作 者 ：客文紅
關(guān)鍵詞：聚合物配置，組態(tài)軟件，力控
1 引言
油田實(shí)現(xiàn)第三次采油的重要手段是通過聚合物注入的采油方式，其過程就是在配置站將聚合物與水按一定的比例混合，并經(jīng)過一定時間的熟化后，通過外輸泵輸往各個注入站，在注入站加清水稀釋，然后注入井里。目前推廣的"集中配置、分散注入"式聚合物配置系統(tǒng)即一個聚合物配置站對應(yīng)多個注入站。
目前，配置與注入的控制相對獨(dú)立，沒有建立聯(lián)系配置和注入的控制系統(tǒng)，由于油田地域廣闊，要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定有效的集中控制有很大的困難。而且各站之間距離遙遠(yuǎn)采用常規(guī)的控制是不可能實(shí)現(xiàn)的，通過采用力控軟件的內(nèi)置控制算法利用電臺遠(yuǎn)程通訊組件來建立起了配置站和注入站協(xié)調(diào)統(tǒng)一的控制系統(tǒng)。
2 聚合物配置
聚合物配置圖如圖1所示。
2.1 工藝要求
油田根據(jù)三次采油的需要，在采油各作業(yè)區(qū)大量采用了膠聯(lián)聚合物配置系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以分為2個環(huán)節(jié)，即聚合物的分散和聚合物溶液的熟化。分散裝置在整個系統(tǒng)中占有重要的地位，其作用是將干粉狀的聚合物與水通過配比，攪拌，使其混合成均勻的滿足濃度要求的溶液。因?yàn)榫酆衔锶芤旱呐渲脻舛染纫筝^高，聚合物遇水又易產(chǎn)生"魚珠""粘團(tuán)"，所以，這部分要由計算機(jī)實(shí)現(xiàn)全部的自動化控制。并且，裝置還可做成可移動的車載形式。而熟化系統(tǒng)主要是在現(xiàn)場熟化罐中完成的，這部分的控制形式可以是人工的也可以是計算機(jī)的。
(1) 分散部分：其工藝流程簡圖如圖2所示：
控制流程如下：在供給壓力水0。4-0。5Mpa、干粉、電力(220V、380V)后。該部分可按照要求的配液濃度進(jìn)行自動生產(chǎn)配液(濃度可調(diào))，誤差小于±5% 。清水由清水泵打入，聚合物由聚合物罐經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)射流器送入，清水和聚合物在混配器中混合，進(jìn)入混合罐，經(jīng)攪拌，使其生成所要的溶液，再由轉(zhuǎn)液泵打去當(dāng)?shù)氐氖旎?。至此完成了整個配置的分散過程。
(2) 熟化部分：
控制流程簡述如下：
如圖3所示，由分散裝置配置完成的聚合物溶液經(jīng)過轉(zhuǎn)液泵打入3個熟化罐，在熟化罐里，攪拌120min以上形成的溶液即可滿足使用標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過外輸泵打出，去各注入站。
2.2 控制方案
本方案的邏輯及順序控制部分采用PLC來完成，整個控制過程的畫面監(jiān)測，由力控監(jiān)控軟件來完成。整個控制系統(tǒng)分為2個部分，分散和熟化，在PLC里可以形成2個子程序，按需調(diào)用。畫面監(jiān)測也可以分成2個部分，分別顯示。
3 控制畫面功能
畫面監(jiān)測：包括流程監(jiān)控畫面、工藝參數(shù)顯示、報警畫面、趨勢畫面和報表畫面。流程監(jiān)控畫面如圖4所示。
手/自動切換：任何一部分可以進(jìn)行手動控制，且不影響其他部分的自動過程。
輸入提示：支持觸摸屏的工作方式，凡有輸入的地方均出現(xiàn)軟鍵盤。可進(jìn)行配方管理，根據(jù)需要，操作人員可以調(diào)整溶液的配比。
熟化過程畫面如圖5所示
4 注入站遠(yuǎn)程控制
通常，油田聚合物配置站可以帶2個注入站，每個注入站有19臺注聚泵和1個儲罐，每個注聚泵出口與清水匯入處的母液管線上有壓力變送器1臺，電磁流量計1臺，清水管線上有流量變送器1臺?？刂普九渲脠D如圖6所示。
本次計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的控制方案是使用工業(yè)計算機(jī)代替原手動控制系統(tǒng)。注入站和配置站達(dá)到聯(lián)動控制，注入站完全達(dá)到監(jiān)視控制計算機(jī)化，控制功能如下：
(1) 控制算法
因?yàn)?#注入站19個泵的注入量和泵的效率直接影響1#注入站儲罐液位變化，需要通過調(diào)整配置站的變頻器的轉(zhuǎn)速來控制注入量，來保持1#儲罐的液位，2#注入站原理相同。不同的是2#注入站不是直接控制變頻器而是直接控制調(diào)節(jié)閥，當(dāng)控制閥的流量達(dá)不到要求時，微調(diào)變頻器，控制算法采用先進(jìn)控制算法。
目標(biāo)量：1#和2#注入站儲罐的液位；
控制量：配置站變頻器轉(zhuǎn)速和通往2#注入站的調(diào)節(jié)量；
擾動量：各注入站的流量變化。
根據(jù)目前的實(shí)際情況采用常規(guī)PID控制算法是無法實(shí)現(xiàn)2個儲罐液位穩(wěn)定，需采用先進(jìn)控制算法，來達(dá)到2個液位狀態(tài)穩(wěn)定。
(2) 監(jiān)控操作軟件
a) 用戶流程畫面功能
將工藝流程真實(shí)地在流程畫面上反映出來，該畫面具有實(shí)時、立體、動態(tài)的效果。該畫面不但具有直接顯示每一個罐區(qū)的液位、體積、重量功能，還具有動態(tài)介質(zhì)流程走向和各種報警功能。
b) 小組畫面功能
每個小組畫面可以直接顯示8個儀表回路的工藝狀態(tài)，并以棒型圖形式直觀表示。
c) 趨勢畫面
每一個液位都具有歷史趨勢和實(shí)時趨勢功能，歷史趨勢最長可達(dá)350小時，操作工可根據(jù)要求隨時進(jìn)行查找。
d) 語音報警
對重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)都具有語音報警功能，當(dāng)參數(shù)達(dá)到高限報警或低限報警時，由語音直接輸出、提醒操作工注意。
e) 工藝記錄打印
根據(jù)工藝車間要求，可打印各種所需的報表和記錄。
f) 數(shù)據(jù)庫開放功能
g) 具備WWW網(wǎng)絡(luò)訪問功能，在科室可用瀏覽器。
