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智能移动注水装置的研制

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智能 移动 注水 装置 研制
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2010 年 12 月石 油 工 程 建 设智能移动注水装置的研制!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!"董 巍,林 罡,王荣敏,商永滨,毛泾生,王瑞英(西安长庆科技工程有限责任公司,陕西西安 710018)摘 要 : 特低渗透油藏大部分采用注水开发 , 油区开采前期超前注水和边远小区块注水要求研制出一套符合数字化管理 、 标准化设计 、 模块化建设要求的短流程 、 易搬迁的智能移动注水装置 。文章简要介绍了新研制的智能移动注水装置的性能特点 、 工艺流程 、 配套设施 、 数字化控制和监测的方式与内容等 。 新装置具有可一车拉运 、 整体搬迁 、 重复利用 、 智能控制 、 无人值守 、 依托井场露天布置 、 节约占地面积等优点 。关键词 : 注水装置 ; 数字化 ; 橇装 ; 密闭 ; 智能控制 ; 露天布置中图分类号 : 献标识码 : B 文章编号 : 1001-2206 (2010) 06-0030-03国内油田正在大规模建产开发 , 大部分采用注水开发方式 。 在骨架注水站建设期间 , 一般采用临时注水设施进行配注 。 目前使用的小型橇装注水装置主要有两种 , 第一种为水罐密闭 、 设备成橇 、 厂房现场建设 ; 第二种为开式水箱 、 橇装厂房 。 第一种型式的橇装注水装置水罐采取了密闭措施 , 但是水罐搬迁困难 , 注水泵房内的设备需分橇搬迁 , 泵房需拆除后异地新建 , 施工难度较大 ; 第二种型式的橇装注水装置泵房水箱无法密闭 , 存在曝氧现象 , 因而导致注入水质不合格 。针对目前油田地面系统建设的特点 , 需设计出适应低渗透油藏开发 , 符合数字化管理 、 标准化设计 、 模块化建设要求的短流程 、 易搬迁的智能移动注水装置 , 以满足油区开采前期超前注水和边远小区块注水的需要 。 智能移动注水装置是一套把水箱 、 注水泵 、 成套水处理装置整体设计成一个橇 , 可以一车拉运 、 整体搬迁 、 重复利用 、 智能控制 、 无人值守的装置 。1 智能移动注水装置简介智能移动注水装置主要由水箱 、 注水泵 、 成套水处理装置 (成套水处理装置含喂水泵 、 精细过滤器及加药装置 )、 控制系统 、 阀门管道 、 计量仪表及橇座等组成 , 水源来水 、 过滤 、 加药 、 升压 、 计量 、 回流一体化设计 , 所有设备 、 阀门以及工艺管道集中安装在 8.2 m × 2.6 m 的橇座上 。 该装置是适应超低渗透油藏注水开发的重要装备 , 它不仅体现数字化管理 、 标准化设计 、 模块化建设的设计理念 , 而且突显短流程 、 易搬迁的功能优势 ,注水橇结构示意见图 1。2 能 控 制 、 无 人 值 守 、 生 产 数 据 远 传 监 测智能移动注水装置的注水泵 、 喂水泵及加药泵自动起停 , 橇内生产过程监视控制 , 水箱液位 、 注水泵及喂水泵运行状态 、 注水泵进出口压力 、 注水干线流量计量相关数据监测远传显示等 , 做到了站内无人值守 , 远程监控注水站生产运行动态 。 形 水 箱 介 质 密 闭 工 艺水箱采用非标设计 , 水箱肋板外置 , 保证内表面光滑 。 采用长方形气囊密闭隔氧装置 , 使水体和大气隔离 , 阻止空气中的氧气溶解于水中 , 达到密闭隔氧的目的 。图 1% 注水橇结构示意30第 36 卷第 6 水 泵 采 用 变 频 器注水泵应用变频调速器闭环控制技术 , 降低高压回流产生的能量损耗 。 