一种油田智能注水监控系统技术方案

本实用新型专利技术属于油田生产智能监控系统，公开了一种油田智能注水监控系统，包括供电系统、PLC系统、变频系统和现场设备等，PLC系统通过RS485屏蔽双绞线连接变频系统，PLC系统通过以太网接口连接操作员站，PLC系统通过I/O端口连接控制面板，PLC系统通过D/A端口连接现场设备；变频系统接收PLC系统发出的启停命令和变频器速度给定信号，并控制注水泵的工作状态；现场设备包括进出口压力传感器、进出口温度变送器和储罐液位变送器。本实用新型专利技术为现有注水泵配置了变频系统，能够实现控制注水泵排量，该变频系统具备一柜两泵的控制功能，同时，还设计了完善的控制面板和操作员站解决了系统的交互问题。的交互问题。的交互问题。

【技术实现步骤摘要】
一种油田智能注水监控系统


[0001]本技术属于石油电子监控设备
，尤其涉及一种油田智能注水监控系统。

技术介绍

[0002]通过注水井向油层注水，是保证油层压力，提高油藏采油速度和采收率而被广泛采用的一项重要开发措施。在油田注水工程中，注水泵是满足油田注水，保证地层压力的源设备，为了保证较长时期内满足油田注水需要，在设计上注水泵的容量选型一般都较大，同时在实际生产中，日注水量又总是一个波动较大的参数。特别是在高压注水系统中，大马拉小车的现象比较普遍，注水泵泵压与注水管线干压之间存在较大的压差，必须靠控制出口阀门来保证注水管网的注水压力，这样既造成大量的电能被白白的消耗掉，同时又由于泵压较高对机泵的运行也十分不利。为适应注水量的变化，实现合理注水，需不断调整注水泵的运行方式。
[0003]在没有调速措施的情况下，只能通过开泵台数或人工调节阀门来控制流量，必然造成注水系统能耗增高。注水量昼夜变化比较大，原设备又只能定速运行，所以只能靠调节阀门的开度来调节注水量的大小，人为地改变了管网的阻力，增加了管网损耗，造成相当大的一部分能量浪费在阀门上，致使注水单耗居高不下，不但不能够经济运行，而且增加了工人的工作量，调节不及时还会造成管网压力过高或过低，流量过大或过小，影响生产工艺及设备的安全运行。
[0004]如何为现有注水泵应用变频系统、实现控制注水泵排量，设计一种成熟的油田智能注水监控系统，解决上述技术问题成为该领域的技术难题。

