專利名稱：一種注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于油田注水技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著注水開發(fā)的不斷調(diào)整，油田區(qū)塊配注水量也隨之發(fā)生變化，導(dǎo)致泵站注水與管網(wǎng)不匹配，泵管壓差大，調(diào)節(jié)不合理，以致注水系統(tǒng)效率低。注水系統(tǒng)復(fù)雜，且注水網(wǎng)絡(luò)中未知運行參數(shù)的節(jié)點較多，人工分析難度非常大，無法保證系統(tǒng)運行方案合理，也無法準(zhǔn)確及時的進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，因此需要注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要目的是為了解決上述問題，提供一種通過注水系統(tǒng)優(yōu)化方法，對 注水泵站和注水井智能調(diào)節(jié)器進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，實現(xiàn)注水站內(nèi)注水泵的調(diào)節(jié)，跨罐密閉注水，保證注水運行穩(wěn)定，站內(nèi)供水和站外需求的壓、流匹配的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案是一種注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其包括注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)組成；注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)分別與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)與注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)連接；注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)主要包括提升泵機(jī)組、過濾器、存儲罐、注水泵機(jī)組和控制器；提升泵機(jī)組和注水泵機(jī)組分別與控制器連接；提升泵機(jī)組、過濾器、存儲罐和注水泵機(jī)組順序連接；控制器還與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括注水井調(diào)節(jié)器、注水井控制器和電源；注水井調(diào)節(jié)器與注水泵機(jī)組連接；注水井調(diào)節(jié)器和注水井控制器分別與電源連接；注水井調(diào)節(jié)器與注水井控制器連接；注水井控制器還與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)還包括變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動；提升泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)與控制器連接；注水泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動與控制器連接；提升泵機(jī)組兩端還分別連接有壓流檢測裝置；注水泵機(jī)組前后兩端也分別連接有壓流檢測裝置；注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)還包括前置泵機(jī)組；前置泵機(jī)組設(shè)于存儲罐和注水泵機(jī)組之間；前置泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)與控制器連接；前置泵機(jī)組前后兩段分別連接有壓流檢測裝置；壓流檢測裝置還與控制器連接；控制器通過有線或無線通訊與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水井控制器通過有線或無線通訊與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；存儲罐的前后兩段還設(shè)置有閥； 注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)至少為一個。本實用新型使用時注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)將清水或污水作為來水，經(jīng)提升泵機(jī)組注入到過濾器，再注入到存儲罐，再注入到前置增壓泵機(jī)組，再注入到注水泵機(jī)組，再注入到注水井調(diào)節(jié)器；存儲罐可以通過閥組合調(diào)整，實現(xiàn)跨罐密閉注水。提升泵機(jī)組的驅(qū)動電機(jī)可以變頻調(diào)節(jié)、前置增壓泵機(jī)組的驅(qū)動電機(jī)也可以變頻調(diào)節(jié)，注水泵機(jī)組的驅(qū)動電機(jī)也可以變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動；通過注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)采集信號，再進(jìn)入控制器，經(jīng)過控制器的分析，控制整個注水站的壓力、流量調(diào)節(jié)，也實現(xiàn)注水站的跨罐密閉注水，且協(xié)調(diào)、平穩(wěn)運行。注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括注水井調(diào)節(jié)器和注水井控制器，注水井控制器通過與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接從而采集注水井運行數(shù)據(jù)，也可以與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)交互可以是無線通訊，也可以有線通訊；注水井控制器同時控制注水井調(diào)節(jié)器，使用時調(diào)節(jié)器與注水井口或配水間連接，從而實現(xiàn)注水井水量調(diào)節(jié)。注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)采集管網(wǎng)地理信息(包含機(jī)泵、管線，閥配水間，井的空間位置、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))、注水生產(chǎn)信息和管網(wǎng)中各個環(huán)節(jié)的模型(主要包括注水泵壓\流模型，注水泵壓\效率模型，注水管線模型，配水間到井口模型，注水井模型)，利用管網(wǎng)地理 信息建立管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、提供網(wǎng)絡(luò)運算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)關(guān)系；注水生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)來自注水站內(nèi)控制子系統(tǒng)和注水井控制子系統(tǒng)(也可人工錄入)；注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)采用模型計算、模擬計算和生產(chǎn)運行計算；通過地理信息建立管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供模擬計算和生產(chǎn)運行計算關(guān)系數(shù)據(jù)；生產(chǎn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)來自站內(nèi)控制子系統(tǒng)和注水井控制子系統(tǒng)(也可人工錄入)，是采集的生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)；模型計算是運算各個模型參數(shù)；模擬計算模塊是模擬計算管網(wǎng)運行參數(shù)，提供管網(wǎng)設(shè)計模擬評價參數(shù)；生產(chǎn)運行計算模塊是計算生產(chǎn)運行評價參數(shù)，包括機(jī)泵運行參數(shù)，管網(wǎng)注水分布，管線診斷，注水系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)效率，井滿足率和滿足分布，形成最優(yōu)化方案，指導(dǎo)注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和注水井控制子系統(tǒng)調(diào)控。