試論油田差壓變送器的干度控制自動化技術(shù)

    摘 要：利用差壓變送器向井內(nèi)注入一定干度蒸汽的方式，有助于促進油田稠油開采的效率提升，油田差壓變送器干度自動化控制是促進鍋爐供熱效果提升的重要手段。文章主要圍繞油田差壓變送器干度控制自動化技術(shù)展開探討，其中，針對相關(guān)的控制參數(shù)及難點等也進行了簡要分析，以期為相關(guān)研究提供一些參考。

    油田稠油熱采，主要是以濕度蒸汽為供熱源，蒸汽干度作為可直接影響油田差壓變送器運行安全的關(guān)鍵參數(shù)，針對其開展有效的自動化控制操作十分重要。現(xiàn)如今應(yīng)用較為廣泛的蒸汽干度控制方法多為常規(guī)控制，極易受到人為因素的影響，導(dǎo)致油田差壓變送器運行安全性以及稠油熱采效果大幅度降低的可能性相對較高。基于此，針對油田差壓變送器蒸汽干度開展深入的自動化控制研究至關(guān)重要。

    1 油田注熱鍋爐控制參數(shù)
    油田注熱鍋爐主要應(yīng)用于油田稠油熱采作業(yè)，由于稠油的原油粘度會受到溫度的影響，在稠油開采過程中，隨著稠油的向上流動，其周圍低溫會處于不斷上升的狀態(tài)，而其原油粘度以及流動阻力也會隨之而不斷上升，再加上稠油本身含有大量的膠質(zhì)物與瀝青，因此選擇開采設(shè)備時，必須要對設(shè)備性能進行嚴格把控，否則即便注熱鍋爐的相關(guān)參數(shù)得到了有效控制，稠油的采收率指標也很難達到要求。

    同時，在注熱鍋爐的運行過程中，為降低稠油的粘度與流動阻力，還需對鍋爐的蒸汽干度以及燃燒效率進行嚴格控制，其中蒸汽干度與鍋爐的高壓熱源有關(guān)，蒸汽干度越高，鍋爐向油層中注入的濕飽和蒸汽就會擁有更高的深度，對稠油流動性與滲透性的改善效果也會更好；而燃燒效率則是與高溫蒸汽熱源有關(guān)，燃燒效率蒸汽熱源的溫度就會越高，這樣在稠油與水進行加熱時，二者間的密度差會變得更大，最終取得更好的重泄油效果，這些對于稠油采收率的提升都是非常有利的。另外，從施工操作的角度來看，在注熱鍋爐的應(yīng)用過程中，還需利用傳感器、自動化控制系統(tǒng)來對鍋爐流量、溫度、水量、壓力等參數(shù)進行實時監(jiān)控，并根據(jù)抽油開采作業(yè)的實際情況來對這些參數(shù)進行適當?shù)恼{(diào)節(jié)，從而保證稠油開采作業(yè)的安全性與穩(wěn)定性。

    2 油田差壓變送器干度控制自動化技術(shù)應(yīng)用分析
    隨著國家科學(xué)技術(shù)水平的提升，連續(xù)監(jiān)測電導(dǎo)探頭相關(guān)研究也取得了一些可觀的成果，推動了鍋爐干度控制技術(shù)的發(fā)展。下文將針對基于自動化技術(shù)的油田差壓變送器干度控制自動化系統(tǒng)進行詳細分析。

    2.1 油田注熱鍋爐干度控制技術(shù)難點
    干度控制作為油田注熱鍋爐應(yīng)用的核心技術(shù)之一，其對于鍋爐運行性能的穩(wěn)定性有著非常直接的影響，而要想利用干度控制技術(shù)來對鍋爐進行有效管理控制，則需要對以下兩方面技術(shù)難題進行重點關(guān)注： 第，為降低考慮外部環(huán)境因素以及油氣熱采條件對鍋爐運行的影響，鍋爐蒸汽出口的蒸汽干度指標通常應(yīng)控制在70%-80%之間，但由于鍋爐內(nèi)的空間狹窄，且溫度等環(huán)境條件比較惡劣，因此很難利用溫度測量儀器直接進行測量，這就給鍋爐蒸汽干度控制帶來了很大的麻煩。針對這一問題，傳統(tǒng)干度控制技術(shù)通常會通過人工化驗的方式來對鍋爐蒸汽出口處的蒸汽進行抽樣檢測，以便確定蒸汽干度，但由于該方法需要一定的檢測時間，同時在檢測過程中蒸汽干度又很容易出現(xiàn)變化，因此其誤差往往會比較大[1]。在這一情況下，近年來行業(yè)相關(guān)專家與技術(shù)人員逐漸開發(fā)除了電導(dǎo)率分析法、雙相流蒸汽干度測量法等多種干度測量方法，目前已經(jīng)使蒸汽干度檢測的準確性有了較大的提升。

    第二，從結(jié)構(gòu)上來看，以單管受熱為主的差壓變送器要想通過軟化水來對水泵進行增壓，通常都需要先對軟化水進行預(yù)熱、對流、過渡、輻射等多道工序的處理，在這一過程中，軟化水會長期滯留在鍋爐管線內(nèi)部，因此鍋爐燃燒、給水很難對出口處的蒸汽干度產(chǎn)生直接影響，而使會在熱量、水分傳遞一定時間（通常為10min）后，蒸汽干度指標才會出現(xiàn)變化，這對于蒸汽干度指標測量的準確性同樣會造成較大的影響。

