The Control System Scheme of the Oil Field Polymer Configure
作 者 ：客文紅
關鍵詞：聚合物配置，組態軟件，力控
1 引言
油田實現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"式聚合物配置系統即一個聚合物配置站對應多個注入站。
目前，配置與注入的控制相對獨立，沒有建立聯系配置和注入的控制系統，由于油田地域廣闊，要想實現穩定有效的集中控制有很大的困難。而且各站之間距離遙遠采用常規的控制是不可能實現的，通過采用力控軟件的內置控制算法利用電臺遠程通訊組件來建立起了配置站和注入站協調統一的控制系統。
2 聚合物配置
聚合物配置圖如圖1所示。
2.1 工藝要求
油田根據三次采油的需要，在采油各作業區大量采用了膠聯聚合物配置系統。該系統可以分為2個環節，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。因為聚合物溶液的配置濃度精度要求較高，聚合物遇水又易產生"魚珠""粘團"，所以，這部分要由計算機實現全部的自動化控制。并且，裝置還可做成可移動的車載形式。而熟化系統主要是在現場熟化罐中完成的，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行自動生產配液(濃度可調)，誤差小于±5% 。清水由清水泵打入，聚合物由聚合物罐經過鼓風機射流器送入，清水和聚合物在混配器中混合，進入混合罐，經攪拌，使其生成所要的溶液，再由轉液泵打去當地的熟化罐。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過轉液泵打入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準，經過外輸泵打出，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測，由力控監控軟件來完成。整個控制系統分為2個部分，分散和熟化，在PLC里可以形成2個子程序，按需調用。畫面監測也可以分成2個部分，分別顯示。
3 控制畫面功能
畫面監測：包括流程監控畫面、工藝參數顯示、報警畫面、趨勢畫面和報表畫面。流程監控畫面如圖4所示。
手/自動切換：任何一部分可以進行手動控制，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軟鍵盤。可進行配方管理，根據需要，操作人員可以調整溶液的配比。
熟化過程畫面如圖5所示
4 注入站遠程控制
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。
本次計算機監控系統的控制方案是使用工業計算機代替原手動控制系統。注入站和配置站達到聯動控制，注入站完全達到監視控制計算機化，控制功能如下：
(1) 控制算法
因為1#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，需要通過調整配置站的變頻器的轉速來控制注入量，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節閥，當控制閥的流量達不到要求時，微調變頻器，控制算法采用先進控制算法。
目標量：1#和2#注入站儲罐的液位；
控制量：配置站變頻器轉速和通往2#注入站的調節量；
擾動量：各注入站的流量變化。
根據目前的實際情況采用常規PID控制算法是無法實現2個儲罐液位穩定，需采用先進控制算法，來達到2個液位狀態穩定。
(2) 監控操作軟件
a) 用戶流程畫面功能
將工藝流程真實地在流程畫面上反映出來，該畫面具有實時、立體、動態的效果。該畫面不但具有直接顯示每一個罐區的液位、體積、重量功能，還具有動態介質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，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時趨勢功能，歷史趨勢最長可達350小時，操作工可根據要求隨時進行查找。
d) 語音報警
對重要生產數據都具有語音報警功能，當參數達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
根據工藝車間要求，可打印各種所需的報表和記錄。
f) 數據庫開放功能
g) 具備WWW網絡訪問功能，在科室可用瀏覽器。