技术实现思路

[0005]针对上述技术问题，本技术提供了一种油田智能注水监控系统，该系统为现有注水泵配置了变频系统，能够实现控制注水泵排量，该变频系统具备一柜两泵的控制功能，同时，该方案还设计了完善的控制面板和操作员站解决了系统的交互问题。
[0006]本技术通过以下技术手段解决上述问题：
[0007]一种油田智能注水监控系统，包括供电系统、PLC系统、变频系统、操作员站、控制面板和现场设备，其中：所述供电系统用于向系统供电；所述PLC系统用于数据存储、运算和分析，PLC系统通过RS485屏蔽双绞线连接变频系统，PLC系统通过以太网接口连接操作员站，PLC系统通过I/O端口连接控制面板，PLC系统通过D/A端口连接现场设备；所述变频系统接收PLC系统发出的启停命令和变频器速度给定信号，并控制注水泵的工作状态；所述操作员站为工控机；所述控制面板由多个选择开关、按钮和指示灯组成，选择开关和按钮用于接收操作信号，指示灯用于显示系统的工作状态；所述现场设备包括进出口压力传感器、进出口温度变送器和储罐液位变送器。
[0008]优选的，所述供电系统包括主供电电路、PLC供电电路和开关电源供电电路，其中：
所述主供电电路包括塑壳断路器和变频器、第一交流接触器和第二交流接触器，主电路三相电经过塑壳断路器后进入变频器、再经过变频器后并联进入第一交流接触器和第二交流接触器，所述第一交流接触器用于连通外部的第一注水泵，所述第二交流接触器用于连通外部的第二注水泵；所述PLC供电电路包括微型断路器，主电路三相电经过微型断路器连接到PLC系统的电源接线火线端子和零线端子上；所述开关电源供电电路包括小型断路器和开关电源，主电路三相电经过小型断路器进入开关电源，开关电源将AC220V转化成DC24V。
[0009]优选的，所述PLC系统采用SMART200PLC型控制器。
[0010]优选的，所述变频系统采用ACS580型变频器，ACS580型变频器的A、B端子分别连接PLC系统DB9口的第5针脚和第8针脚。
[0011]优选的，所述操作员站采用IPC
‑
610L型工控机。
[0012]优选的，所述控制面板包括就地/计算机选择按钮、紧急停止按钮、故障复位按钮、启动按钮、停止按钮和双泵置位旋钮，以及变频运行指示灯、变频故障指示灯、第一注水泵运行指示灯和第二注水泵运行指示灯，其中：所述就地/计算机选择按钮为双置位按钮、包括两组触点，其中一组触点的一端与SMART200型PLC的I0.0端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；就地/计算机选择按钮的另一组触点一端与SMART200型PLC的I0.1端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述紧急停止按钮为复位按钮，一端与SMART200型PLC的I0.2端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述故障复位按钮为复位按钮，一端与SMART200型PLC的I0.3端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述启动按钮为复位按钮，一端与SMART200型PLC的I0.4端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述停止按钮为复位按钮，一端与SMART200型PLC的I0.5端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述双泵置位旋钮为选择开关，一端与SMART200型PLC的I0.6端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述变频运行指示灯一端与SMART200型PLC的I0.7端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述变频故障指示灯一端与SMART200型PLC的I0.8端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述第一注水泵运行指示灯一端与SMART200型PLC的I0.9端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接；所述第二注水泵运行指示灯一端与SMART200型PLC的I0.10端子连接，另一端与开关电源供电电路的正极输出端24V连接。
[0013]本技术的一种油田智能注水监控系统具有以下有益效果：
[0014]1)本技术的主供电电路，由380V三相交流电源引出变频回路、交流控制回路和直流回路三个回路，电路结构简单，设计合理、实现方便且成本低。
[0015]2)本技术的控制回路，采用PLC模块作为控制器，连接变频器、操作员站、现场传感器和控制面板，电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低。
[0016]3)本技术使机泵运行更加安全，对于油田集输、注采设备而言，最重要的是确保设备运行安全，油田所运用的设备比较昂贵，如果发生安全事故，这会严重影响企业的经济损失，利用智能注水监控系统能够帮助工作人员及时掌握设备的运行状况以及工作数据，减少安全事故的发生。
[0017]4)本技术具备注水管网压力自动调节功能，当油田集输、注水泵站启动时，需要对每个泵站的出口压力和系统压力之间的差值进行持续监测，由于变化压差的存在，智
能注水监控系统能够确保泵站出口的开度实现自我调节，确保出口压力值能够控制在合理范围之内，从而保证整个系统的安全运行。
[0018]5)本技术可以减少设备磨损，降低工作劳动强度。油田集输、注水泵站的泵阀启闭调节主要依靠变频器，开启过程较为平缓，可以有效增长泵阀的使用时间。在整个油田集输、注水泵站的设备运行过程中进行全方面的监测保护，可以有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油田智能注水监控系统，其特征在于，包括供电系统、PLC系统、变频系统、操作员站、控制面板和现场设备，其中：所述供电系统用于向系统供电；所述PLC系统用于数据存储、运算和分析，PLC系统通过RS485屏蔽双绞线连接变频系统，PLC系统通过以太网接口连接操作员站，PLC系统通过I/O端口连接控制面板，PLC系统通过D/A端口连接现场设备；所述变频系统接收PLC系统发出的启停命令和变频器速度给定信号，并控制注水泵的工作状态；所述操作员站为工控机；所述控制面板由多个选择开关、按钮和指示灯组成，选择开关和按钮用于接收操作信号，指示灯用于显示系统的工作状态；所述现场设备包括进出口压力传感器、进出口温度变送器和储罐液位变送器。2.根据权利要求1所述的油田智能注水监控系统，其特征在于，所述供电系统包括主供电电路、PLC供电电路和开关电源供电电路，其中：所述主供电电路包括塑壳断路器(QF1)和变频器(VFD1)、第一交流接触器(KM1)和第二交流接触器(KM2)，主电路三相电经过塑壳断路器(QF1)后进入变频器(VFD1)、再经过变频器(VFD1)后并联进入第一交流接触器(KM1)和第二交流接触器(KM2)，所述第一交流接触器(KM1)用于连通外部的第一注水泵，所述第二交流接触器(KM2)用于连通外部的第二注水泵；所述PLC供电电路包括微型断路器(QF2)，主电路三相电经过微型断路器(QF2)连接到PLC系统的电源接线火线端子和零线端子上；所述开关电源供电电路包括小型断路器(QF3)和开关电源，主电路三相电经过小型断路器(QF3)进入开关电源，开关电源将AC220V转化成DC24V。3.根据权利要求1所述的油田智能注水监控系统，其特征在于，所述PLC系统采用SMART200PLC型控制器。4.根据权利要求1所述的油田智能注水监控系统，其特征在于，所述变频系统采用ACS580型变频器，ACS580型变频器的A、B端子分别连接PLC系统DB9口的第5针脚和第8针脚。5.根据权利要求1所述的油田智能注水监控系统，其特征在于，所述操作员站采用IPC
‑
610L型工控机。6.根据权利要求1所述的油田智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：何小根，王根昌，
申请(专利权)人：陕西科沃电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：