1 引言 為(wei)了(le)補(bu)償(chang)油(you)田(tian)采(cai)油(you)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)地(di)層(ceng)壓(ya)力(li)衰(shuai)減(jian),需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)注(zhu)水(shui)工(gong)藝(yi)維(wei)持(chi)地(di)層(ceng)壓(ya)力(li)進(jin)行(xing)采(cai)油(you)作(zuo)業(ye)。注(zhu)水(shui)壓(ya)力(li)高(gao)低(di)是(shi)決(jue)定(ding)油(you)田(tian)合(he)理(li)開(kai)發(fa)和(he)地(di)麵(mian)管(guan)線(xian)及(ji)設(she)備(bei)狀(zhuang)態(tai)的(de)重(zhong)要(yao)參(can)數(shu)。由(you)於(yu)在(zai)注(zhu)水(shui)工(gong)藝(yi)和(he)機(ji)電(dian)設(she)備(bei)配(pei)置(zhi)設(she)計(ji)中(zhong)需(xu)要(yao)適(shi)應(ying)的(de)工(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)複(fu)雜(za)多(duo)樣(yang),因(yin)此(ci)注(zhu)水(shui)工(gong)藝(yi)設(she)計(ji)和(he)機(ji)電(dian)設(she)備(bei)配(pei)置(zhi)工(gong)程(cheng)裕(yu)量(liang)。這(zhe)些(xie)工(gong)藝(yi)條(tiao)件(jian)包(bao)括(kuo):後期開發注水井的增多;儲油地層壓力及油氣水分布不斷發生變化;開關井數的增減;洗xi井jing及ji供gong水shui不bu足zu的de影ying響xiang等deng等deng。工gong藝yi條tiao件jian的de不bu確que定ding性xing引yin起qi注zhu水shui壓ya力li波bo動dong,注zhu水shui量liang不bu均jun勻yun不bu穩wen定ding,注zhu水shui壓ya力li控kong製zhi難nan度du大da,給gei油you田tian生sheng產chan穩wen產chan高gao產chan和he管guan理li帶dai來lai困kun難nan。由you於yu油you田tian注zhu水shui要yao求qiu難nan於yu準zhun確que預yu測ce和he控kong製zhi,考kao慮lv到dao油you田tian開kai發fa中zhong的de需xu要yao,設she備bei裕yu量liang通tong常chang按an照zhao油you田tian最zui大da可ke能neng需xu求qiu設she計ji,在zai注zhu水shui係xi統tong設she計ji中zhong尤you為wei突tu出chu。油you田tian注zhu水shui設she備bei采cai用yong離li心xin泵beng電dian機ji拖tuo動dong,大da功gong率lv係xi統tong經jing常chang運yun行xing在zai大da馬ma拉la小xiao車che的de輕qing載zai低di效xiao狀zhuang態tai。注zhu水shui壓ya力li靠kao泵beng出chu口kou閘zha門men手shou動dong控kong製zhi,即ji靠kao改gai變bian管guan網wang特te性xing曲qu線xian來lai調tiao節jie泵beng的de排pai量liang,泵beng、電動機匹配難以達到在泵的最佳工況點運行,管網效率低,電能損失高達50%以上。 變bian頻pin恒heng壓ya技ji術shu能neng夠gou十shi分fen有you效xiao的de穩wen定ding注zhu水shui工gong藝yi過guo程cheng和he大da幅fu度du降jiang低di大da裕yu量liang型xing風feng機ji泵beng類lei工gong程cheng電dian耗hao。注zhu水shui站zhan恒heng壓ya變bian頻pin自zi控kong係xi統tong的de技ji術shu路lu線xian是shi充chong分fen利li用yong現xian有you生sheng產chan設she施shi,對dui注zhu水shui設she備bei的de電dian動dong機ji轉zhuan速su進jin行xing調tiao節jie,達da到dao穩wen壓ya、穩流供注水。同時軟起軟停功能代替減壓啟動,使電動機起停平穩,減少對電網和機械設 備的衝擊,不會造成管網壓力、流量、流速劇烈變化,無需閥門截流,因此對防止汽蝕、水擊、喘振極為有利,可延長管網、泵、閥(fa)門(men)維(wei)修(xiu)周(zhou)期(qi)和(he)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。