生產(chǎn)運行計算和模擬計算核心是采用正反向迭代算法。本實用新型具有從泵站到站外井口的調(diào)控，并且通過注水優(yōu)化控制系統(tǒng)優(yōu)化計算來指導(dǎo)其最優(yōu)調(diào)節(jié)方案，實現(xiàn)油田注水的一種綜合運行和優(yōu)化手段。數(shù)據(jù)監(jiān)測準(zhǔn)確、及時、測點多、實用性強(qiáng)的特點，可滿足各運行環(huán)境的需求，其不僅能夠記錄、傳輸數(shù)據(jù)，而且能對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化管理，將各種數(shù)據(jù)信息按照使用者的要求進(jìn)行處理，進(jìn)一步的滿足用戶要求。

圖I :本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2 :本實用新型的注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖3 :本實用新型的注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖4 :本實用新型的注水優(yōu)化子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。
具體實施方式
實施例如圖I所示一種注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其包括注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)組成；注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)分別與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)與注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)連接；如圖2所示注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)主要包括提升泵機(jī)組、過濾器、存儲罐、注水泵機(jī)組和控制器；提升泵機(jī)組和注水泵機(jī)組分別與控制器連接；提升泵機(jī)組、過濾器、存儲罐和注水泵機(jī)組順序連接；控制器還與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；如圖3所示注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括注水井調(diào)節(jié)器、注水井控制器和電源；注水井調(diào)節(jié)器與注水泵機(jī)組連接；注水井調(diào)節(jié)器和注水井控制器分別與電源連接；注水井調(diào)節(jié)器與注水井控制器連接；注水井控制器還與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)還包括變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動；提升泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)與控制器連接；注水泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動與控制器連接；提升泵機(jī)組兩端還分別連接有壓流檢測裝置；注水泵機(jī)組前后兩端也分別連接有壓流檢測裝置；注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)還包括前置泵機(jī)組；前置泵機(jī)組設(shè)于存儲罐和注水泵機(jī)組之間；前置泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)與控制器連接；前置泵機(jī)組前后兩段分別連接有壓流檢測裝置；壓流檢測裝置還與控制器連接；控制器通過有線或無線通訊與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水井控制器通過有線或無線通訊與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；存儲罐的前后兩段還設(shè)置有閥；注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)至少為一個。本實用新型使用時注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)將清水或污水作為來水，經(jīng)提升泵機(jī)組注入到過濾器，再注入到存儲罐，再注入到前置增壓泵機(jī)組，再注入到注水泵機(jī)組，再注入到注水井調(diào)節(jié)器；存儲罐可以通過閥組合調(diào)整，實現(xiàn)跨罐密閉注水。提升泵機(jī)組的驅(qū)動電機(jī)可以變頻調(diào)節(jié)、前置增壓泵機(jī)組的驅(qū)動電機(jī)也可以變頻調(diào)節(jié)，注水泵機(jī)組的驅(qū)動電機(jī)也可以變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動；通過注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)采集信號，再進(jìn)入控制器，經(jīng)過控制器的分析，控制整個注水站的壓力、流量調(diào)節(jié)，也實現(xiàn)注水站的跨罐密閉注水，且協(xié)調(diào)、平穩(wěn)運行。注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括注水井調(diào)節(jié)器和注水井控制器，注水井控制器通過與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接從而采集注水井運行數(shù)據(jù)，也可以與其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)交互可以是無線通訊，也可以有線通訊；注水井控制器同時控制注水井調(diào)節(jié)器，使用時調(diào)節(jié)器與注水井口或配水間連接，從而實現(xiàn)注水井水量調(diào)節(jié)。