试论油田差压变送器的干度控制自动化技术

    摘 要：利用差压变送器向井内注入一定干度蒸汽的方式，有助于促进油田稠油开采的效率提升，油田差压变送器干度自动化控制是促进锅炉供热效果提升的重要手段。文章主要围绕油田差压变送器干度控制自动化技术展开探讨，其中，针对相关的控制参数及难点等也进行了简要分析，以期为相关研究提供一些参考。

    油田稠油热采，主要是以湿度蒸汽为供热源，蒸汽干度作为可直接影响油田差压变送器运行安全的关键参数，针对其开展有效的自动化控制操作十分重要。现如今应用较为广泛的蒸汽干度控制方法多为常规控制，极易受到人为因素的影响，导致油田差压变送器运行安全性以及稠油热采效果大幅度降低的可能性相对较高。基于此，针对油田差压变送器蒸汽干度开展深入的自动化控制研究至关重要。

    1 油田注热锅炉控制参数
    油田注热锅炉主要应用于油田稠油热采作业，由于稠油的原油粘度会受到温度的影响，在稠油开采过程中，随着稠油的向上流动，其周围低温会处于不断上升的状态，而其原油粘度以及流动阻力也会随之而不断上升，再加上稠油本身含有大量的胶质物与沥青，因此选择开采设备时，必须要对设备性能进行严格把控，否则即便注热锅炉的相关参数得到了有效控制，稠油的采收率指标也很难达到要求。

    同时，在注热锅炉的运行过程中，为降低稠油的粘度与流动阻力，还需对锅炉的蒸汽干度以及燃烧效率进行严格控制，其中蒸汽干度与锅炉的高压热源有关，蒸汽干度越高，锅炉向油层中注入的湿饱和蒸汽就会拥有更高的深度，对稠油流动性与渗透性的改善效果也会更好；而燃烧效率则是与高温蒸汽热源有关，燃烧效率蒸汽热源的温度就会越高，这样在稠油与水进行加热时，二者间的密度差会变得更大，最终取得更好的重泄油效果，这些对于稠油采收率的提升都是非常有利的。另外，从施工操作的角度来看，在注热锅炉的应用过程中，还需利用传感器、自动化控制系统来对锅炉流量、温度、水量、压力等参数进行实时监控，并根据抽油开采作业的实际情况来对这些参数进行适当的调节，从而保证稠油开采作业的安全性与稳定性。

    2 油田差压变送器干度控制自动化技术应用分析
    随着国家科学技术水平的提升，连续监测电导探头相关研究也取得了一些可观的成果，推动了锅炉干度控制技术的发展。下文将针对基于自动化技术的油田差压变送器干度控制自动化系统进行详细分析。

    2.1 油田注热锅炉干度控制技术难点
    干度控制作为油田注热锅炉应用的核心技术之一，其对于锅炉运行性能的稳定性有着非常直接的影响，而要想利用干度控制技术来对锅炉进行有效管理控制，则需要对以下两方面技术难题进行重点关注： 第，为降低考虑外部环境因素以及油气热采条件对锅炉运行的影响，锅炉蒸汽出口的蒸汽干度指标通常应控制在70%-80%之间，但由于锅炉内的空间狭窄，且温度等环境条件比较恶劣，因此很难利用温度测量仪器直接进行测量，这就给锅炉蒸汽干度控制带来了很大的麻烦。针对这一问题，传统干度控制技术通常会通过人工化验的方式来对锅炉蒸汽出口处的蒸汽进行抽样检测，以便确定蒸汽干度，但由于该方法需要一定的检测时间，同时在检测过程中蒸汽干度又很容易出现变化，因此其误差往往会比较大[1]。在这一情况下，近年来行业相关专家与技术人员逐渐开发除了电导率分析法、双相流蒸汽干度测量法等多种干度测量方法，目前已经使蒸汽干度检测的准确性有了较大的提升。

