萨中油由聚合物配制站测控系统应用及分析.pdf

第四届全国石油和化学工业仪表及自动化技术交流研讨会论文集 萨中油由聚合物配制站测控系统应用与分析 连城 董江 大庆油田有限责任公司第一采油厂质量安全环保部 163000 摘，:(本文对配，。站，，控系统进行了认真分析和研究，通过对现场J，况的分析，提出了恒压控水、分散配。匕控制等技术问题 的解决方案，摸索出适合配制站生产流程的的控制方案，进一步完善了配制站测控系统。) 关，词:配制站 测控系统 应用 分析 一、聚合物配制站测控系统发展现状 1.1聚合物配制站简介 石油是一种不可再生的资源，随着国民经济的高速发展，要求石油工业提供越来越多的石油产品。对 于己经开发的油田，一次和二次采油的采收率较低，不能满足要求。因此，需要积极进行三次采油，聚合 物驱油就是一种最常用的提高原油采收率的三次采油方法。它是将聚合物溶液做驱替液 (聚合物干粉与水 的混合物)注入地下，提高驱油效果。 聚合物配制站主要完成聚合物混合液的配制、熟化、外输等过程，是聚合物注入过程的源头，它的运 行好坏直接影响聚合物注入过程的质量及注入量。一旦发生配比故障或停产事故，势必会影响原油的采收 率和原油的产量。因此，保证聚合物配制站的正常生产己经成为聚驱区块生产中的重中之重。 根据聚合物配制站的工艺特点，将其分为四个子系统:①清水供给系统;②聚合物溶液混配溶解系统 (分散系统);③聚合物溶液熟化系统;④聚合物混合液的存储及外输系统。在聚合物配制过程中生产工 艺复杂，连锁关系多，控制点多，要求控制精度高，实时性强，所以必须采用计算机自动化控制才能够实 现。 1.2聚合物配制站测控系统的发展现状 国内较早发展起来的聚合物配制系统在大庆。大庆油田在 “八五”期间，引进英国联合胶体公司澳洲 工程部生产的当时世界上最大的一套分散溶解装置，它的配液浓度为5000ppm，分散能力为50m3/h。这套 装置的控制系统也是从国外引进的。它采用先进的DCS控制系统，性能稳定，工作可靠。但是造价高，维 护困难。 2000年以来，在萨中油田的两座配制站上应用了DCS控制系统，它采用欧姆龙PLC，网络通讯介质采 用同轴电缆，速度比较高，能满足系统的要求。但由于整个系统没有冗余，整体可靠性较差;控制器的设 计上采用了自适应PID控制算法，控制精度有所提高。控制系统投运初期比较稳定，后期整个系统出现了 一些问题，如系统经常死机、配制的混合液浓度易超限等。经过分析，可能引起以上现象的主要原因是: 控制系统冗错能力差，通讯网的抗干扰能力差;在控制器设计上，对外界参数变化适应能力差。 二、聚合物配制站测控系统组成及控制流程 2.1测控系统组成 根据聚合物配制站工艺流程，将整个控制系统分成四个部分:清水系统，分散系统，熟化系统，外输 系统。由主控微机采集各系统反馈的仪表信号，并对采集信号进行逻辑分析、处理，对各执行机构发出执 行命令，实现整个配制站系统的协调生产。 过程控制与信息管理 图1 测控系统组成 这四个系统即有独立性，又紧密相关。为了便于集中管理，并兼顾系统冗余，可设计如图1所示的系 统网络拓扑结构，整个系统由三部分构成: ①操作员站 考虑冗余方案，选用了两台工业控制计算机实现操作员站的功能，两台计算机互为备用，可以做到热 切换。 ②中心控制系统 主要由两个CPU模块组成，通过冗余网络互联，可以做到双机热备。 ③远程站 清水系统、分散系统、熟化系统、外输系统都属远程站，根据系统参数的种类和数量配置有不同种类 和数量的工//0模块组件。 2.2测控系统流程 在配制站系统中有两部分比较重要，一是分散部分，二是熟化部分。下面重点说明这两部分的控制流 程。 2.2.1分散部分 在供水压力达到0.4^-0.5MPa，干粉及电力条件都具备的情况下，分散部分可按照要求的配液浓度进行 自动配制，配液浓度可调，误差小于士5%0。工作流程如下: 1.启动清水给水泵5秒钟后，打开给水电磁阀。 2.启动鼓风机。 3.当混合罐的水位淹没搅拌器底部叶片时，启动搅拌器。 4.启动给料机，并按给水量及设定的配比浓度，调节给料量。 5.开启输送泵。 6.当开启输送泵后，混合罐中液位还不断升高，在液位达到给定上限时，自