如圖4所示注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)采集管網(wǎng)地理信息(包含機(jī)泵、管線，閥配水間，井的空間位置、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))、注水生產(chǎn)信息和管網(wǎng)中各個環(huán)節(jié)的模型(主要包括注水泵壓\流模型，注水泵壓\效率模型，注水管線模型，配水間到井口模型，注水井模型)，利用管網(wǎng)地理信息建立管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、提供網(wǎng)絡(luò)運算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)關(guān)系；注水生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)來自注水站內(nèi)控制子系統(tǒng)和注水井控制子系統(tǒng)(也可人工錄入)；注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)采用模型計算、模擬計算和生產(chǎn)運行計算；通過地理信息建立管網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供模擬計算和生產(chǎn)運行計算關(guān)系數(shù)據(jù)；生產(chǎn)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)來自站內(nèi)控制子系統(tǒng)和注水井控制子系統(tǒng)(也可人工錄入)，是采集的生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)；模型計算是運算各個模型參數(shù)；模擬計算模塊是模擬計算管網(wǎng)運行參數(shù)，提供管網(wǎng)設(shè)計模擬評價參數(shù)；生產(chǎn)運行計算模塊是計算生產(chǎn)運行評價參數(shù)，包括機(jī)泵運行參數(shù)，管網(wǎng)注水分布，管線診斷，注水系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)效率，井滿足率和滿足分布，形成最優(yōu)化方案，指導(dǎo)注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和注水井控制子系統(tǒng)調(diào)控。生產(chǎn)運行計算和模擬計算核心是采用正反向迭代算法。本實用新型具有從泵站到站外井口的調(diào)控，并且通過注水優(yōu)化控制系統(tǒng)優(yōu)化計算來指導(dǎo)其最優(yōu)調(diào)節(jié)方案，實現(xiàn)油田注水的一種綜合運行和優(yōu)化手段。數(shù)據(jù)監(jiān)測準(zhǔn)確、及時、測點多、實用性強(qiáng)的特點，可滿足各運行環(huán)境的需求，其不僅能夠記錄、傳輸數(shù)據(jù)，而且能對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化管理，將各種數(shù)據(jù)信息按照使用者的要求進(jìn)行處理，進(jìn)一步的滿足用戶要求。
權(quán)利要求1.一種注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于該注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)包括注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)組成；所述的注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)分別與所述的注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；所述的注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)與所述的注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)連接；所述的注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)主要包括提升泵機(jī)組、過濾器、存儲罐、注水泵機(jī)組和控制器；所述的提升泵機(jī)組和所述的注水泵機(jī)組分別與所述的控制器連接；所述的提升泵機(jī)組、過濾器、存儲罐和注水泵機(jī)組順序連接；所述的控制器還與所述的注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；所述的注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括注水井調(diào)節(jié)器、注水井控制器和電源；所述的注水井調(diào)節(jié)器與所述的注水泵機(jī)組連接；所述的注水井調(diào)節(jié)器和注水井控制器分別與所述的電源連接；所述的注水井調(diào)節(jié)器與所述的注水井控制器連接；所述的注水井控制器還與所述的注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)還包括變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動；所述的提升泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)與所述的控制器連接；所述的注水泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)或軟起驅(qū)動與所述的控制器連接；所述的提升泵機(jī)組兩端還分別連接有壓流檢測裝置；所述的注水泵機(jī)組前后兩端也分別連接有壓流檢測裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的注水泵站調(diào)控子系統(tǒng)還包括前置泵機(jī)組；所述的前置泵機(jī)組設(shè)于存儲罐和注水泵機(jī)組之間；所述的前置泵機(jī)組通過變頻調(diào)節(jié)與所述的控制器連接；所述的前置泵機(jī)組前后兩段分別連接有壓流檢測裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的壓流檢測裝置還與所述的控制器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的控制器通過有線或無線通訊與所述的注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的注水井控制器通過有線或無線通訊與所述的注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的存儲罐的前后兩段還設(shè)置有閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述的注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)至少為一個。
專利摘要本實用新型公開了一種注水調(diào)節(jié)和優(yōu)化控制系統(tǒng)，其包括注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)、注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)組成；注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)分別與注水優(yōu)化控制子系統(tǒng)連接；注水泵站調(diào)節(jié)子系統(tǒng)與注水井調(diào)節(jié)子系統(tǒng)連接；本實用新型通過注水系統(tǒng)優(yōu)化方法，對注水泵站和注水井智能調(diào)節(jié)器進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，實現(xiàn)注水站內(nèi)注水泵的調(diào)節(jié)，跨罐密閉注水，保證注水運行穩(wěn)定，站內(nèi)供水和站外需求的壓、流匹配。
文檔編號E21B43/20GK202520290SQ20122005816
公開日2012年11月7日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者葉俊嫵 申請人:葉俊嫵