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摘 要：随着经济的不断发展，能源问题亟待解决，在油田开采过程中，注水井对于维持地层压力，补充地层能量，提高油井产量和油藏采收率具有重要作用。数字化在油田注水井的应用也有了一定的进展，本文将就提高注水井管理的自动化进行探讨。
关键词：油田；注水井；智能监控；应用；成果；
中图分类号：TE3 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-01-00-01
一、油田注水井的现状
在传统生产管理模式下，注水井的各种设施工作状态监测、主要参数采集、注水量调配均需人工定时巡查、测量统计和调整，这种方式不仅增加了工人劳动强度，也严重影响了设备监测与采集数据的实时性及准确性。随着数字油田建设进程的加快，注水井监控信息化势在必行，各油田在油井智能化建设方面已取得显著成效，对于油井数据的实时采集、可靠传输和智能控制得到大量的应用，为注水井的自动监控系统建设奠定了相应技术基础。但注水井也有一些区别于油井的实际情况，如大部分井场无供电，注水井的智能应用主要体现在注水量的调配上，在压力维持稳定的条件下，水井注水量的调配以调节阀门开度来进行，这就需要注水井智能监控系统具备阀门开度自动调节功能，对于系统的反馈控制能力提出了新的要求。
二、油田智能注水无线监控系统原理
注水系统一般由注水站、注水管网、配水间、注水井等基本单元组成。其中注水站中的主要设备是注水泵和驱动注水泵的电机；注水管网主要由管线、阀门、三通和弯头等组成。在注水系统中，水由专门的水源提供，在各个供水水源，水经过过滤、沉淀等工序的处理，然后由供水泵将水输送到注水站的水罐中。在注水站中，水罐中的水经过注水泵的加压，注入到注水管网中，然后达到各个配水间。但由于油田区域分布广，注水管网复杂庞大，注水井的数目也比较多，因此油田的注水系统往往不只是一个注水站或单个配水间，而是包含有多个注水站、多个配水间。
（一）双流调节阀体技术，精心研制开发成功的，改变了传统调节阀大多使用闸阀而造成的调节困难。我们采用特种优质钢材双流平面旋转方式调节流量，压力、流量变送采集精度高，控制极为平稳，安全可靠，自动实现24小时稳流或稳压控制。
（二）系统配置有标准RS-485接口，可与GSM/GPRS数字在线传输直接接口联网。油田智能注水无线监控系统，机电一体将“双流”阀技术和先进单片机控制技术合成一体，成功地解决了油田高压注水人工控制不安全的问题。
（三）油田智能注水无线监控系统单片机控制调节，单片机系统接收人工设定的参数，并与减速机输出机构的位置反馈信号以及双流阀后端压力流量传感器输出压力、流量反馈信号，进行比较，通过PID算法，输出电机正、反转控制信号。以位置信号通过电机转动，减速机力矩传递，到双流阀变成阀体转动开关度。
（四）油田智能注水无线监控系统磨轮式调节阀，精密而简练的设计思路，其关键零件“磨轮”选用了耐磨损、耐腐蚀的优质材料制作，能大幅度地提高使用寿命。故具有结构简单、操作快速、流量调节线性好、使用寿命长等显著优点。
（五）油田智能注水无线监控系统无线自动化传输技术，为适应数字化 油田需要，该系统配置有标准RS-485接口，可与GSM/GPRS在线传输直接接口联网。通过微电脑设定参数，对各注水井的瞬时流量、压力、注水工作状态等数据进行在线自动跟踪、监测和调控，实现精确注水。
（六）油田智能注水无线监控系统系统主要功能：
1、实现配水间各注水井的瞬时流量、压力、注水工作状态等数据进行计算机在线自动跟踪、监测和调控。
2、系统对整个配水间或单井来说能真正起到自动调节的作用，注水流量能够自动控制在配注范围之内，较好地解决了注水井人工控制精度差、监控工作量大等问题。
3、电控采用单片机控制脉宽调制技术，闭环稳流控制，压力流量精度高，设定流量范围，自动实现24小时稳流控制。
