（江汉油田清河采油厂 262714）
　　提 要：应用压力传感器与变频调速器实现柱塞泵恒压注水的全自动控制，在保证油田恒压平稳注水的同时，可有效避免回流损失，节约了电能。在可行性理论分析的基础上，介绍了变频调速自动控制系统的组成和工作原理。
　　主题词：注水 柱塞泵 变频调速 压力传感
　　一、 问题的提出
　　清河采油厂采油五队4#接转站负责M14区，M5区的注水任务，该区块属中低渗透普通稠油油藏层，平均注水压力在9.6MPa，联合站注水压力只有6MPa，远不能满足M14、M5区的注水要求，2007年四号接转站投入运行三台增压注水泵（5DW175-42/20），负责全队10个班组66口增压注水井，每天1656方的注水任务（每小时69方）。
　　随着注水开发的持续，地层被杂质、细菌、逐渐堵塞，地层注水启动压力逐年升高，注水量逐年下降，注水耗电逐年上升。由于区块小，注水与洗井共用一套管网，因此，即使在泵排量与井口注入量很匹配时，一旦有个别井洗井用水时，又会使井口注入量与泵排量严重的不匹配，致使管网压力下降.注水系统失去平衡，很难实现平稳注水，能找到恒压注水方式将会给注水系统平稳带来很大好处。
　　针对注水存在的实际问题，结合现代变频调速技术的发展.我们提出了在4#接转站柱塞式注水泵上应用变频调速技术实现柱塞泵油田注水自动控制的设想。
　　二、可行性分析
　　从柱塞泵的结构特性中，可知在不改变泵体结构的情况下，只有调速运行，改变柱塞往复运动的次数才能满足现场恒压注水的要求。我国往复式柱塞泵一般处于中低速运行，其密封件及阀体的加工水平基本满足泵在额定转速下的正常运行。我们要做的工作是降低转速、减少出口排量，使之与井口注入量相匹配。在这种情况下，泵的机械性能、密封性等只能得到改善，可以肯定地说，泵在变频调速后一定能正常运行。
　　由往复式柱塞泵的恒速P一Q曲线可知，在变速时泵的排量Q与泵压P是无关的。即泵的出口压力取决于与泵配合工作的管线特性。由于关井、地层吸水能力等因素，导致油田注水情况多变。因此，可把柱塞泵注水看成是泵与一组变化的管路配合工作。但无论怎样变化，管路的管损是一定的，当注水量Q变化时，P也会随之变化，此时被安装在泵出口感应器将压力变化传给变频控制器，再由变频控制器对变频器频率进行调整，使P回到设定的值。
　　三、系统组成及工作原理
　　把泵出口压力作为一次仪表的采集信号，控制中心采用单片微机进行程序控制。应用变频器实现压力反馈闭环控制，连续无静压调速。控制系统由ABB变频器、变频控制器、、压力传感器、测量系统、显示单元等组成。
　　控制原理：压力变送器将管网变化压力信号反馈给微机测控系统，微处理机根据系统变化压力信号与给定压力值进行偏差比较，经过放大、PID运算、调节处理，得出最佳控制参数来控制变频器频率，从而实现需流量和在恒定压力下调速运行。控制原理见图1。
　　图1柱塞泵变频调速自动控制运行框图
　　四、系统的效果评估
　　系统投入自动控制后，可减少因有注水井注不进时注水系统压力升高带来的电能浪费，注水压力的升高也会对管网造成损伤，减少设备和管网的使用寿命，也可防止因穿孔等其它原因造成注水系统压力降低后未能及时调整泵频率而导致注水量无法完成，使对应油井产量降低。
　　该系统投入使用后，可实现油田恒压注水自动化管理，减轻了工人的劳动强度，为油田平稳注好水、注够水提供了技术保证。
　　五、结论
　　1、柱塞泵注水的油田完全可以应用变频微机测控技术实现恒压注水自动控制，提高油田注水自动化管理水平。
　　2、该系统的实现，可以达到设备高效节能运行、延长设备使用寿命降低劳动强度，改善工作环境。
　　3、该控制系统为我国小油田注水自动控制探索了一条新路，也可用于老油田分压注水的子系统，具有较高的实用价值和广阔的推广应用前景。
　　曾芳莉简介：曾芳莉， 1984年10月出生，女，民族汉，籍贯湖北天门，江汉油田清河采油厂采油采油五队工作，工学学位，研究方向：采油工程。