油田聚合物配置控制系统设计.docVIP

目录 第1章 概述 1 第2章 设计方案及聚合物配置 2 2.1 方案设计 2 2.2 聚合物配置 2 第3章 系统配置及功能实现 5 3.1 系统配置 5 3.2 功能实现 5 第4章 结论与体会 10 参考文献 11 概述 油田实现第三次采油的重要手段是通过聚合物注入的采油方式，其过程就是在配置站将聚合物与水按一定的比例混合，并经过一定时间的熟化后，通过外输泵输往各个注入站，在注入站加清水稀释，然后注入井里。目前推广的“集中配置、分散注入”式聚合物配置系统即一个聚合物配置站对应多个注入站。 目前，配置与注入的控制相对独立，没有建立联系配置和注入的控制系统，由于油田地域广阔，要想实现稳定有效的集中控制有很大的困难。而且各站之间距离遥远采用常规的控制是不可能实现的，通过采用力控软件的内置控制算法利用电台远程通讯组件来建立起了配置站和注入站协调统一的控制系统。 大庆油田现在处于三次采油阶段，聚合物母液是三次采油主要注入井口成分，所以母液 的大规模的配制必不可少，这就必须要建设自动化、大规模的聚合物配制站。 从现场实际情况来看，绝大多数“配注站”的控制系统中都存在一个共性问题：即缺少一套切实可行的综合控制系统。一方面，虽然在配置站都实现了自动化监控系统，但在注入站仍然是手动控制，注入站的工人要时刻监视储液罐的液位、压力、流量变化，手动进行调整，还要用电话与配置站联系，通知配置站调整外输泵变频器的频率和调节阀的开度，而具体的调整量还要双方多次联系，不断地调整，才能逐渐逼近所要求的目标，不仅劳动强度大，而且工作效率低。另一方面，由于配置站与注入站之间的距离遥远，直线距离一般都在1.5公里以上，而且中间隔有沼泽地，不仅架设线路困难而且不便于维护。 本项目对过去实验阶段的以人工测控为主的装置用先进的 PLC及上位机组太软件组成的监控系统进行升级替代，并在实际生产中取得满意的效果。 设计方案及聚合物配置 方案设计 本系统以PLC为控制主体，并配置组态软件作为监控系统，来实现对系统的数据监视和流程控制。系统网络结构简单，PLC通过工业总线形式从各设备传感器、压力仪表等采集数据，通过软件设计控制程序，对现场开关、阀门等进行监控处理，并可以以多种工作方式进行操作，如就地操作模式、远程操作模式、自动流程控制等，将设备进行集中控制管理，并监视其运行状况，方便进行故障处理。PLC控制站同监控计算机之间通过以太网进行数据通讯，控制终端均设置在监控中心，由工作人员进行监控。上位机根据工艺流程设计监控画面，具有数据采集显示、数据存储管理、报警输出、历史数据存储及报表生成等功能，并连接网络打印机，方便生产过程中需要生成各种报表文件。该系统设计了冗余的配置模式，两台上位机通过以太网相连接，正常时主机进行于PLC的通讯，而主机发生异常时由从机与下位控制系统通讯，数据同步备份，保证了数据一致和完整性，使生产安全稳定的运行。 图2-1 聚合物配置图 油田根据三次采油的需要，在采油各作业区大量采用了胶联聚合物配置系统。该系统可以分为2个环节，即聚合物的分散和聚合物溶液的熟化。分散装置在整个系统中占有重要的地位，其作用是将干粉状的聚合物与水通过配比，搅拌，使其混合成均匀的满足浓度要求的溶液。因为聚合物溶液的配置浓度精度要求较高，聚合物遇水又易产生“鱼珠”“粘团”，所以，这部分要由计算机实现全部的自动化控制。并且，装置还可做成可移动的车载形式。而熟化系统主要是在现场熟化罐中完成的，这部分的控制形式可以是人工的也可以是计算机的。 计算机监控系统的控制方案是使用工业控制计算机加可编程控制器组成的自动控制系统代替原手动控制系统，配置站和注入站完全实现自动控制，通过数字电台进行数据通讯，达到配置站和两个注入站之间的联动控制，各站的控制系统组成一个有机的整体系统，改变过去自成体系的分裂局面。这样不但可以降低工人的劳动强度，提高工作效率，而且可以很好地协调聚合物配置与注入之间量的关系，有效地降低成本，达到最佳配置效果。 当储液罐的液位发生变化时，就需要调整配置站外输泵变频器的输出频率来调整外输泵的转速，同时调整外输泵出口阀门的开度，当调整阀门的开度不能使流量达到要求时，应微调变频器，由此控制配置站输出到注入站的聚合物流量来调整注入站储液罐的液位。聚合物配置图如图2-1所示。 油田聚合物配置控制系统 图2-3熟化控制流程图 如图2-3所示由分散装置配置完成的聚合物溶液经过转液泵打入3个熟化罐，在熟化罐里，搅拌120min以上形成的溶液即可满足使用标准，经过外输泵打出，去各注入站。 系统配置及功能实现 系统配置 硬件：监控中心配置2台工控机，安装组态王软件并配有除灰监控系统用于工作人员进行监控操作，并配置双机热备模式；同时安装欧姆龙PLC，对现场设备进行数据采集和监控，并通过以太网交换