壓力變送器在注水井油套壓數據監控方面的應用探討

摘　要：隨著數字化在采油生產中的普遍應用，壓力、溫度、液位等數據的自動采集監控為生產決策提供了可靠的數據支撐。通過對普通壓力表在油套壓采集監控中存在的問題以及壓力變送器采集的優勢等方面的介紹，分析論證壓力變送器在油套壓數據采集監控中應用的可行性。

1 概念

        注水井的油壓表示井口注入地層的注入水在井口時的壓力，也叫注入壓力，套壓是油套環空的壓力。油套壓數據在一定程度上可以反映出地層的壓力水平，為精細注水提供重要的參考依據。我區目前平均注水井開井93口，油壓和套壓均采用普通壓力表進行數據采集，共計安裝油壓表93塊，套壓表89塊。

2 普通壓力表錄取存在的問題

2.1 錄取不方便

        我們都知道，油套壓數據每天必須得錄取一次，錄取的方式主要為井上工人現場落實上報，并且錄取的僅僅為24h中某個時間點的壓力，不能準確代表全天平均的壓力情況，同時站點員工需要對上報的油套壓數據手工錄入，工作量較大。

2.2 校驗周期短

        一般普通壓力表校驗周期為6個月。

2.3 故障率高

        0~25MPa 壓力表我區共計安裝182塊，2016年共計報廢65塊，故障率為35.71%。

3 關于壓力變送器

3.1 概念

        壓力變送器是一種將壓力變量轉換為可傳送的標準輸出信號的儀表，而且輸出信號與壓力變量之間有一定的連續函數關系（通常為線性函數）。

3.2 原理

        工作狀態下被測介質的兩種壓力通入高低壓力室，作用于敏感元件的兩側隔離膜片，通過隔離片和元件內的填充液傳遞到傳感器膜片兩側。傳感膜片與兩側絕緣偏上的點擊各組成一個電容器。當兩側壓力不一致時，測量膜片產生位移，其位移量和壓力差成正比關系。故兩側電容量就不等，通過震蕩和解調環節轉換成與壓力成正比的電流、電壓輸出信號。（輸出為標準信號的壓力傳感器4~20mA）

3.3 特點

        （1）被測介質廣泛，可測油、水及316不銹鋼和304不銹鋼兼容的糊狀物，具有一定的防腐能力。

        （2）高準確度、高穩定性，線性好，溫度穩定性高。

        （3）質量好，防水性能好，使用壽命較長。

4 壓力變送器在現場的建設應用

4.1 需要解決的問題

4.1.1 傳輸問題

        我們要將現場的壓力數據采集、傳輸、處理到非常后電腦顯示，首先得井場具備通訊條件。

      可以看出，我區目前開注的93口水井，其中85口注水井所在井場具備網絡通訊條件，能夠實現壓力變送器的安裝及壓力數據采集傳輸。

油一區各站點水井所在井場網絡情況統計表

4.1.2 數據處理問題

    壓力變送器將壓力數據采集上來后，如何轉化為我們可以在電腦上直接看到的數據？從上表可以看出有85口注水井的井場具備網絡通訊條件，同時這些井場也都在采集功圖數據，我們可以利用現有的 L201模塊，首先將3051壓力變送器采集的數據傳輸至 L201，再通過 L201將采集的數據處理后進行傳輸顯示。

4.2 壓力變送器相較于壓力表采集的優點

    就目前應用普通壓力表采集油套壓數據存在的問題來看，我們為什么要采用壓力變送器，壓力變送器的使用能給我們帶來哪些實際的好處呢？

    （1）數據自動采集與監控。壓力變送器能夠實現油壓套壓數據的自動采集與錄取，同時可以通過 SCADA 系統實時顯示壓力數據，井區、站點、作業區相關人員可以隨時查看壓力數據曲線。

    （2）高精度，數據采集更準確。注水井油套壓所用壓變量程0~25MPa，其精度等級為0.1%，而目前我們所在用的普通0~25MPa 的壓力表精度等級為1.6%，所以壓力變送器所測數據遠遠比普通壓力表采集數據要準確。

   （3）校驗周期長。壓力變送器每年校驗一次，而普通壓力表每半年校驗一次。如此，每年至少可以減少182塊壓力變的校驗工作量，幾乎就是儀表班一個月的工作量。

   （4）故障率低。我區目前共安裝壓力變送器126塊，2016年共計報廢8塊，故障率為6.35%，遠低于壓力表的35.7%。

   （5）彌補了 SCADA 系統在精細注水管理中的死角。

  目前我區在用的 SCADA 系統可以對全區所有開注的93口注水井的流量、管壓、分壓等數據進行實時采集，同時能夠自動生成注水報表與之相關的所有數據，然而油壓和套壓數據一直為人工手工錄入，錄取工作量大。采用壓力變送器采集數據后，就可彌補這一點，注水報表自動生成，再無人工錄入數據的情況發生，極大減輕員工的工作量。

5 結論與認識

  隨著數字化各項技術的廣泛應用，越來越多的數據都采用數字化手段進行采集監控，油套壓數據作為注水管理中重要的參數，在具備數字化手段采集監控的條件下，我們有理由也有必要應用壓力變送器代替普通壓力表對油套壓數據進行采集監控。