4）、停注或注水干线压力下降后，注入水倒流造成地层出砂，安装本系统的配水间会有效解决。设定注水起动压力，当干压小于起动压力时，自动关闭“双流阀”防止压力反吐砂堵，干压恢复时，自动开阀。
三、油田智能注水特点
（一）整体采用撬装结构，可以很方便的实现安装和更换；
（二）供电方式灵活：对于井场无供电的注水井，可以使用太阳能光伏供电、电池供电，对于井场可供电的注水井，可以采用工业供电模式；
（三）设置方便：系统设置菜单全中文化，具备手动控制和自动控制功能；
（四）低功耗：采用套筒式流量自控装置实现高压（35～45MPa）注水智能调控，高压差调控扭矩小、节能，整套设备额定功率仅为 15W；
（五）硬件接口与通信标准化：系统硬件接口和数据通信采用标准化设计，简化了培训和维修，各厂商之间的设备也能灵活互联互通，扩展了设备选择范围，降低了集成成本；
（六）设备功能可靠：采用工业标准设计，各功能模块器件均选用优工业级产品，使用温度可达 -40℃～85℃；系统安全性好，电源、信号 入 出 口 均 有 保 护 措施；各设备能够工作于野外环境。
四、结语
油田注水井的监控系统为油田的快速发展提供了基础，在实际应用中我们要立足于注水井的实际现状，不断提出针对性的解决方案，保证能够适应本地注水井的生产特点，更好的实现注水参数的实时采集发布、注水井工况的连续监测，降低工作人员劳动强度，提高数据的准确性，提高了油田管理的自动化、智能化水平。
参考文献：
[1]高健，曲昌学，岳雷，殷文革，王威. 智能监控技术在油田注水井上的应用[J]. 石油钻探技术，2003，06：61-62.
[2]姬秀萍，庄福建，张连社，付士泉，杜祥义. 智能监控技术在油田注水井上的应用[J]. 油气田地面工程，2004，03：20.
[3]姚萱萱. 基于无线网络的油田注水远程监控系统研究[D].西安石油大学，2013.
[4]李强，张海浪，檀朝銮，魏方方，王全治，张丽. 基于物联网技术的注水井智能监控系统在青海油田的应用[J]. 中国石油和化工，2012，10：54-57.
关键词：油田；注水井；智能监控；应用；成果；
中图分类号：TE3 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2015）-01-00-01
一、油田注水井的现状
在传统生产管理模式下，注水井的各种设施工作状态监测、主要参数采集、注水量调配均需人工定时巡查、测量统计和调整，这种方式不仅增加了工人劳动强度，也严重影响了设备监测与采集数据的实时性及准确性。随着数字油田建设进程的加快，注水井监控信息化势在必行，各油田在油井智能化建设方面已取得显著成效，对于油井数据的实时采集、可靠传输和智能控制得到大量的应用，为注水井的自动监控系统建设奠定了相应技术基础。但注水井也有一些区别于油井的实际情况，如大部分井场无供电，注水井的智能应用主要体现在注水量的调配上，在压力维持稳定的条件下，水井注水量的调配以调节阀门开度来进行，这就需要注水井智能监控系统具备阀门开度自动调节功能，对于系统的反馈控制能力提出了新的要求。
二、油田智能注水无线监控系统原理
注水系统一般由注水站、注水管网、配水间、注水井等基本单元组成。其中注水站中的主要设备是注水泵和驱动注水泵的电机；注水管网主要由管线、阀门、三通和弯头等组成。在注水系统中，水由专门的水源提供，在各个供水水源，水经过过滤、沉淀等工序的处理，然后由供水泵将水输送到注水站的水罐中。在注水站中，水罐中的水经过注水泵的加压，注入到注水管网中，然后达到各个配水间。但由于油田区域分布广，注水管网复杂庞大，注水井的数目也比较多，因此油田的注水系统往往不只是一个注水站或单个配水间，而是包含有多个注水站、多个配水间。
