工业自动化与智能制造解决方案
能源重工
 

技术方案

  2018/09/06  
  台达注水一体化控制系统解决方案提升油田注水工艺效能
 
   
   
  项目背景

  油田注水是石油开采环节中一个非常重要的工艺段,目的在于实现地层压力的保持和注水驱油的目标。台达提供的自动注水泵一体化控制系统解决方案,不仅完美实现注水泵的自动注水控制和注水管压力测量,同时让注水泵系统与油田数字化综合平台进行通讯对接,实现注水泵保证“注好水、注够水”、无人值守的终极目标。

  项目方案

  注水泵是注水环节的核心设备,主要将原水加压至需要注水压力后,经注水母管注入到各个油层。注水泵在正常注水过程中,一般注水压力都在16Mpa以上。注水泵停机再启动过程中,由于负载大及需电机拖动,目前采用的大多是降压启动、软启动器方式,均需要操作分水器上的回流阀,将压力卸除后才可以启动。

  台达注水泵自动注水一体化控制系统解决方案,采用台达泛用型矢量控制变频器C2000系列完成注水泵的正常启动,系统配置台达可编程控制器(PLC)主要完成外围信号点的采集、独立风机/变频启停的控制;搭配台达人机界面(HMI)显示当前注水工艺参数、设定控制工艺参数、并可查询、存档故障信息,同时以台达工业以太网交换机DVS系列进行通讯,实现油田注水泵站数字化。

  为了保证注水系统的安全运行,在系统启动及正常运行时,均设计了超压保护。保护限值可根据实际运行情况,自由在HMI上设定,同时支持远程数字化修改功能。增加防雷模块,当电网电压超过保护限值或遭遇雷击时,防雷模块瞬间将高电流导入大地,保护柜内元器件安全。独立风机的控制分为强制及自动控制两种方式:冬天可采用自动控制方式,独立风机可跟随电机频率运行,且跟随频率点在人机界面(HMI)上自由设定;夏天由于环温较高,建议采用强制模式运行。独立风机故障时,人机界面上将实时显示提醒。注水泵一体化控制系统在设计时充分考虑到了设备24小时不停机的需求,除了设计变频转换功能,系统同样具备扩展负载开关技术。其原理是当负载电机或水泵出现故障需长期维修时,现场作业员可依据注水站需求,系统通过多级互锁接触器切换到同功率备用注水泵,保证管线支路正常供水需求。

  项目总结


  此系统设计可在不操作回流阀的情况下直接启动,且启动电流被限制在电机额定电流的要求倍数以内;同时具有稳压注水压力功能,可根据实时母管的压力反馈,调整电机转速,实现在回流阀零开度的情况下注水压力恒定,并实现运行回流零损耗。系统的直接启动稳压注水功能,除了现场倒泵需要操作回流阀外,其余正常状态下,都不需要操作回流阀,避免回流阀的频繁损坏,提升回流阀使用寿命3倍以上。此外,结合实际现场应用节能量测量,相比原系统节能率可达25%以上。
台达注水泵自动注水一体化控制系统架构
新闻來源: 中达电通股份有限公司
 
 
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