用，完成自动、稳定、定量的注水实施。根据实际的应用要求，进行两种方案的对比分析，最终确定了使用第二种方案进行应用，这种方案更好的降低了电缆线路的敷设，设备的改造成本，实现了最佳的应用效果。

五、电缆敷设优化设计

在电缆敷设的优化设计过程中，主要体现在信号电缆和电源电缆等两种电缆的敷设中。在信号电缆的敷设过程中，按照不同的仪表类型，进行串接的方式，进行电缆敷设应用。在计量注水站中，根据压力、温度的变化，将不同的仪表按照类型进行分类，接入到RTU系统中，电缆的工作量有效降低，利用RTU系统和I/O模块的分别作用，进行自动化的控制应用。在电源信号电缆的敷设过程中，采用现场供电和控制系统供电的方式进行有效的敷设开展。在计量注水站中，将压力、温度变送器、流量测控装置等设备的运行电源都规定为24VDC，对配水间的设置进行24V开关电源的引接设置，对其余的电源设置，应用RTU系统进行提供。这种敷设的方式中，对RTU机柜的尺寸要求不高，可以实现敷设电缆任务量的有效降低，发挥出最佳的应用效果。

六、实施效果总结

经过在欢喜岭采油厂油田的计量注水站自动化改造设计工作中，进行不同方案的具体设计应用，有效的实现了单个计量注水站电缆敷设任务量一半以上的有效降低，并且对于在敷设过程中，各种布线的施工，更加简化和安全。同时有效的减少了施工的周期，大大的提高了计量注水站的自动化改造效率。经过不断的优化应用，在该企业的计量注水站优化工作开展中，逐步实现了智能化、自动化的应用目标。

结语：

文章通过以某石油企业开展的计量注水站自动化改造设计工作为例，从通讯、仪表、控制、电缆等四个方面，进行了有效的设计说明，切实发挥出自动化的应用效果，实现了该油田计量注水站工作的升级改造目标。随着信息技術的不断发展，自动化技术水平的应用也将进一步的提升，将为石油企业的发展做出更大的促进作用。

参考文献：

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[3]王红人.油田计量注水站自动化改造设计优化[J].化工设计通讯，2019，45（02）：54+78.

辽河油田分公司欢喜岭采油厂采油作业三区  辽宁盘锦  124114