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油田智能恒壓（恒流量）注水控制系統(tǒng)  

 隨著采油工藝的改進(jìn)，在注水采油過程中越來越多的應(yīng)用智能恒壓或者恒流量注水工藝，來實(shí)現(xiàn)在一定壓力或一定流量下向油層注水的目的。以前大多采用人工手動(dòng)加壓注水，或采用配水器的工藝來控制注水壓力或流量，結(jié)果壓力或流量控制精度較差，有可能由于注水壓力過高造成油層斷裂或由于流量不夠造成各種各樣的問題。因此，迫切需要一種全新的、自動(dòng)的、節(jié)能的，穩(wěn)定壓力或流量的注水方式，以解決采油工藝中的生產(chǎn)問題。

   HYZS-30系列全智能恒壓（恒流量）注水控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)注水泵電機(jī)軟啟動(dòng)和無(wú)級(jí)調(diào)速，可以根據(jù)注水系統(tǒng)中的各點(diǎn)注水壓力或流量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)注水泵的運(yùn)行參數(shù)，在注水壓力發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定，或在注水流量發(fā)生變化時(shí)保持流量恒定。它是當(dāng)今采油工業(yè)先進(jìn)、合理的節(jié)能型注水系統(tǒng)。以其節(jié)能、高效、安全、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在采油工藝中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。

   系統(tǒng)中PLC-可編程邏輯控制器，是一種以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，具有體積小、功能強(qiáng)、可編程、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)和適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力及其高可靠性。以PLC為控制核心，實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性，全自動(dòng)，和靈活接收遠(yuǎn)程控制信號(hào)等控制方式。也可將前端集水池納入控制系統(tǒng)中。

   系統(tǒng)中人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，簡(jiǎn)單易用，功能強(qiáng)大，具有很好的穩(wěn)定性，使它非常適合用于工業(yè)環(huán)境。使用觸摸屏人機(jī)界面，能使系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，使設(shè)備更具人性化。方便現(xiàn)場(chǎng)控制及設(shè)定各種運(yùn)行參數(shù)。

   系統(tǒng)中工控機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，以其靈活開放和穩(wěn)定性等特點(diǎn)，適用于聯(lián)網(wǎng)集群式系統(tǒng)的綜合管理和控制。在較大規(guī)模的采油場(chǎng)中，可以以工控機(jī)做上位監(jiān)控系統(tǒng)，管理若干智能恒壓力（恒流量）注水子系統(tǒng)，可遠(yuǎn)程設(shè)置壓力（流量）等參數(shù)并進(jìn)行遠(yuǎn)程起?？刂啤?/span>

系統(tǒng)特點(diǎn):

1．壓力恒定或流量恒定。根據(jù)設(shè)定壓力或流量注水，管網(wǎng)壓力或流量波動(dòng)小于±3%，注水泵切換時(shí)壓力穩(wěn)定時(shí)間<30秒（注：功率越小系統(tǒng)波動(dòng)時(shí)間越短）。

2．自動(dòng)化程度高，穩(wěn)定性強(qiáng)。系統(tǒng)由PLC（采用日本三菱FX2N系列）控制，自動(dòng)控制加減泵和壓力或流量調(diào)整。實(shí)現(xiàn)智能化注水，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

3．操作簡(jiǎn)單。運(yùn)用觸摸屏人機(jī)界面，人性化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單易用。

4．可集中控制。能以工控機(jī)做上位監(jiān)控系統(tǒng)，做到對(duì)每一個(gè)注水子系統(tǒng)的全面監(jiān)測(cè)和控制，可進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置及起停操作等控制。

5．集水池液位檢測(cè)功能?？筛鶕?jù)需要檢測(cè)前端集水池液位并根據(jù)需要自動(dòng)控制集水池進(jìn)水。

6．軟起動(dòng)功能。主控泵以變頻調(diào)速器控制，備用泵以軟起動(dòng)器控制。實(shí)現(xiàn)平滑起停和保證管網(wǎng)壓力或流量穩(wěn)定。

