1、數(shù)字化降回壓撬在虎狼峁作業(yè)區(qū)的應(yīng)用效果分析摘要：本文主要通過描述XC-JHY-SZ系列降回壓裝置在虎狼峁作業(yè)區(qū)的應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)降回壓撬實(shí)際應(yīng)用情況、經(jīng)濟(jì)性，適用性等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析。并且總結(jié)了降回壓撬在使用過程中的常見故障及改進(jìn)建議，希望對(duì)撬裝設(shè)備在今后的運(yùn)用中能有所幫助和借鑒。關(guān)鍵字：降回壓撬 數(shù)字化 流程優(yōu)化 經(jīng)濟(jì) 自動(dòng)化前言目前采油三廠數(shù)字化建設(shè)和老油田維護(hù)改造進(jìn)程中，對(duì)“關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)”和集輸系統(tǒng)優(yōu)化做了大量的工作，其中對(duì)于各類撬裝設(shè)備的應(yīng)用是一個(gè)亮點(diǎn)，從撬裝設(shè)備在我區(qū)的應(yīng)用情況結(jié)合其他作業(yè)區(qū)的使用來看。撬裝設(shè)備的應(yīng)用確實(shí)能很好的優(yōu)化集輸流程，減輕員工工作量，降低安全隱患。廠工藝所結(jié)合

2、我區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況，針對(duì)我區(qū)低產(chǎn)、流程結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)，引進(jìn)了XC-JHY-SZ系列降回壓裝置，從目前應(yīng)用效果來看，該設(shè)備非常適合虎狼峁作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)運(yùn)行現(xiàn)狀，在井組降回壓、流程優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)性和適用性各方面都取得了較好效果。一、結(jié)構(gòu)與原理1.1設(shè)備描述 該裝置主要用于回壓高的油井和需要增壓的油井。該產(chǎn)品具有降低井口壓力，提高輸油壓力，達(dá)到油井增產(chǎn)的目的。同時(shí)還井口密閉量油、取樣、測(cè)氣、測(cè)壓、天然氣回收利用、計(jì)量顯示直讀等功能。該裝置主要由翻斗計(jì)量系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、油氣分離系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等一體化結(jié)構(gòu)。1.2數(shù)字化控制單元基本要求長(zhǎng)慶油田公司對(duì)采油廠站控系統(tǒng)數(shù)字化管理建設(shè)要求，降回壓計(jì)量

3、裝置作為站基本管理單元，需對(duì)降回壓計(jì)量裝置的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集和監(jiān)控，且生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)與上位管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，并接受上位系統(tǒng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。同時(shí)、該數(shù)字化控制單元可擴(kuò)展采集站中第三方智能設(shè)備的主要生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如收球桶、輸油泵、變頻器、加熱爐控制器等。 監(jiān)控內(nèi)容1) 降回壓計(jì)量裝置原油進(jìn)、出口壓力監(jiān)測(cè)，超限報(bào)警。2) 降回壓計(jì)量裝置原油進(jìn)、出口溫度控制，超限報(bào)警。3) 密閉分離裝置連續(xù)液位監(jiān)測(cè)，當(dāng)液位超高、低限時(shí)進(jìn)行報(bào)警。4) 降回壓計(jì)量裝置原油流量瞬時(shí)流量監(jiān)測(cè)，并自動(dòng)進(jìn)行積算。5) 監(jiān)測(cè)降回壓計(jì)量裝置增壓泵的運(yùn)行狀態(tài)及電機(jī)三相電壓、電流及功率等參數(shù)。根據(jù)油氣分離器的液位調(diào)節(jié)變頻器

4、控制泵的運(yùn)行頻率和泵的外輸量。 過程控制單元采用可靠性高、可適用于惡劣環(huán)境的PLC。PLC采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括，CPU、電源模塊、I/O模塊、Bthernet和RS485/232通信接口模塊等。在降回壓設(shè)備上設(shè)置數(shù)字化控制單元一套，用于生產(chǎn)過程監(jiān)視、操作，其配置采用工業(yè)級(jí)PC及顯示器，并配套1臺(tái)打印機(jī)。 通信接口1）采用RS-485 Modbus for RTU通信協(xié)議采集第三方智能設(shè)備的主要生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如輸油泵變頻器、加熱爐控制器等。2） 采用以太網(wǎng)（RJ45）、TCP/IP協(xié)議并通過專用通信信道，與上位管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并下達(dá)控制指令。3） 傳輸方式：協(xié)議握手方式、定時(shí)上傳方式、

