集散控制系统在油田注水中的应用

　　以孤东油田为例，其年产原油273万吨，天然气4940余万立方米，总含油面积达75平方公里。目前共有注水站9座，其中离心泵注水站6座，柱塞泵注水站3座，安装着DF200-150，DF300-150×9，DF350-150×9，DF400-150×9，159ZS，5D-WS59/25，3DS-28/26等七种型号的注水泵，装机容量为67480 kW，设计供水能力为19.08×104m3/d。多年来，该油田各注水站一直采用人工录取数据资料和设备巡检制度，各注水泵机组及其辅助设备未能做到运行状态的实时监控，设备预知性修保能力差，对机组的振动、效率、泵的噪音未能开展检测和有效控制，由此造成注水泵站系统效率不高，能耗大，故障率高，信息反馈速度慢等问题。为此，我们于2000年引进应用了MCS集散控制系统于各注水站，为油田提高注水系统效率和自动化水平起到了良好的促进作用。

　　1 系统运行环境

　　1.1工控机

　　硬件：(1)硬盘lGB以上;(2)内存16MB以上;(3)主机P166以上;(4)显示器选用大屏幕触摸式显示屏;(5)打印机一台(24针宽带打印机)。

　　软件：系统运行环境为中文Window NT 4.0;开发应用软件采用MCS系统工控组态软件。

　　1.2网络服务器

　　硬件:(1)P166MHZ以上CPU;(2)32MB以上内存。

　　软件：系统运行环境为中文Window NT 4.0+Service PACk 4.0或更高版本、IE 4.01或更高版本;应用软件采用SQL Server 7.0、 IIS 4.0和Excel 2000。

　　2 工作原理

　　2.1 基本原理

　　该系统通过智能传感器组对现场各注水泵机组的压力、温度、流量、电流、电压、用电量、振动量、水位、油位、噪声等物理量进行自动监测，并将监测结果由一根数据总线传输给可编程控制器PLC，经可编程控制器数据计算以及注水站生产系统运行优化处理后，第一路送至变频器组去控制各泵出口电动阀门，通过电机的无级调速来控制各泵的排量;第二路送至监控系统(工控机)，操作、显示各泵及整个站系统的运行状态，并将测试结果存入磁盘，打印输出班报、日报、月报、年报及效率分析表等;第三路送至异常处理(保护、报警)系统，确保注水站各部分的正常安全运行;最后一路是数据远传系统，通过网络服务器，实现各注水站系统的网络化管理和远距离调控操作。根据有关监测数据计算出泵干压差、泵效、单耗、各机组单台系统效率及整个注水站的平均系统效率等参数。同时根据注水站生产运行优化参数需要，若遇超限参数，则发出声光报警和操作提示信号。该系统通过对各注水泵出口电动阀的自动调节，使各注水泵处于安全、高效工作区内运行。

　　2.2 现场各物理量监测