配(pei)套(tao)完(wan)善(shan)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong),搭(da)建(jian)需(xu)求(qiu)信(xin)息(xi)平(ping)台(tai),提(ti)高(gao)汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)效(xiao)果(guo),加(jia)強(qiang)監(jian)督(du)管(guan)理(li)機(ji)製(zhi),最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)降(jiang)低(di)崗(gang)位(wei)員(yuan)工(gong)勞(lao)動(dong)強(qiang)度(du),提(ti)高(gao)企(qi)業(ye)信(xin)息(xi)化(hua)管(guan)理(li)水(shui)平(ping),具(ju)有(you)非(fei)常(chang)大(da)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)和(he)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)。 2 係統組成及功能設計

控製係統結構如圖1所示。係統分為2個級別,即現場級和控製級,通過人機界麵(HMI)實現工藝流程顯示與控製。 係統核心自動化設備選用台達機電產品。控製級是實現係統功能的關鍵,其主要功能是HMI(人機交互界麵)與現場級之間的樞紐層。接受HMI設置的參數或命令,對注水生產過程進行控製,同時將現場狀態輸送到HMI。控製部分由台達PLC與觸摸屏集成。包括DVP-32EH00R(CPU單元)、DVP-04AD-H(模擬量輸入模塊)、模擬DVP-04DA-H(量輸出模塊)、DOP-A80THTD(觸摸屏)組成。控製級設備安裝在控製室內電控櫃。台達PLC的CPU模塊 DVP-32EH00R其帶有一個RS232和一個RS485通訊接口,DOP-A80THTD觸摸屏帶有1個RS232接口和1個USB接口。觸摸屏通過RS232串口與控製器通訊。 現xian場chang級ji是shi實shi現xian係xi統tong功gong能neng的de基ji礎chu。現xian場chang級ji由you智zhi能neng一yi體ti化hua壓ya力li變bian送song器qi和he變bian頻pin器qi組zu成cheng。智zhi能neng一yi體ti化hua壓ya力li變bian送song器qi選xuan用yong霍huo尼ni韋wei爾er壓ya力li變bian送song器qi,變bian頻pin器qi選xuan用yong台tai達daVFD係列變頻器。現場注水電機1台160kW、2台75kW(備用1台),因此變頻器選用160KW VFD-1600F43A一台與75KW VFD-750F43A分別組成一拖一和一拖二方案,參見圖2。利用1台PLC控製2台變頻器拖動2台注水電機變頻橫壓注水。現場級控製采用屏蔽電纜連接,智能一體化壓力變送器將壓力信號轉換為4-20mA信號輸入到模擬量輸入模塊DVP-04AD-H,控製器PLC輸出的控製量通過模擬量輸出模塊DVP-04AD-H轉換為4-20mA信號輸入2台變頻器,實現2台注水電機的恒壓注水變頻控製。
3 工藝流程及控製係統設計 橫壓注水工藝自動化係統原理如圖2所示。係統采用三種控製方式:自動運行,手動變頻運行和工頻運行。
 圖2自控係統原理圖 3.1 自動運行 係統自動啟動第一台變頻器,利用PID來控製注水泵的注水壓力,如果一台泵輸出壓力不能滿足壓力要求,係統會自動啟動第二台變頻器以滿足壓力要求。 3.2 手動變頻運行 通過控製麵板上的按鈕在手動模式下可以單獨啟動變頻器,此方式可以靈活控製變頻輸出。滿足複雜情況下的控製要求。 3.3 工頻運行 變頻器啟動電機運行到工頻頻率後,利用接觸器切換電機脫離開變頻器,投入工頻運行,參見圖2。變頻器充當大功率電機的軟啟動器。 通過以上三種控製方式,可以保證注水電機的正常運行,達到滿足不間斷生產的要求。 3.4人機界麵設計 工藝流程圖如圖3所示,控製參數如圖4所示,控製器參數設置如圖5所示。

圖3工藝流程圖  圖4 控製參數  圖5 控製器參數設置 4 結束語 采用中達公司的PLC、觸摸屏和變頻器來控製注水係統,單一自動化平台控製結構簡單;節能效益顯著;方fang便bian人ren員yuan操cao作zuo。項xiang目mu受shou到dao油you田tian企qi業ye關guan注zhu得de到dao好hao評ping。項xiang目mu體ti現xian了le中zhong達da產chan品pin節jie能neng自zi動dong化hua的de理li念nian,特te別bie是shi中zhong達da機ji電dian產chan品pin在zai成cheng套tao係xi統tong控kong製zhi工gong程cheng中zhong的de優you勢shi。
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