為了增加原油產(chǎn)量，在該大慶油田采用了一種較新的采油技術(shù)―――氣舉采油，其基本原理是將高壓天然氣通過(guò)套管和采油管之間的環(huán)行間隙注入油井內(nèi)，然后通過(guò)油層攜帶原油進(jìn)入油管，天然氣在油管的上升過(guò)程中推動(dòng)原油一起來(lái)到地面管匯，從而達(dá)到采油的目的，油氣混合物到達(dá)地面后進(jìn)行油氣分離，分離出來(lái)的天然氣經(jīng)加壓再次進(jìn)入油井。為了更好控制每口井的注氣壓力，記錄進(jìn)入每口井的天然氣量，并在大負(fù)荷、壓力不足的情況下能夠快速關(guān)閉一批低產(chǎn)井而使其它井正常生產(chǎn)，特使用該采油站氣舉平衡供氣控制系統(tǒng)。

三、系統(tǒng)組成

    其主要部分有: KH300AG彩色無(wú)紙記錄儀、KH300AG彩色記錄分析儀，渦街流量變送器、氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥、壓力變送器 、Pt100熱電阻。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖所示。

圖一 KH300AG彩色系列記錄儀控制示意圖

    該系統(tǒng)的核心是KH300AG彩色無(wú)紙記錄儀，該產(chǎn)品是公司自行研發(fā)、生產(chǎn)的，以CPU為核心，輔以大規(guī)模集成電路和圖形液晶顯示器的新型智能化記錄儀表，其性能、技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。與同類產(chǎn)品相比，該記錄儀有許多獨(dú)到之處，尤其適合大慶油田現(xiàn)場(chǎng)較為復(fù)雜的顯示和控制需要。首先，它質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，在線校正，能夠適應(yīng)大慶油田現(xiàn)場(chǎng)惡劣溫度與電磁環(huán)境；另一方面，它所有輸入、輸出信號(hào)全隔離，并實(shí)現(xiàn)智能調(diào)理、萬(wàn)用輸入功能，各種信號(hào)可直接輸入，記錄儀內(nèi)部自動(dòng)識(shí)別，為一次儀表提供全隔離配電，使用、維護(hù)非常方便；第三方面，精度非常高，可達(dá)到千分之一的精度；第四，高性價(jià)比。不但能顯示、記錄，而且具有調(diào)節(jié)、報(bào)警輸出功能，特別適于高度分散、既需顯示又需控制的大慶油田現(xiàn)場(chǎng)；第五，其內(nèi)部固化了常規(guī)控制算法、常用介質(zhì)溫壓補(bǔ)償、流量累計(jì)等功能塊；另外，體積小容量大。zui多可達(dá)16個(gè)輸入通道，也可構(gòu)成8路PID，同時(shí)可有12個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出。

圖二 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)分布簡(jiǎn)圖

    在本應(yīng)用案例中，采油廠要求每四口井一組加以控制，總管有作為氣體溫、壓補(bǔ)償?shù)臏囟群蛪毫?，每口井的注入氣體壓力送給記錄儀，記錄儀根據(jù)其設(shè)定值經(jīng)PID運(yùn)算，將結(jié)果輸出到調(diào)節(jié)閥，從而達(dá)到控制氣體壓力的目的。此外，每口井還有一個(gè)流量，所以我們特別為該廠設(shè)計(jì)配置了10路輸入通道、4路模擬量輸出通道、4個(gè)開(kāi)關(guān)輸出的KH300AG彩色C無(wú)紙記錄儀，以求達(dá)到性價(jià)比zui優(yōu)的效果。

四、系統(tǒng)主要功能

    雖然該系統(tǒng)僅采用了生產(chǎn)的少量硬件產(chǎn)品，但它已完全實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的油井氣舉自動(dòng)控制，而且還滿足了其它功能需求。用zui少的錢和空間，贏得了zui大的功效。

    系統(tǒng)主要功能實(shí)現(xiàn)：

    1. 油井注氣流量自動(dòng)顯示、累計(jì)，流量采用了記錄儀內(nèi)置的累計(jì)模塊。針對(duì)天然氣的特點(diǎn)，我們?cè)谟涗泝x內(nèi)集成了其專用流量累積計(jì)算算法，其溫度、壓力補(bǔ)償計(jì)算公式如下：

    2. KH300AG彩色無(wú)紙記錄儀具有多通道、多回路能力，使喚一臺(tái)記錄儀可實(shí)現(xiàn)多口井、甚至一個(gè)站的控制、顯示、記錄，又提供了注氣壓力低壓報(bào)警輸出功能。

    3. 根據(jù)大慶油田現(xiàn)場(chǎng)十分分散的特點(diǎn)，系統(tǒng)配置了記錄分析儀。利用該記錄分析儀，不但可方便的將分布在各地的記錄儀存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到分析儀中進(jìn)行離線顯示與分析，而且可以轉(zhuǎn)存到通用計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理、打印報(bào)表等。

    4. 配備了成套的計(jì)算機(jī)管理軟件，用戶可根據(jù)需要，非常方便的組態(tài)自己所需的畫(huà)面及處理數(shù)據(jù)。 

五、小結(jié)

    總之，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了采油站氣舉平衡供氣控制，而且提供了其它管理功能，為采油增產(chǎn)、降耗打下了良好基礎(chǔ)。