【摘 要】
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分层注水是油田提高原油开采率、减小层间干扰、维持油田长期稳产的有效技术途径。目前油田使用的偏心调注工艺,设备维护成本高、测量精度低、调控工作量大,无法实现流量的自
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分层注水是油田提高原油开采率、减小层间干扰、维持油田长期稳产的有效技术途径。目前油田使用的偏心调注工艺,设备维护成本高、测量精度低、调控工作量大,无法实现流量的自动控制。针对这些不足和问题,结合实际的工艺与测控需求,本文提出了一种流量测控系统,能够实时测量井下各注水层参数,并利用改进的PID算法控制电机转动状态,控制水嘴开度,从而调控各层注水流量。论文的主要工作和研究成果如下:结合现场注水工艺以及井下高温、高压、强腐蚀、空间小等恶劣因素,完成分层注水流量测控系统的整体方案设计。基于压阻传感器对压力、温度敏感的特性,无需温度传感器的条件下,实现利用一个压阻传感器同时测量压力、温度两个参数。从理论上分析了压力温度同时测量的原理,利用回归分析方法对压阻传感器的测试数据进行建模分析,确定了压力温度测量模型。在满足压力、温度测量精度的前提下,减小井下占用空间和成本,也简化了安装要求。根据实际注水工艺及注水量的要求,选择差压式流量计测量流量;针对3种不同管径,利用Fluent软件仿真确定了不同流量下的最佳节流件开孔直径;分析了温度、管道倾斜角对流量测量的影响,确定了修正模型。完成了分层注水流量测控系统的软硬件设计。硬件设计考虑了井下高温、高压、空间小等因素,以dsPIC33F控制芯片为核心,设计了电源电路、测量电路以及流量控制电路;通过软件实现了数据采集、流量测量与控制和电机控制,采用改进的PID控制算法,设置控制带,超出控制带才进行控制作用,减少了电机动作,延长了电机寿命;设置地面和井下两种控制模式,使现场控制更加灵活。该系统通过模拟井测试,压力测量精度达0.5%FS,温度测量精度达±0.5℃,流量测量精度达3%FS,流量控制误差小于5%,达到预期的效果。
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