5、觸發(fā)上傳方式、觸發(fā)延時(shí)方式。 系統(tǒng)功能1）對(duì)降回壓裝置站場(chǎng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)采集、處理、監(jiān)控，并通過流程圖、總貌、報(bào)警、趨勢(shì)、單點(diǎn)、報(bào)表等多種畫面進(jìn)行顯示，對(duì)所有報(bào)警進(jìn)行存儲(chǔ)和多種方式提示等。2） 完成實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，以及生成各自中文生產(chǎn)報(bào)表，并具備定時(shí)、隨機(jī)打印功能等。3） 完成數(shù)字化降回壓系統(tǒng)的遠(yuǎn)程或就地維護(hù)，及在線組態(tài)修改等。4） 采集該裝置所屬井場(chǎng)RTU傳送來的其他設(shè)備的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，如進(jìn)行單井功圖計(jì)量，油井工況分析、異常報(bào)警；抽油機(jī)能耗、平衡狀態(tài)、效率分析及抽油機(jī)遠(yuǎn)程啟停；注水流量、壓力監(jiān)測(cè)，油藏動(dòng)態(tài)分析及注水量遠(yuǎn)程調(diào)配等。5） 實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，采集、處理并存儲(chǔ)相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

6、。 監(jiān)控原理數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)降回壓計(jì)量裝置（一次儀表）該系統(tǒng)為一套獨(dú)立的控制平臺(tái)，可以就地在線顯示，采用RS-485 Modbus for RTU通信協(xié)議采集第三方智能設(shè)備的主要生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如輸油泵變頻器、加熱爐控制器等，采用以太網(wǎng)（RJ45）、TCP/IP協(xié)議并通過專用通信信道，與上位管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并下達(dá)控制指令。采用以太網(wǎng)（RJ45）、TCP/IP協(xié)議并通過專用通信信道，與所屬井場(chǎng)RTU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并下達(dá)控制指令。1.3 設(shè)備結(jié)構(gòu)與連接流程1.3.1 結(jié)構(gòu)原理 工作流程二、實(shí)際應(yīng)用效果2.1虎狼峁作業(yè)區(qū)使用簡(jiǎn)介虎狼峁作業(yè)區(qū)目前共有4臺(tái)數(shù)字化降回壓撬，目前安裝

7、于柳八增壓點(diǎn)、柳九增壓點(diǎn)的數(shù)字化降回壓撬已接入數(shù)字化站控，安裝于柳十一增、柳130-8增的2臺(tái)正在進(jìn)行數(shù)字化對(duì)接調(diào)試。目前4臺(tái)撬均投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變頻輸油，其中1臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)倒改流程，自動(dòng)化運(yùn)行。2.2 數(shù)字化降回壓撬應(yīng)用現(xiàn)狀井組降回壓效果應(yīng)用情況目前的4個(gè)撬都安裝在增壓站內(nèi)，增壓站原本就是井組來油進(jìn)增壓箱泄壓流程，也能實(shí)現(xiàn)降回壓效果；為了探索設(shè)備的降回壓效果，故使用增壓站內(nèi)自壓輸油流程和使用降回壓撬時(shí)的井組回壓進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，該設(shè)備具有明顯的井組降回壓效果，詳見表1。表1 井組降回壓效果對(duì)比 工藝流程優(yōu)化簡(jiǎn)化應(yīng)用情況 由于目前所應(yīng)用的降回壓流程全部在增壓點(diǎn)，故現(xiàn)以增壓點(diǎn)流程簡(jiǎn)化情況進(jìn)行分

8、析，以柳130-8增壓點(diǎn)為例：柳130-8增壓點(diǎn)改造前站內(nèi)設(shè)備主要有：38m3增壓箱2具，6m3/h單螺桿泵2臺(tái)，加熱爐（產(chǎn)進(jìn)外輸加熱）1具。改造前流程圖如圖1： 圖1 柳130-8增壓點(diǎn)改造前流程示意圖 該站點(diǎn)于2011年6月加裝數(shù)字化降回壓撬，為了觀察降回壓撬運(yùn)行情況，舊流程暫未拆除，降回壓撬安裝后流程連接如圖2： 圖2 柳130-8加裝增壓撬后目前流程示意圖待該數(shù)字化降回壓撬運(yùn)行正常后，將拆除舊流程，拆除后流程將如圖3所示： 圖3 柳130-8舊流程拆除后示意圖（紅色虛線為拆除部分）通過圖1和圖3對(duì)比可以看出，降回壓撬安裝后，流程要比老流程更加簡(jiǎn)化，相比之下，去掉了2臺(tái)泵、1具增壓箱、流

