油田智能恒压（恒流量）注水控制系统  

 随着采油工艺的改进，在注水采油过程中越来越多的应用智能恒压或者恒流量注水工艺，来实现在一定压力或一定流量下向油层注水的目的。以前大多采用人工手动加压注水，或采用配水器的工艺来控制注水压力或流量，结果压力或流量控制精度较差，有可能由于注水压力过高造成油层断裂或由于流量不够造成各种各样的问题。因此，迫切需要一种全新的、自动的、节能的，稳定压力或流量的注水方式，以解决采油工艺中的生产问题。

   HYZS-30系列全智能恒压（恒流量）注水控制系统能够实现注水泵电机软启动和无级调速，可以根据注水系统中的各点注水压力或流量的变化自动调节注水泵的运行参数，在注水压力发生变化时保持水压恒定，或在注水流量发生变化时保持流量恒定。它是当今采油工业先进、合理的节能型注水系统。以其节能、高效、安全、稳定等优点，在采油工艺中得到了广泛的推广和应用。

   系统中PLC-可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，具有体积小、功能强、可编程、易维护等优点和适应恶劣工业环境的能力及其高可靠性。以PLC为控制核心，实现高稳定性，全自动，和灵活接收远程控制信号等控制方式。也可将前端集水池纳入控制系统中。

   系统中人机界面是在操作人员和机器设备之间作双向沟通的桥梁，触摸屏作为一种新型的人机界面，简单易用，功能强大，具有很好的稳定性，使它非常适合用于工业环境。使用触摸屏人机界面，能使系统操作简单，使设备更具人性化。方便现场控制及设定各种运行参数。

   系统中工控机在工业生产中得到了广泛应用，以其灵活开放和稳定性等特点，适用于联网集群式系统的综合管理和控制。在较大规模的采油场中，可以以工控机做上位监控系统，管理若干智能恒压力（恒流量）注水子系统，可远程设置压力（流量）等参数并进行远程起停控制。

系统特点:

1．压力恒定或流量恒定。根据设定压力或流量注水，管网压力或流量波动小于±3%，注水泵切换时压力稳定时间<30秒（注：功率越小系统波动时间越短）。

2．自动化程度高，稳定性强。系统由PLC（采用日本三菱FX2N系列）控制，自动控制加减泵和压力或流量调整。实现智能化注水，系统稳定可靠。

3．操作简单。运用触摸屏人机界面，人性化设计，简单易用。

4．可集中控制。能以工控机做上位监控系统，做到对每一个注水子系统的全面监测和控制，可进行远程参数设置及起停操作等控制。

5．集水池液位检测功能。可根据需要检测前端集水池液位并根据需要自动控制集水池进水。

6．软起动功能。主控泵以变频调速器控制，备用泵以软起动器控制。实现平滑起停和保证管网压力或流量稳定。

7．全面的电保护功能，缺相、短路、过载、欠压等故障时能自动处理并报警，故障水泵能自动退出注水系统，并可向上位微机综合系统报告故障。

8．管网保护功能，具有判断管网超压堵塞或欠压漏水功能。

9．可手动操作。

技术参数:

1.电源：三相AC380V，50Hz。

2.压力：0-30MPa，精度±3% 。

3.流量：0-100M3/D

4.单机容量：0.2-200KW。

工作原理:

   本设备由注水专用变频器，可编程控制器（PLC）、触摸屏人机界面及压力或流量传感器组成闭环控制系统。它根据传感器的信息自动调节注水泵电机的转速和备用泵的启停，使注水系统的压力或流量始终保持在预先通过触摸屏设定的压力值或流量值上，注水压力或流量由用户根据实际需要设定。 如配置有工控机综合控制系统，可方便实现远程控制和数据采集。

   为了保证系统在故障状态或检修状态下不影响注水，系统除了自动控制方式外还有手动控制方式，检修人员可在手动控制方式下，通过触摸屏上的按钮开关启停任一水泵。该系统还可增配水位监视与控制功能。当集水池水位过低时，注水泵会自动停运，待水位恢复正常后自动启动。并且能自动控制向集水池内加水。

   智能恒压（恒流量）注水控制系统通过测到的管网压力，经可编程逻辑控制器运算后，调节变频器的输出频率来调节注水泵转速，实现管网的注水压力恒定。

系统工作原理间图如下图所示:

   例如系统由三台注水泵，一套变频器，一套PLC和一套压力或流量传感器及若干辅助部件构成。各部分功能如下：安装于注水管道上的压力变送器将管网压力转换成4—20mA的电信号并送入PLC内；变频调速器用于调节注水泵转速以实现压力和流量控制；PLC用于逻辑运算和输出控制。附加的触摸屏界面进行人机对话，进行起停控制、参数设置、报警查询等操作。也可根据用户的需要不配置触摸屏，而以操作按钮及PID压力或流量显示及控制器等实现。

注：本系统为小功率应用，以一台变频调速器控制多台注水泵。

   此外，上述系统还配备了外围辅助电路，以方便检修和自动控制系统出现故障时可通过人工调节方式维持系统运行，保证连续生产。

选型说明:

  智能恒压（恒流量）注水系统主要由电气控制柜、压力或流量传感器、注水泵等组成。电气控制系统主要由空气断路器、变频调速器、交流接触器、热继电器、中间继电器、PLC及触摸屏等组成。选型时应考虑的基本要素有：

(1)单台注水泵的注水压力或流量不小于注水工艺要求的技术参数。

(2)单套控制系统的控制注水泵数保证总输出压力或流量不小于注水工艺要求的技术参数。

(3)确定控制是以压力为主控对象或是以流量为主控对象。

(4)确认是否加入前端集水池控制及是否配置上位微机综合控制系统。