    2.2 油田差壓變送器干度控制自動化系統(tǒng)構(gòu)成
    該系統(tǒng)中存在換向閥、計算系統(tǒng)、中心控制系統(tǒng)等部分。其中，計算系統(tǒng)基本職能為對相關(guān)數(shù)據(jù)開展計算操作，利用的為SCL500可編程控制器。這種控制器具備較為優(yōu)良的浮點運算能力，可促進工作人員的操作便捷性提升，且有助于確保所開展作業(yè)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

    2.3 控制方式
    在油田差壓變送器干度控制技術(shù)應(yīng)用上，應(yīng)合理明確轉(zhuǎn)向閥的工作問題，并注重傳感器的選擇，一般情況下，自動化控制系統(tǒng)的傳感器以GF雙通道電導(dǎo)變送器為主，該傳感器不僅性能穩(wěn)定，而且具有報警裝置，提高了鍋爐自動化控制系統(tǒng)的運行效率。當自動化系統(tǒng)接收到對鍋爐進行控制命令后，自鍋爐啟動到轉(zhuǎn)向閥改變方向的運行時間應(yīng)控制在2-3周，倘若時間周期過短，會導(dǎo)致自動化控制系統(tǒng)的工作頻率增加，為后期的維護與保養(yǎng)工作帶來不便，并影響鍋爐的使用壽命；而時間周期過長，會導(dǎo)致鍋爐內(nèi)部換熱器裝置出現(xiàn)污垢，需要進行及時的清理，在此過程中，技術(shù)人員應(yīng)注重更新進水數(shù)據(jù)與爐水數(shù)據(jù)，保證鍋爐設(shè)備的測試操控。

    為有效解決進水數(shù)據(jù)與爐水數(shù)據(jù)在獲取時間上的滯后性問題，技術(shù)人員需要利用數(shù)據(jù)堆棧的方式對其進行延時處理，采用該種技術(shù)方法，能夠在相同的環(huán)境下，對進水電導(dǎo)率和爐水電導(dǎo)率進行合理的比較與分析，以此強化油田差壓變送器干度數(shù)值的計算準確性與可靠性。值得注意的是，鍋爐啟動的初期階段，由于設(shè)備內(nèi)部的壓力變化復(fù)雜，趨向不穩(wěn)定性，此時設(shè)備儀器上顯示的干度數(shù)值不具備代表性和參考價值，相關(guān)人員應(yīng)忽略這一階段的參數(shù)，避免發(fā)生誤導(dǎo)、錯報的問題。當鍋爐出汽口出現(xiàn)穩(wěn)定的蒸汽輸出時，應(yīng)檢測蒸汽的溫度與壓力，并做好相應(yīng)的記錄工作，以此保證獲取數(shù)據(jù)的準確性[2]。

    2.4 應(yīng)用優(yōu)勢分析
    控制系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)了對進水與爐水的科學(xué)有效研究，對解決鍋爐設(shè)備的老化與污垢問題具有重要的意義?；诟啥瓤刂谱詣踊夹g(shù)的應(yīng)用，不僅促進了控制系統(tǒng)的優(yōu)化配置，也有利于人工操作能力的提升。而換熱裝置的應(yīng)用，可有效改善電導(dǎo)率測量誤差，促進爐水與進水步驟實現(xiàn)對流效應(yīng)，實現(xiàn)相互間的熱量交換，降低溫差，避免對控制系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，智能化閥門的應(yīng)用，可實現(xiàn)進水用戶爐水之間自由切換，增加對設(shè)備內(nèi)污垢的處理能力，有利于強化對鍋爐裝置的管理工作。

    在油田差壓變送器中心控制系統(tǒng)中，電容觸摸屏的應(yīng)用，也是自動化技術(shù)的一大優(yōu)勢，技術(shù)人員通過對觸摸裝置的使用，可極大提高干度控制工作效率，并且優(yōu)質(zhì)液晶觸摸顯示屏的應(yīng)用，不會受到外界自然環(huán)境的影響，保證了鍋爐設(shè)備較好的工作性能。此外，干度自動化控制系統(tǒng)還具備溫度測量、流量監(jiān)控以及干度報警等功能，對鍋爐設(shè)備在日常使用中可能出現(xiàn)的故障問題，具有較強的預(yù)防解決機制，保證管理工作的高效率開展?？傊谟吞锊顗鹤兯推鞲啥瓤刂乒芾砉ぷ髦?，相關(guān)人員應(yīng)明確自動化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，并合理分析各項裝置的參數(shù)標準，提高管理工作水平[3]。

    3 結(jié)語
    綜上所述，充分發(fā)揮油田熱注鍋爐自動化控制系統(tǒng)的實效性，有助于更好的確保鍋爐系統(tǒng)運行及生產(chǎn)的可靠性和安全性，促進油田稠油熱采效率提升。據(jù)相關(guān)實踐顯示，利用現(xiàn)代化的自動控制技術(shù)，可更好的確保鍋爐機組運行穩(wěn)定性，且有助于變負荷速度更好的滿足機組運行現(xiàn)實需求，促進能源節(jié)約整體效率提升，減少人員工作壓力，創(chuàng)造更多的社會及經(jīng)濟效益。