数字化增压撬在绥靖油田的应用及优化

摘要：数字化增压撬集输模式是油田数字化建设的必然趋势，本文从数字化增压撬在运行过程中出现的一些问题，选取外输泵、液位计、电动阀和控制柜等作为重点讨论对象，介绍了相关问题的处理方法，分析了该模式在绥靖油田杨米涧作业区的运行情况，最后对数字化增压撬提出了优化建议。

关键词：数字化增压撬 问题 优化

数字化增压撬集输模式简介

数字化增压撬集输模式的核心是数字化增压撬，集工艺系统、燃烧系统、分离缓冲系统、变频增压系统、智能控制系统和安全环保系统于一体，充分实现了多种工艺系统的无缝衔接。

1.1 三合一设备

三合一设备流程是：来液加热缓冲、分离外输。加热段与缓冲、分离段通过一个隔断结构分隔。加热段为一常压加热炉，并设有油盘管和热水盘管，它们是通过炉体内的热水换热；并设有人工和自动补水两种方式；同时设有高低液位报警和温度控制连锁。缓冲、分离段为一承压容器，内部设有动量吸收、气体整流以及末端捕雾结构。根据流程需要，该段对全部或部分液体实现气液分离，分离出的气体部分可供加热段燃烧器使用或排空，剩余的通过油气混输泵外输。

1.2 输油设备

该装置的输油设备采用了变频单头单螺杆泵。泵的压力参数：进口压力≤0.4 MPa，出口压力2.4 MPa，定子外侧设有测温口。

1.3 控制系统

通过RTU对数字化橇装增压集成装置的压力、温度、液位、泵以及电动阀等多点实施控制，所有监控数据和状态全部上传至中控室。主要生产流程通过中央控制系统的软件进行控制和切换，使装置达到高度智能化，采集的参数全部实现数字化，装置的操作实现了“一键式” 操作。

运行过程中存在问题

增压撬的主要问题是外输泵，控制阀，液位计等零件出现故障，影响原油的正常外输，甚至有造成重大事故的风险。

外输泵故障及措施

我区部分站点，原油含水过高，很难起到对定子的作用，定子被撕裂，撕裂的胶皮堵住泵进口法兰，或者堵塞泵出口，同时万向节也因过力矩损坏。

解决办法：①更换定子和万向节；②建议对含水较高的站点更换螺杆泵为离心泵。

液位计故障及措施

液位计冻住，磁浮子遇卡。①迅速利用开水解堵；②更换新伴热带，提高液位计的保温效果；③每天定时放空2-3次，避免下端冻住。

液位计现场显示与电脑显示不一致。①打开液位计远传模块膜盒，缓慢旋动校准旋钮，对液位计进行校准；②更换液位计远传模块电路板。

液位计下端与缓冲区连接细管易堵。①对井组来油添加阻垢剂，可有效预防连接细管结垢；②增强井组来液过滤效果，需更换过滤网。

电动阀故障及措施

过力矩保护：电动阀阀体长时间不转动，会因结垢等原因导致阀体转动力矩过大，电机无法转动，导致流程无法正常切换。

解决办法：调整相应的过力矩保护扇形铁片，用手动方式活动电动阀。过力矩保护开关如右图所示，CTS代表关向过力矩保护，OTS代表开向过力矩保护。

控制系统故障及措施

（1）上位机故障。①上位机脱机，因撬装PLC网口、工控机网口、网线等损坏以及IP冲突，导致上位机脱机，运行参数全部无法正常监控，也无法进行远程操作。解决办法：更换PLC、工控机的网络通信模块，重新制作网线；改掉PLC、工控机的冲突IP地址。②上位机参数设置不合理，参数设置分为三类：参数量程设置、报警参数设置、控制参数设置。

（2）PLC控制故障。PLC是撬装控制的核心，它通过模拟量采集模块AI读取现场仪表数据（温度、压力、液位等），模拟量输出模块AO控制泵转速、调节阀2动作，数字量输出模块DO控制泵的启停、1#与3#阀的开关，数字量输入模块DI读取泵的启停、1#与3#阀的开关状态。控制故障多体现在模拟量采集不准，数字量无法控制等方面。

（3）变频控制柜故障。变频控制柜的核心是变频器，油气院数字化增压撬所采用的变频器为汇川MD280变频器，变频器常见故障有ERR09（输入欠压）、ERR10（变频器过载）、ERR11（电机过载）和ERR13（输出缺相）等，变频柜故障后，必须对变频器断电复位，然后迅速检查设备是否存在故障，最后试运行。

应用效果及优化建议

应用效果

目前杨米涧作业区共有6座数字化增压点，分别是杨一增、杨二增、杨三增、杨四增、新14增和杨42增，所辖油井177口，进各个增压点的井数、增压撬的日处理量和日进液量如下表。

表1 各个增压点进站井数、日进液量和外输量统计表

优化建议

数字化油田的建设是未来油田发展的必然趋势，结合目前杨米涧作业区数字化增压撬的建设运行情况，对该模式的待完善之处进行研究。

1、缓冲区顶部安装导波雷达液位计

为了避免液位计因失真引起的外输泵无法启动造成憋罐事故的出现，在现有液位计上再增加一套液位采集系统（在缓冲区顶部安装导波雷达液位计），以导波雷达液位计为主。

2、1#、2#流程升级

1#、2#流程均是来油直输流程，建议采用来油压力做PID输油控制源，做变频控制，油气水混输至联合站，联合站安装三相分离器，做统一处理。

3、撬装WEB界面，加强管理

在上位机开发中，实现“WEB界面”功能，这样厂部以及作业区工程技术人员直接在浏览器里输入电脑IP地址，就可查看增压撬运行状况。

4、事故罐原油外输流程完善

目前，事故罐原油依靠1#泵外输，当1#泵故障时，只能依靠罐车拉油，并且没有加热流程，给日常生产带来很大不便，建议将3#单L型阀变为双L型阀，在上位机里面新增9#事故罐原油外输（混输泵1）、10#事故罐原油外输（混输泵2）流程，同时做好PLC程序，这样泵1、泵2均可以输出事故罐原油，另外在罐底增设加热盘管。

结论

（1）数字化增压站集输模式相比于传统模式具有生产数据录取自动化，监控实时化，降低工人劳动强度，流程简化，缩短建站周期等特点；

（2）数字化增压站的选址既要考虑增压撬的日处理能力，又要考虑周围地势等因素，同时增压撬的设备选型要根据实际生产进行理论计算；

（3）数字化增压站运行中的主要问题表现在控制阀、外输泵和液位计等方面，在日常的维护工作中要注意这些部件；

（4）数字化增压站集输模式的关键是增压撬，而增压撬对员工技能要求很高，因此需要加强对员工的技能培训。

参考文献

1. 胡鑫，数字化油田的管理模式探讨[J]，才智，2012年02期.

2. 姬蕊，冯宇，杨世海，长庆油田地面系统数字化设计研究[J]，石油规划设计，2010年04期.

3. 郑飞，闫苏斌，长庆油田井场和增压站数字化监控系统[J]，石油工程建设，2012年05期.

4. 何娟，孙支林，数字化增压站集输模式的探讨与研究[J]，石油化工应用，2012年08期.

作者简介：张海兰（1984―）女，汉族，湖南沅陵人，助理工程师，主要从事油田开发工程工作。