（一）双流调节阀体技术，精心研制开发成功的，改变了传统调节阀大多使用闸阀而造成的调节困难。我们采用特种优质钢材双流平面旋转方式调节流量，压力、流量变送采集精度高，控制极为平稳，安全可靠，自动实现24小时稳流或稳压控制。
（二）系统配置有标准RS-485接口，可与GSM/GPRS数字在线传输直接接口联网。油田智能注水无线监控系统，机电一体将“双流”阀技术和先进单片机控制技术合成一体，成功地解决了油田高压注水人工控制不安全的问题。
（三）油田智能注水无线监控系统单片机控制调节，单片机系统接收人工设定的参数，并与减速机输出机构的位置反馈信号以及双流阀后端压力流量传感器输出压力、流量反馈信号，进行比较，通过PID算法，输出电机正、反转控制信号。以位置信号通过电机转动，减速机力矩传递，到双流阀变成阀体转动开关度。
（四）油田智能注水无线监控系统磨轮式调节阀，精密而简练的设计思路，其关键零件“磨轮”选用了耐磨损、耐腐蚀的优质材料制作，能大幅度地提高使用寿命。故具有结构简单、操作快速、流量调节线性好、使用寿命长等显著优点。
（五）油田智能注水无线监控系统无线自动化传输技术，为适应数字化 油田需要，该系统配置有标准RS-485接口，可与GSM/GPRS在线传输直接接口联网。通过微电脑设定参数，对各注水井的瞬时流量、压力、注水工作状态等数据进行在线自动跟踪、监测和调控，实现精确注水。
（六）油田智能注水无线监控系统系统主要功能：
1、实现配水间各注水井的瞬时流量、压力、注水工作状态等数据进行计算机在线自动跟踪、监测和调控。
2、系统对整个配水间或单井来说能真正起到自动调节的作用，注水流量能够自动控制在配注范围之内，较好地解决了注水井人工控制精度差、监控工作量大等问题。
3、电控采用单片机控制脉宽调制技术，闭环稳流控制，压力流量精度高，设定流量范围，自动实现24小时稳流控制。
4）、停注或注水干线压力下降后，注入水倒流造成地层出砂，安装本系统的配水间会有效解决。设定注水起动压力，当干压小于起动压力时，自动关闭“双流阀”防止压力反吐砂堵，干压恢复时，自动开阀。
三、油田智能注水特点
（一）整体采用撬装结构，可以很方便的实现安装和更换；
（二）供电方式灵活：对于井场无供电的注水井，可以使用太阳能光伏供电、电池供电，对于井场可供电的注水井，可以采用工业供电模式；
（三）设置方便：系统设置菜单全中文化，具备手动控制和自动控制功能；
（四）低功耗：采用套筒式流量自控装置实现高压（35～45MPa）注水智能调控，高压差调控扭矩小、节能，整套设备额定功率仅为 15W；
（五）硬件接口与通信标准化：系统硬件接口和数据通信采用标准化设计，简化了培训和维修，各厂商之间的设备也能灵活互联互通，扩展了设备选择范围，降低了集成成本；
（六）设备功能可靠：采用工业标准设计，各功能模块器件均选用优工业级产品，使用温度可达 -40℃～85℃；系统安全性好，电源、信号 入 出 口 均 有 保 护 措施；各设备能够工作于野外环境。
四、结语
油田注水井的监控系统为油田的快速发展提供了基础，在实际应用中我们要立足于注水井的实际现状，不断提出针对性的解决方案，保证能够适应本地注水井的生产特点，更好的实现注水参数的实时采集发布、注水井工况的连续监测，降低工作人员劳动强度，提高数据的准确性，提高了油田管理的自动化、智能化水平。
参考文献：
[1]高健，曲昌学，岳雷，殷文革，王威. 智能监控技术在油田注水井上的应用[J]. 石油钻探技术，2003，06：61-62.
[2]姬秀萍，庄福建，张连社，付士泉，杜祥义. 智能监控技术在油田注水井上的应用[J]. 油气田地面工程，2004，03：20.
[3]姚萱萱. 基于无线网络的油田注水远程监控系统研究[D].西安石油大学，2013.
[4]李强，张海浪，檀朝銮，魏方方，王全治，张丽. 基于物联网技术的注水井智能监控系统在青海油田的应用[J]. 中国石油和化工，2012，10：54-57.