源 来 水 直 供 注 水 泵水源来水直供注水泵 , 不需要喂水泵加压 , 利用来水余压给注水泵供水 , 要求水源井连续直供注水站 。 在水源井处通过变频调节 , 使水源来水水量与注水泵排量匹配 。 水 设 备 露 天 化 布 置 的 保 温 、 防 风 技 术水箱采用复合硅酸盐保温 , 其余所有设备及管道采用电伴热带保温 , 起到防冻作用 ; 所有设备均用地脚螺栓固定在橇座上 。 字 化 的 测 控 技 术变频仪表柜对注水泵进行变频控制 , 对成套水处理装置等设备进行动力配电 , 对橇内工艺设施的生产过程数据进行集中采集和监控 。 该控制系统与上位管理系统进行数据通信 , 上传本站的重要生产运行数据 , 并接收上位管理系统的控制指令 。3 工艺流程简介整个注水流程为密闭流程 。 水源来水经喂水泵喂水 、 精细过滤处理达标后 , 通过注水泵升压 , 由注水干线计量 、 调节输送至站外注水管网进行配注 。 流程示意见图 2, 智能移动注水装置部件示意见图 3。图 2 注水流程示意水源来水粗滤喂水泵 精细过滤 注水泵注水干线加药水箱 (密闭 )流量调节 过滤器 ; 图 3 智能移动注水装置部件示意阀 10 376782 9阀 7阀 6阀 9阀 3阀 2阀 1阀 4 阀 5471阀 常 状 态 (流 程 一 )关闭阀 1、 阀 2、 阀 4 及阀 5, 工作时 , 水源来水通过阀 3, 进入成套水处理装置 3; 经加压过滤后 , 达标清水通过闸阀 6 供给注水泵 2; 清水由注水泵 2 升压至注水系统要求的压力 , 由阀 9 调控后 , 通过止回阀 7、 流量计 6 计量 、 阀 8 调节 , 由注水干线接至站外注水管网进行配注 。 清水由注水泵 2 升压后 , 产生的回流水通过阀 9 节流降压 , 回流至成套水处理装置 3 的进口低压管道里 。 源 来 水 进 入 水 箱 状 态 (流 程 二 )智能移动注水装置首先打开阀 1、 阀 2, 然后关闭阀 3, 水源来水通过阀 1 进入水箱 1, 经缓冲 、沉降 , 原水经过出水管道 , 通过阀 2, 进入成套水处理装置 3 过滤 , 经注水泵升压后配注 。 套 水 处 理 装 置 维 修 状 态 (流 程 三 )正常运行状态时 , 要维修成套水处理装置 ,首先应打开阀 4、 阀 5, 关闭阀 6, 然后停运成套水处理装置 3 中的管道泵 , 再关闭阀 2, 最后关闭阀 1。 水源来水在水源井出口处经粗滤 、 调节后直供智能移动注水装置 , 经阀 4、 Y 型过滤器 4 及阀5 进入注水泵 , 再经注水泵升压后配注 。4 配套设施智能移动注水装置依托井场露天布置 , 井场需要根据注水橇用电负荷更换柱上变压器 , 变频仪表柜电源引接于井场新增柱上的变电站低压配电箱 。智能移动注水装置与供水水源井集中控制监董 巍等 : 智能移动注水装置的研制312010 年 12 月石 油 工 程 建 设测 , 连动设计 , 一起操作 。 注水橇附近新建水源井 1 ~ 2 口 , 为注水橇直接供水 。 水源井深井泵根据现场水源井完井参数进行选型 , 并采用变频启动 。 新建 2 口水源井时 , 其中一口水源井采用变频深井泵 , 另外一口水源井的深井泵不变频 。 压力要求 : 深井泵出水进注水橇时进口压力为 根据工艺所需压力 , 深井泵与移动注水橇连锁 , 通过调节深井泵变频器自动调节流量 , 使深井泵出口流量维持在额定排量值 , 深井泵能正常运行 。智能移动注水装置的信号数据上传依托井场传输设备 , 通过井场传输系统传输至上位管理系统 。5 字 化 控 程 一人工干预 (就地手动或远程人工遥控 ) 开启深井泵 , 当喂水泵进口压力大于设定值 (可修改 )时 , 开启成套水处理装置中的喂水泵 ; 当注水泵进口压力大于设定值时 , 开启注水泵 ; 当注水泵的进出口压力超过规定值时报警 , 并连锁停注水泵 , 顺序停喂水泵和深井泵 。根据注水泵出口压力 (设定值可修改 ), 调节注水泵变频器的频率 , 实现注水压力的自动调节 。