流量自动控制装置在油田的应用

摘 要：针对某油田集油系统回油温度高、吨油耗气高的现状，本文通过对流量自动控制装置的结构特点和工作原理的研究分析，在单井（环）掺水流程上应用流量自动控制装置。通过对流量自动控制装置的使用情况，得出该装置能够实现单井（环）掺水量的平稳定量控制，从而减少掺水量，降低回油温度，达到精细管理、节能降耗的目的。

主题词：流量自动控制装置 应用

1某油田集油系统概况

某油田井口地面工艺采用双管掺水和环状掺水流程。随着开采时间的延长，油田含水升高，吨油耗气、耗电较高。而抽油机井回油温度偏高是影响能耗指标的重要因素之一。尤其是环状掺水流程井，在集油阀组间采用常规机械阀门控制，为保证环状流程油井安全平稳生产，一般回油温度要求冬季不超45℃，夏季不超43℃。

长期以来，回油温度的控制均凭工人经验，致使在集油过程中无功能耗较大。而从2009年对环井温度界限的摸索情况看，环井回油温度可以控制在39～41℃之间，个别环井回油温度可降低到38℃，温度可降低3～5℃，存在较大的降温空间。

2 流量自动控制装置和单井温度界限智能分析仪的原理

2.1单井温度界限智能分析仪的原理

温度界限分析仪的主机安装在计量间值班室，回油温度信号取自计量间单井，信号有线传输至主机，回压信号取自井口，信号采用无线传输方式至主机接收方式为传输。试验过程中采用逐步控制掺水量的方法，给定一个掺水量，对应一个井口回压和回油温度，综合分析回油温度与井口回压的关系曲线，随回油温度的降低，井口回压升高，当回油温度降低到某一值时，井口回压不再升高，再之后随回油温度降低压力又缓慢升高，到后急剧升高，我们把当井口回压出现平缓段时的压力所对应的回油温度，确定为油井工作状态下的临界温度。

2.2 流量自动控制装置的原理

流量控制阀通过将流量计、控制阀门、调节器整合为一体，外接220V电源，实现闭环控制。当介质流过设备时，冲击叶轮旋转，叶轮的转速与流量成正比，叶轮的转动使叶片接近处于壳体上的传感器，使通过线圈的磁通量发生变化而产生与流量成正比的脉冲信号，此信号经过数据处理后分别显示出累计流量和瞬时流量值。在使用过程中，用户通过按键设定流量值，控制器把瞬时流量值和设定值进行比较。若该差值大于瞬时流量稳定度，控制器就会发出指令，驱动电机正转或反转来调节阀门，使瞬时流量接近或等于设定值。

3流量自动控制装置的现场应用

2009年6月，在某集油阀组间5＃集油环安装了掺水流量自动控制装置，掺水量由人工控制改为自动定量控制。此集油环所辖油井8口，日产液量16.7m3,安装前回油温度44℃，阀组间掺水压力1.6Mpa，掺水温度60℃。经过7天调整，在掺水量和集油环回压平稳的情况下，确定了此环回油温度界限值为41.6℃，此时的瞬时掺水量为1.91m3/h，于是我们把流量自动控制阀流量定为1.91m3/h。掺水量由2.14m3/h降到1.91m3/h，回油温度由安装前的44℃调整为41.6℃。

2009年9月在此环上安装了温度界限智能分析仪，经过5天的摸索，确定回油温度界限值为38.6℃，对应的掺水量为1.65 m3/h。经过自控阀和温度界限分析仪的摸索和调整，回油温度由安装前的44℃调整为38.6℃，降低了5.4℃，掺水量由2.14m3/h降到1.65m3/h，减少了0.49m3/h。

为了观察流量自动控制阀运行状况，抽样拆开5个流量自动控制阀叶轮部分，叶轮完好。之后调节计量间掺水压力，由1.6 Mpa调整到1.7 Mpa，再由1.7 Mpa调整到1.4 Mpa，观察集油环掺水流量变化情况，发现集油环掺水量没有因为掺水压力变化而改变，仍保持在设定流量。说明该装置灵敏度较高，运行稳定、可靠。

我们又在25个环上安装了流量自动控制装置，通过3个月对25个环（141口井）的温度摸索，前后相比，平均单井回油温度降低3.7℃。单井掺水量由2.15m3/h下降到1.85m3/h，掺水量减少了0.3m3/h。

4经济效益

通过3个月对25个环（141口井）的温度摸索，前后相比，平均单井回油温度降低3.7℃。单井掺水量减少了0.3m3/h。

按1t水升高1℃（热转换效率按80%计算）,需要天然气为0.131m3, 单井掺水量1.85m3/h计算, 1口井降低3.7℃, 掺水量减少了0.3m3/h。 则

年节气为1.85×24×3.7×0.131×180=3873.72(m3)；

年节水0.3×24×180＝1296(m3)；

年节电14×350=4900（kw.h）。

如每方天然气按0.99元计算，电费按0.55元/度计算，水费按1.0元/ m3 (经过处理)计算，则

单井年节约0.99×3873.72+0.55×4900+1×1296

=3834.98+2695+1296=7825.98=0.78(万元)。

25个环（141口井），年节约25×0.78=19.5（万元）。

使用流量自动控制阀25台，费用为30万元，投资回收期为1.54年。

5结论及认识

5.1 流量自动控制装置结合单井集油温度界限智能分析仪可以准确测定油井集油温度及回压（掺水进口压力）和瞬时掺水量，确定油井的最佳回油温度，实现环状流程井回油温度的自动控制。

5．2避免了因调整集油环回油温度时，各环之间互相干扰的问题，保证了系统的平稳运行。此装置手动、自动两用，在无电时装置流量仍然显示，可通过手动功能调整，方便管理