9、量計(jì)等繁瑣流程，取而代之的只有一個(gè)不足9m2大的集成撬裝設(shè)備，同時(shí)也節(jié)省了泵房、增壓箱的大量占地面積。與此同時(shí)。流程中的閘門也省去了6個(gè)，大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度和操作的復(fù)雜程度，使原有流程得到優(yōu)化、簡(jiǎn)化，可以看出，降回壓撬對(duì)流程的優(yōu)化簡(jiǎn)化確實(shí)能起到較好效果。（柳130-8增實(shí)際安裝效果如圖4） 圖4 柳130-8增壓點(diǎn)實(shí)際安裝降回壓撬效果圖自動(dòng)化運(yùn)用情況數(shù)字化降回壓撬自動(dòng)化的自動(dòng)化運(yùn)用必須和數(shù)字化相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。自動(dòng)化運(yùn)行分為兩部分：一是自動(dòng)變頻輸油，二是流程自動(dòng)倒改。整個(gè)過程運(yùn)行正常無需人工操作，可實(shí)現(xiàn)無人值守。目前虎狼峁作業(yè)區(qū)僅有柳八增壓站實(shí)現(xiàn)此功能，現(xiàn)以柳八增壓站為例闡述數(shù)字化降

10、回壓撬的自動(dòng)化應(yīng)用情況。柳八增自動(dòng)倒改流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行無人值守的核心在流程的自動(dòng)整改：1、當(dāng)液量平穩(wěn)進(jìn)入降回壓撬時(shí)，撬裝設(shè)備自動(dòng)變頻輸油，這時(shí)候泵根據(jù)撬裝的液位的上下限來自動(dòng)調(diào)節(jié)泵運(yùn)行頻率，從而是液位保持在上下限范圍內(nèi)；2、當(dāng)產(chǎn)進(jìn)液量非常大，泵變頻到50HZ（該泵運(yùn)行的最大頻率）時(shí)，如果撬上小緩沖罐內(nèi)液位還持續(xù)上漲，達(dá)到設(shè)置的液位報(bào)警上限，則流程自動(dòng)更改，產(chǎn)進(jìn)油進(jìn)增壓箱，使緩沖罐內(nèi)液位下降，待降到液位下限時(shí)，再自動(dòng)將流程倒改回來。3、增壓箱設(shè)置有一液位報(bào)警上限，當(dāng)達(dá)到報(bào)警上限時(shí)，流程將自動(dòng)切換至產(chǎn)進(jìn)油進(jìn)增壓箱，增壓箱油直接上泵外輸。整個(gè)流程通過設(shè)置撬裝緩沖罐的3個(gè)控制點(diǎn)（液位上限、液位下限、

11、液位報(bào)警上限）和增壓箱的1個(gè)控制點(diǎn)（液位報(bào)警上限），油數(shù)字化液位計(jì)將液位信息采集回PLC控制柜，在由PLC發(fā)出信號(hào)反饋給兩個(gè)三通電動(dòng)閥和泵變頻器，控制整個(gè)運(yùn)行。柳八增在設(shè)計(jì)上采用了兩級(jí)閉環(huán)控制；一級(jí)是本地閉環(huán)；另一級(jí)是網(wǎng)絡(luò)閉環(huán)。本地閉環(huán)由PLC邏輯閉環(huán)控制，依據(jù)緩沖罐的來油液位控制和調(diào)整輸油泵的輸出，使緩沖罐的液位始終保持在一個(gè)較為穩(wěn)定的液位值，對(duì)于罐內(nèi)壓力也采集，當(dāng)分離出的氣體過高可通過泄壓電磁閥排放，安全閥也是一道保障。流程切換、設(shè)置、操作等都是有柳三轉(zhuǎn)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行操控。詳見及圖5、6。圖5 閉環(huán)控制示意圖圖6 自動(dòng)變頻輸油控制圖及自動(dòng)化流程改造圖目前柳八增自動(dòng)化運(yùn)行良好，其實(shí)際安裝效果圖

