井场连续自动加药系统设计

1、井场连续自动加药系统设计 摘要：目前，大多数油田的加药工艺存在加药频次低、药剂效果不均匀、人工本钱高、劳动强度大等缺点。在目前油田数字化平台管理的根底上，设计井场智能加药系统。为验证井场平衡式连续自动加药系统的科学性与合理性，在室内试验的根底上进行了现场考核。井场平衡式连续自动加药系统采用新的工艺和控制系统，不需要工人值班，降低了工人的劳动强度，提高了加药精度，从而提高了油田生产效率以及管理水平。关键词：井场；加药；自动化系统目前，国内油田主要采用人工加药方式，即通过工人定期到油井现场投放药剂的方式实现清蜡剂、缓蚀剂等药剂的一次性投加，存在工人劳动强度大、人力本钱高等问题。局部油田采用以井口抽

2、油机自身光杆上下运动为动力的井口机械自动加药装置，实现将安装在井口旁加药罐药剂的自动投加，结构较为复杂，维护难度大。还有局部油田采用以高含水井压力作为动力的光杆自动加药装置，通过药剂射流器，抽取药剂和高含水井压力水一起混合后参加油套环空，存在适应性不强的缺点。针对目前油井加药存在的问题，研制一套平衡式连续自动加药系统。该系统采用可编程控制器为控制单元，自动检测输油管流量，根据流量及设定的加药量或者浓度值控制计量泵的加药量，并且设置多种故障报警功能，不需要工人值班，降低了工人的劳动强度，防止了原有加药装置不能随系统控制要求动态调节加药量带来的加药缺乏或加药过量的弊端，提高了加药精度，降低了生产本

3、钱，提升了管理水平。井场平衡式连续自动加药系统组成及原理井场平衡式连续自动加药系统主要由现场设备和系统软件组成，现场设备主要包括一体化加药装置、气体管路、流体管路、专用接头等，系统软件主要由仪器控制软件、通讯接口软件、数字化平台组态软件组成。该自动加药系统主要通过连接至各抽油机井口套管上的气路管线实现套管气压的平衡，液路管线实现药剂的投加。加药装置的加药量、药剂储量、管路阀门开闭等信息通过通讯线缆传输至井场数字化箱内的交换机上，数据通过连接在交换机上的无线网桥和光纤传输至接转站、作业区、采油厂的数字化平台。平台上可以监测各井场的加药情况，并进行加药量的远程调配。工艺流程油井自动加药系统的工艺流

4、程为：通过缓慢翻开加药漏斗阀，放尽加药包内的气体，将准备好的药剂缓慢倒入加药包内，当药剂量到达指定量液位计后关闭加药漏斗阀。翻开平衡阀，待油套管环形空间及加药包压力平衡后，缓慢翻开下流阀，药剂靠自重流入油套管环形空间，当加药量到达设定值时关闭下流阀与平衡阀，最后翻开加药漏斗阀进行放空。为满足自动加药的目的，通过加装控制器、电磁阀、平安阀、磁翻板液位计等自动化仪器和设备，配套大容积防腐加药箱和管线，以实现油井加药量的设置及自动连续加药过程的完成。其中，控制器通过中间继电器控制电磁阀岛动作，按照程序流程设计分别选择气路和液路的通断，从而实现气压平衡和重力加药。电磁阀岛和控制器的工作电源选用直流，通

5、过开关电源来实现井场交流电源到直流电压的换转。平安阀设计自动开启压力为系统最大承压的，在井口套压过高时快速泄压以防止事故的发生。自动加药系统的软件设计鉴于该自动加药系统主要控制的是电磁阀的通断与加药时间，结合现在油田数字化与无人值守的新要求，拟定上位机软件主要用于欲加药油井的选择与单井加药量的监控，而现场主要执行对电磁阀与加药时间的具体控制的方案，上位机与现场的通迅借助无线设备与通讯软件完成。当用户点击开始按钮时，通讯测试即开始，然后开始选择欲加药的油井，开启进气管线，进而开启加药电磁阀开始加药，到达设置的时间后停止加药，最后关闭加药箱阀。油井自动加药系统的数据采集利用的是西门子，通过通讯接口

6、将自动加药装置的数据传送至上位机中，同时接受对加药现场实现远程监控。显示。上位机软件采用开发。在该监控画面中，用户可以对自动加药系统的相关数据进行设置及实时监控。此外，该系统还兼备自动调节功能，能够根据加药系统反响回来的数据来实现自动调节加药量。自动加药系统的监控画面，较为直观地显示了自动加药系统的组成及各设备的工作状态。报警。报警主要分为过程变量报警和系统诊断报警，无论是过程变量报警还是系统诊断报警发生时，都会在操作员现行操作的画面上给予声、光报警提示。并且对系统中所有的报警均进行记录、存储；并且可以打印报警报表，打印结果包括报警的位号、报警数值、发生日期、时间等。记录打印。系统通过连接打印

7、机，可实现报警报表和过程数据报表的打印。根据用户需要在组态时所编制的各类报表如：过程数据定时监测报表、操作综述报表、各类联机记录报表、报警报表等都能在打印机上输出。应用效果为验证井场平衡式连续自动加药系统的科学性与合理性，在室内试验的根底上对所设计的系统进行了现场考核，目前试运行累计已达个月，共进行了口井的加药实践。结果说明：该系统运行稳定可靠，试运行期间未出现任何技术问题，雨雪天气下通讯畅通，信息传达及时。加药量控制准确，有效克服了人工加药广泛存在的加药缺乏或过量、工人劳动强度大等问题，提高了管理水平，降低了生产本钱。较之计量泵等加压注入药剂的方式，该系统具有不受井口自身套压影响，免维护周期长等优势。长期对井筒进行智能连续加药减少了药品的浪费，有效地缓解了井筒结蜡现状，降低了油井负载，减小了载荷变化对油井的影响，延长了油井生产时间。结论采用以为核心的井场平衡式连续加药方案，有利于提高加药精度、降低生产本钱。数据通过连接在交换机上的无线网桥和光纤传输至现场，不受环境因素的限制，抗干扰能力强，远程调控及时迅速，借助无线网桥与光纤传输技术实现远程调控是未来在线监控技术开展的趋势之一。该系统采用模块组态技术，能直观显示各设备的工作状态，发现问题及时，维修方便。 吴文秀 付晓庆 景望 单位：山 长江大学机械工程学院参考文献：吴文秀抽油杆拉拔机自动监控系统研制石油机械，：吴文秀，邹必昌，唐