7．全面的電保護(hù)功能，缺相、短路、過載、欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)處理并報(bào)警，故障水泵能自動(dòng)退出注水系統(tǒng)，并可向上位微機(jī)綜合系統(tǒng)報(bào)告故障。

8．管網(wǎng)保護(hù)功能，具有判斷管網(wǎng)超壓堵塞或欠壓漏水功能。

9．可手動(dòng)操作。

技術(shù)參數(shù):

1.電源：三相AC380V，50Hz。

2.壓力：0-30MPa，精度±3% 。

3.流量：0-100M3/D

4.單機(jī)容量：0.2-200KW。

工作原理:

   本設(shè)備由注水專用變頻器，可編程控制器（PLC）、觸摸屏人機(jī)界面及壓力或流量傳感器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。它根據(jù)傳感器的信息自動(dòng)調(diào)節(jié)注水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速和備用泵的啟停，使注水系統(tǒng)的壓力或流量始終保持在預(yù)先通過觸摸屏設(shè)定的壓力值或流量值上，注水壓力或流量由用戶根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。 如配置有工控機(jī)綜合控制系統(tǒng)，可方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集。

   為了保證系統(tǒng)在故障狀態(tài)或檢修狀態(tài)下不影響注水，系統(tǒng)除了自動(dòng)控制方式外還有手動(dòng)控制方式，檢修人員可在手動(dòng)控制方式下，通過觸摸屏上的按鈕開關(guān)啟停任一水泵。該系統(tǒng)還可增配水位監(jiān)視與控制功能。當(dāng)集水池水位過低時(shí)，注水泵會(huì)自動(dòng)停運(yùn)，待水位恢復(fù)正常后自動(dòng)啟動(dòng)。并且能自動(dòng)控制向集水池內(nèi)加水。

   智能恒壓（恒流量）注水控制系統(tǒng)通過測(cè)到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)可編程邏輯控制器運(yùn)算后，調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)注水泵轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的注水壓力恒定。

系統(tǒng)工作原理間圖如下圖所示:

   例如系統(tǒng)由三臺(tái)注水泵，一套變頻器，一套PLC和一套壓力或流量傳感器及若干輔助部件構(gòu)成。各部分功能如下：安裝于注水管道上的壓力變送器將管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換成4—20mA的電信號(hào)并送入PLC內(nèi)；變頻調(diào)速器用于調(diào)節(jié)注水泵轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)壓力和流量控制；PLC用于邏輯運(yùn)算和輸出控制。附加的觸摸屏界面進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，進(jìn)行起停控制、參數(shù)設(shè)置、報(bào)警查詢等操作。也可根據(jù)用戶的需要不配置觸摸屏，而以操作按鈕及PID壓力或流量顯示及控制器等實(shí)現(xiàn)。

注：本系統(tǒng)為小功率應(yīng)用，以一臺(tái)變頻調(diào)速器控制多臺(tái)注水泵。

   此外，上述系統(tǒng)還配備了外圍輔助電路，以方便檢修和自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可通過人工調(diào)節(jié)方式維持系統(tǒng)運(yùn)行，保證連續(xù)生產(chǎn)。

選型說明:

  智能恒壓（恒流量）注水系統(tǒng)主要由電氣控制柜、壓力或流量傳感器、注水泵等組成。電氣控制系統(tǒng)主要由空氣斷路器、變頻調(diào)速器、交流接觸器、熱繼電器、中間繼電器、PLC及觸摸屏等組成。選型時(shí)應(yīng)考慮的基本要素有：

(1)單臺(tái)注水泵的注水壓力或流量不小于注水工藝要求的技術(shù)參數(shù)。

(2)單套控制系統(tǒng)的控制注水泵數(shù)保證總輸出壓力或流量不小于注水工藝要求的技術(shù)參數(shù)。

(3)確定控制是以壓力為主控對(duì)象或是以流量為主控對(duì)象。

(4)確認(rèn)是否加入前端集水池控制及是否配置上位微機(jī)綜合控制系統(tǒng)。