12、如圖7、8。圖7 柳八增撬裝效果圖 圖8 柳八增自動(dòng)控制界面2.3 數(shù)字化降回壓撬的經(jīng)濟(jì)性分析從流程的優(yōu)化簡(jiǎn)化可以看出，一臺(tái)數(shù)字化完全可以替換掉原有流程的一個(gè)增壓箱、兩臺(tái)泵、流量計(jì)以及配套流程，現(xiàn)將價(jià)格對(duì)比如表2： 表2 價(jià)格對(duì)比表從表2可以看出，使用降回壓撬比同等功能的老式流程要節(jié)省14.32萬元，不僅如此，數(shù)字化降回壓撬可以有效的減少在崗員工數(shù)量，從我區(qū)實(shí)際應(yīng)用來看加裝降回壓撬的站點(diǎn)可從6人減少至2人，減少4人，可大大降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度和人員成本，按照每個(gè)人年薪5萬計(jì)算，4個(gè)人每年節(jié)約人員成本20萬。照此看來，投產(chǎn)是若使用降回壓撬代替老式增壓點(diǎn)流程，并減少人員配備，在投產(chǎn)第一年就可節(jié)約成本3

13、4.32萬元，若是帶有計(jì)量功能的增壓站，還能節(jié)省一具翻斗流量計(jì)。2.4 數(shù)字化降回壓撬的適用性分析虎狼峁作業(yè)區(qū)目前所用數(shù)字化降回壓撬裝設(shè)備都是適合于產(chǎn)量在50m3/d以內(nèi)的站點(diǎn)或井場(chǎng)，目前撬裝設(shè)備所配備的泵理論排量為41.5L/min，即為59.76m3/d，對(duì)于我區(qū)目前的產(chǎn)液量較低的生產(chǎn)現(xiàn)狀非常適合。現(xiàn)從以下幾個(gè)方面探討該設(shè)備的適用性：（1）操作方便虎狼峁作業(yè)區(qū)采用老式流程輸油時(shí)，是采用單點(diǎn)或雙點(diǎn)輸油的制度，員工必須每?jī)蓚€(gè)小時(shí)輸一次油，操作比較繁瑣，且工作量大。數(shù)字化降回壓撬采用的常輸模式，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變頻、自動(dòng)啟停輸油，原油輸送完全取決于緩沖罐中液位高低（即產(chǎn)進(jìn)油量的多少）。控制液位無需員工

14、通過倒改流程和起停泵來實(shí)現(xiàn)。大大降低了員工的工作量。（2）柱塞泵柱塞泵泵效高，外輸壓力高，輸油平穩(wěn)，能充分滿足我區(qū)原油輸送需求，在較高的管線回壓下也能很好運(yùn)行。（3）占地面積小我區(qū)使用的XC-JHY-SZ-50/93-型數(shù)字化降回壓撬占地面積不足9m2，其功能為一個(gè)帶計(jì)量功能的小型增壓點(diǎn)，可替代輸油泵房，計(jì)量間，儲(chǔ)油罐等占地面積很大的設(shè)備，節(jié)省空間，便于管理。（4）生產(chǎn)現(xiàn)狀目前虎狼峁作業(yè)區(qū)開采層位為長(zhǎng)6，產(chǎn)氣量較小，油氣混輸意義不大，原油輸送粘度大，回壓高，解決好冬季管線回壓高問題是維持正常生產(chǎn)運(yùn)行的關(guān)鍵。三、使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題及改進(jìn)建議3.1 使用過程中發(fā)現(xiàn)問題 問題一：液位計(jì)穩(wěn)定性差數(shù)字

15、化降回壓撬核心在于通過液位來控制頻率從而達(dá)到自動(dòng)變頻輸油，但是實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)目前該撬緩沖罐配置的液位計(jì)是定式浮球液位計(jì)，而在冬季運(yùn)行中，頂式浮球液位計(jì)很容易卡堵，從而向泵發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)，無法正常使用自動(dòng)變頻輸油，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致氣管線竄油等事故。目前新裝2套數(shù)字化降回壓撬增加了外顯液位計(jì)（磁翻板液位計(jì)），但是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷，磁翻板液位計(jì)在冬季也容易凍堵。 問題二：只有1套自動(dòng)變頻控制系統(tǒng)目前的數(shù)字化降回壓撬只有內(nèi)嵌定式浮球液位計(jì)才能控制自動(dòng)變頻輸油，一旦該液位計(jì)出現(xiàn)問題，磁翻板液位計(jì)只能外顯，不能控制自動(dòng)變頻輸油。只能等到內(nèi)嵌式液位計(jì)修復(fù)后才能恢復(fù)正常變頻運(yùn)行。3.2 數(shù)字化降回壓撬使用建議（1）