根据喂水泵进口压力 (设定值可修改 ), 调节深井泵变频器的频率 , 实现水量的自动调节 。 程 二人工干预 (就地手动或远程人工遥控 ) 开启水源井深井泵 , 当水箱液位达到设定值 (可修改 )时 , 开启成套水处理装置中的喂水泵 ; 当注水泵进口压力大于设定值时 , 开启注水泵 ; 当注水泵的进出口压力超过规定值时报警 , 并连锁停注水泵 , 顺序停喂水泵和深井泵 。根据注水泵出口压力 (设定值可修改 ), 调节注水泵变频器的频率 , 实现注水压力的自动调节 。根据水箱液位值 (设定值可修改 ), 调节深井泵变频器的频率 , 实现水量的自动调节 。 程 三人工干预 (就地手动或远程人工遥控 ) 开启深井泵 , 当注水泵进口压力大于设定值时 , 开启注水泵 ; 当注水泵的进出口压力超过规定值时报警 , 并连锁停注水泵 , 顺序停深井泵 。根据注水泵出口压力 (设定值可修改 ), 调节注水泵变频器的频率 , 实现注水压力的自动调节 ;根据注水泵进口压力 (设定值可修改 ), 调节深井泵变频器的频率 , 实现水量的自动调节 。 套 过 滤 装 置该装置设有压差开关 、 压力开关及液位开关 。当压差超过设定值 (开关上自行设定 ) 时给出接点信号 (常开点闭合 ), 此时中控显示 “请更换滤芯 ”; 当压差恢复 , 显示取消 。 当压超过设定值时(开关上自行设定 ) 给出接点信号 (常开点闭合 ),此时中控显示 “压力过高 ”, 同时停止喂水泵 、 加药泵运行 ; 当加药箱液位到达低液位时 , 给出接点信号 (常开点闭合 ), 此时中控显示 “加药箱空 ”,同时停止加药泵运行 。 字 化 监 测水箱连续液位监测及高低液位报警 ; 注水泵超低 、 高压保护 , 进出口压力及出口流量监测 ; 注水泵的运行状态及三相电流 、 电压及功率等参数监测 ; 监测注水泵变频器的运行频率 ; 监测成套水处理装置 (含喂水泵 、 过滤器 、 加药装置 ) 中喂水泵运行状态 、 出口压力 , 超压时报警 ; 监测过滤器装置的压差 , 超限时报警 ; 监测加药箱液位 , 达低限液位时报警 , 同时监测加药泵的运行状态 。6 结束语注水橇的成功研制大大缩短了工程建设周期 ,且投资少 , 占地小 , 节约能源 , 安全环保 , 很好地适应了油田滚动开发的需要 。参考文献 :[1] 0391田注水工程设计规范 [S].————————————作者简介 : 董 巍 (1979-), 吉林柳河人 , 工程师 , 2001年毕业于西安石油大学石油工程专业 , 现从事油气田注水设计工作 。收稿日期 : 2009!"!"!!!"!"信息综括!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!“十二五 ” 期间我国海洋石油产量将增 5 000 万 009 年底 , 中国海油具备 5 000 万 t 油当量的生产能力 。 为实现 “十二五 ” 产量目标 , 在中国的近海大陆架和大陆坡 , 将会再建设 5 000 万 t 的生产能力 , 同时将会有 2 ~ 3 个深水油气田要建成投产 ,总投资将超过 2 500 亿元 ~ 3 000 亿元人民币 。 本刊报道32an in to of is to is to of in or in to as to of of is in 0) Xi’o., Xi’20018, et of of an is at at of a as by a at 33) il o., 65000, in be to be in is is on of it 6) o., 62552, et at of of Y/T 0009of of of up on be to 2) E o., 62552,to is to is of by —
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