    第二，从结构上来看，以单管受热为主的差压变送器要想通过软化水来对水泵进行增压，通常都需要先对软化水进行预热、对流、过渡、辐射等多道工序的处理，在这一过程中，软化水会长期滞留在锅炉管线内部，因此锅炉燃烧、给水很难对出口处的蒸汽干度产生直接影响，而使会在热量、水分传递一定时间（通常为10min）后，蒸汽干度指标才会出现变化，这对于蒸汽干度指标测量的准确性同样会造成较大的影响。

    2.2 油田差压变送器干度控制自动化系统构成
    该系统中存在换向阀、计算系统、中心控制系统等部分。其中，计算系统基本职能为对相关数据开展计算操作，利用的为SCL500可编程控制器。这种控制器具备较为优良的浮点运算能力，可促进工作人员的操作便捷性提升，且有助于确保所开展作业的连续性和稳定性。

    2.3 控制方式
    在油田差压变送器干度控制技术应用上，应合理明确转向阀的工作问题，并注重传感器的选择，一般情况下，自动化控制系统的传感器以GF双通道电导变送器为主，该传感器不仅性能稳定，而且具有报警装置，提高了锅炉自动化控制系统的运行效率。当自动化系统接收到对锅炉进行控制命令后，自锅炉启动到转向阀改变方向的运行时间应控制在2-3周，倘若时间周期过短，会导致自动化控制系统的工作频率增加，为后期的维护与保养工作带来不便，并影响锅炉的使用寿命；而时间周期过长，会导致锅炉内部换热器装置出现污垢，需要进行及时的清理，在此过程中，技术人员应注重更新进水数据与炉水数据，保证锅炉设备的测试操控。

    为有效解决进水数据与炉水数据在获取时间上的滞后性问题，技术人员需要利用数据堆栈的方式对其进行延时处理，采用该种技术方法，能够在相同的环境下，对进水电导率和炉水电导率进行合理的比较与分析，以此强化油田差压变送器干度数值的计算准确性与可靠性。值得注意的是，锅炉启动的初期阶段，由于设备内部的压力变化复杂，趋向不稳定性，此时设备仪器上显示的干度数值不具备代表性和参考价值，相关人员应忽略这一阶段的参数，避免发生误导、错报的问题。当锅炉出汽口出现稳定的蒸汽输出时，应检测蒸汽的温度与压力，并做好相应的记录工作，以此保证获取数据的准确性[2]。

    2.4 应用优势分析
    控制系统的应用，实现了对进水与炉水的科学有效研究，对解决锅炉设备的老化与污垢问题具有重要的意义。基于干度控制自动化技术的应用，不仅促进了控制系统的优化配置，也有利于人工操作能力的提升。而换热装置的应用，可有效改善电导率测量误差，促进炉水与进水步骤实现对流效应，实现相互间的热量交换，降低温差，避免对控制系统产生不利影响，智能化阀门的应用，可实现进水用户炉水之间自由切换，增加对设备内污垢的处理能力，有利于强化对锅炉装置的管理工作。

    在油田差压变送器中心控制系统中，电容触摸屏的应用，也是自动化技术的一大优势，技术人员通过对触摸装置的使用，可极大提高干度控制工作效率，并且优质液晶触摸显示屏的应用，不会受到外界自然环境的影响，保证了锅炉设备较好的工作性能。此外，干度自动化控制系统还具备温度测量、流量监控以及干度报警等功能，对锅炉设备在日常使用中可能出现的故障问题，具有较强的预防解决机制，保证管理工作的高效率开展。总之，在油田差压变送器干度控制管理工作中，相关人员应明确自动化技术的应用优势，并合理分析各项装置的参数标准，提高管理工作水平[3]。

    3 结语
    综上所述，充分发挥油田热注锅炉自动化控制系统的实效性，有助于更好的确保锅炉系统运行及生产的可靠性和安全性，促进油田稠油热采效率提升。据相关实践显示，利用现代化的自动控制技术，可更好的确保锅炉机组运行稳定性，且有助于变负荷速度更好的满足机组运行现实需求，促进能源节约整体效率提升，减少人员工作压力，创造更多的社会及经济效益。