16、提高液位控制穩(wěn)定性，建議增加液位計(jì)，并接入自動(dòng)變頻。由于數(shù)字化降回壓撬對(duì)液位控制的依賴程度非常高，所以液位的穩(wěn)定與否成為整套設(shè)備能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵，如果要使設(shè)備始終保持良好運(yùn)行，必須保證兩個(gè)要求：1、液位計(jì)必須有備用液位計(jì)，并且?guī)怙@功能。2、內(nèi)嵌式液位計(jì)失去作用后，外顯液位計(jì)必須。所以建議：1、增加磁翻板液位計(jì)作為外顯式液位計(jì)，并同樣接入數(shù)字化。2、更換原有內(nèi)嵌式浮球液位計(jì)為導(dǎo)播物位計(jì)（現(xiàn)場(chǎng)使用中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)播物位計(jì)性能更加穩(wěn)定）。3、增加彩板房，內(nèi)設(shè)暖氣片，保證外顯液位計(jì)冬季運(yùn)行不凍堵。同時(shí)保護(hù)防爆配電柜。（2）產(chǎn)進(jìn)外輸加熱XC-JHY-SZ-50/93-型數(shù)字化降回壓撬運(yùn)行還有1個(gè)必備條件：

17、產(chǎn)進(jìn)加熱。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，最佳流程是使用產(chǎn)進(jìn)外輸加熱爐，如果產(chǎn)進(jìn)不加熱，冬季將無法運(yùn)行。（3）增加備用泵若是要真正實(shí)現(xiàn)無人值守，XC-JHY-SZ-50/93-中只有1臺(tái)外輸泵顯然還不能滿足需求，一旦泵出現(xiàn)問題，將無法運(yùn)行，所以建議在無人值守站加裝XC-JHY-SZ-50/93-型數(shù)字化降回壓撬，此種撬有兩臺(tái)外輸泵，一旦其中1臺(tái)出現(xiàn)問題，不會(huì)影響正常運(yùn)行。（4）加裝位置盡量選在計(jì)量點(diǎn)和回壓高的集中井組數(shù)字化降回壓撬在功能上相當(dāng)于一個(gè)小型增壓點(diǎn)，如果用在增壓點(diǎn)改造上只能實(shí)現(xiàn)流程優(yōu)化簡(jiǎn)化，普通增壓點(diǎn)其實(shí)也能實(shí)現(xiàn)降井組回壓。而計(jì)量點(diǎn)通常是自壓外輸，對(duì)于冬季管線回壓高的計(jì)量點(diǎn)，不僅能實(shí)現(xiàn)井組降回壓，還能很好的解決冬季管線回壓高問題，效果會(huì)更加明顯。同時(shí)，對(duì)于管線長(zhǎng)且回壓高的集中井組也和適合安裝這種數(shù)字化降回壓撬，將集中的幾個(gè)井組產(chǎn)進(jìn)油都改進(jìn)一個(gè)井組，在該井組加裝數(shù)字化降回壓撬，效果相當(dāng)于在該片建立了一個(gè)小增壓站，能很好的降低井組回壓并解決了管線壓力高輸油困難的問題，優(yōu)化了集輸流程。四、結(jié)論與展望結(jié)論本文通過對(duì)數(shù)字化降回壓撬在虎狼峁作業(yè)區(qū)的實(shí)際應(yīng)用效果分析，以及經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性效果評(píng)價(jià)，可以得出以下結(jié)論：（1） 在采油三廠的撬裝設(shè)備使用試用過程中，數(shù)字化降回壓撬的卻是很適合虎狼峁作業(yè)區(qū)以及同類產(chǎn)液量較小的區(qū)塊，并且對(duì)流程優(yōu)化簡(jiǎn)化、成本節(jié)省、減小員工