【正文】 的磨輪式調節(jié)閥較之傳統(tǒng)形式的調節(jié)閥有著諸多的優(yōu)點，傳統(tǒng)形式的調節(jié)閥一般采用螺紋閥桿升降式結構，調節(jié)流量費力耗時，閥座易堵易卡，關閉不嚴，使用壽命短等缺陷。介質流體從閥門的進口端進入閥腔內，假設閥門正在關閉狀態(tài)，如 圖 5524（ a）所示，兩磨輪上的節(jié)流孔處于垂直相向位置，流道被完全堵死；隨后當電動執(zhí)行機構開始轉動一定的銳角角度，并通過閥桿的連接傳遞，使動磨輪也隨之轉動了一個銳角，這時兩個磨輪的相對位置就形成了如 圖 5524（ b）所示，工作面上的流道為兩個月牙孔，流體通過兩月牙孔被分成兩股支流，以后再合并為一股從閥門的出口處流出。角度之間的任意轉動，改變由兩塊動、靜磨輪組成的流道流通面積的大小來實現(xiàn)的，其工作面上流道變化的全過程就似天體月亮的圓缺變化的模樣，當執(zhí)行機構繼續(xù)轉至全開位置時，流道被完全打開，工作面上的流道截面好像兩 顆滿月的月亮，（如 圖 5524c）所示。 （ a）調節(jié)閥關閉 （ b）調節(jié)閥開啟 （ c）調節(jié)閥完全開啟 圖 5524 磨輪式調節(jié)閥原理圖 PID調 節(jié) 閥流 量 計+e日 配 注 量 27 圖 5525 流速調節(jié)控制框圖 在該裝置中，電機控制算法集成到流量計中，流量計與調節(jié)閥自構成了一個閉環(huán)的控制回路，當流量計接收到 RTU 發(fā)出的日配 注和流速調節(jié)時，流量計通過 PID 算法控制調節(jié)閥調節(jié)到符合控制精度要求的開啟度，其控制框圖如所示。此外， PID 控制算法已經固化在流量計中的信息處理芯片中。 表 5526 智能流量控制器 參數(shù) 型號 項目 LDZ15 LDZ25 LDZ50 LDZ80 公稱口徑（ mm） 15 25 50 80 公稱壓力（ MPa） 允許最大壓差 (MPa) 32 最大輸出扭矩 100Nm 流量調節(jié)范圍 ( hm/3 ) ～ 2 ～ 8 ～ 50 5～ 100 計量精度等級 ； 控制精度 見圖 5527 工作電源 DC 24V 啟動電流 (最大 ) 動態(tài)電流 300mA 靜態(tài)電流 4mA 電機額定功率 10W 流量計工作電流 100μA 閥體材料 WCB； SUS316 閥芯材料 (磨輪 ) SUS401 連接方式 法蘭 GB/ 28 電氣接口 M20 防爆等級 /防護等級 ExdIIBT4/ IP68 流 量 點 ( m3/ h )0 . 1 Q m a xQ m a x ( 最 大 流 量 )0 . 7 5 Q m a x 0 . 5 Q m a x 0 . 3 Q m a x 控 制 精 度 ( % )1 09876543210代 表 精 度 等 級 設 置 為 1代 表 精 度 等 級 設 置 為 2代 表 精 度 等 級 設 置 為 3 圖 5527 智能 流量控制 器 控制精度曲線 ? 光伏供電系統(tǒng) 在注水井流量遠程控制系統(tǒng)采用的光伏供電系統(tǒng)中，供電持續(xù)性是最為關鍵技術之一。為確保電力供電持續(xù)性，我們在原注水井自動計量與監(jiān)測系統(tǒng)基礎之上添加了一塊太陽能板和蓄電池，也就是目前該系統(tǒng)采用了兩塊 20W 的太陽能電池板和兩節(jié) 12Ah、 12V 的蓄電池為 RTU、無線遠傳設備和智能 流量控制器 提供動力電源。 29 圖 5528 所示光伏供電系統(tǒng)使用外觀圖 為保證光伏供電 系統(tǒng) 的持久性和可靠性，我們對系統(tǒng)做了如下一些改進： （ 1）選用低扭矩磨輪式閥門，降低電機負荷，使一套光伏供電系統(tǒng)能同時驅動兩臺流量控制，有利于地面分注井實施。 （ 3）采用“低功耗”設計理念，降低系統(tǒng)靜態(tài)功耗，延長電池供電時間，提高電池使用壽命。 ? 控制終端 水井基本數(shù)據(jù)、水井測控設備運行參數(shù)、報警參數(shù)設置。 ? 后臺數(shù)據(jù)庫展示平臺 （ 1）可以實時顯示設備狀態(tài)，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集終端的數(shù)據(jù)實時傳入服務器，打開相 關界面可實時顯示該井的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，如井口壓力、流量數(shù)據(jù)等 （如下圖所示） ； 31 西 4066 數(shù)據(jù)展示頁面 （ 2）任何用戶可以在局域網上及時準確的查詢采油隊的每口油水井的工作情況，實現(xiàn)數(shù)據(jù)網絡共享 （ 3）授權用 戶可以通過網絡遠程設置注水井日配水量，遠程遙控注水井單井注水量； ? 報警軟件 工作人員利用此軟件可以查看、處理所轄油井的報警信息，用戶可以靈活的根據(jù)需要設定警報是否關聯(lián) 短信和那些警報關聯(lián)短信（關聯(lián)總開關和警種分開關）。同時提供單井技術參數(shù)維護功能，可以隨時變更單井技術參數(shù)，為“功圖法”單井計量提供及時準確的計算參數(shù)。 報警軟件示意圖 可管理性 ? 安全管理 在注水井現(xiàn)場系統(tǒng)采用的太陽能供電 DC24V 或低于 DC24V安全電壓，完全解決了用電安全隱患問題。 33 圖 5531 智能流量控制器 防護設備 圖 5532 微功耗 無線 壓力變送器防護裝 置 ? 數(shù)據(jù)管理 由于壓力、流量、日配注等數(shù)據(jù)在后臺數(shù)據(jù)庫中都有存儲以及 web 都能很好的展現(xiàn)出來。 先導性試驗的實施效果 20xx 年 3 月在港西油田選擇了 3 口井進行 了先導 性 實驗，具體情況如下： （ 一）先導實驗 （ 1） 、選井原則 1)、便于開展試驗（選擇離廠區(qū)較近的井）的原則。 3)、按照適應性強（水質差，西一聯(lián)供水水質較區(qū)域壓差大）的原則進行選井。 34 表 5541 西 5141 井 5 月 1718 日瞬時水量在線采集數(shù)據(jù)表 2） 根據(jù)配注要求自動調節(jié)水量，明顯提高了注水井的執(zhí)配能力 。 35 表 5543 西 448 實驗數(shù)據(jù) 截至目前，該井系統(tǒng)運行正常，數(shù)據(jù)傳輸平穩(wěn)，且流量在合格范圍內。 4） 網絡遠程調控實驗數(shù)據(jù)記錄 ： 36 西 4066 網絡遠程設置調節(jié)日配注水量（設置調節(jié)精度為2） ① 通過網絡遠程設置西 4466 油管日配注水量 80 m3/d（ m3/h ），套管日配注水量 60 m3/d（ m3/h ） 。 ② 通過網絡遠程設置西 4466 油管日配注水量 50 m3/d （ m3/h ），套管日 配注水量 30 m3/d（ m3/h ）。 ③ 將注水井日配注水量調回油管 80 m3/d 、套管 60 m3/d 5） 注水井干線壓力變化時流量控制裝置調節(jié)實驗數(shù)據(jù) ： 表 5545 西 4466 實驗數(shù)據(jù) 通過對西 44 西 5141 和西 4066 三口井的先導實驗情況， 可以看出該遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠滿足生產需要。系統(tǒng)能夠在注水井壓力、瞬時流速異常等情況在第一時間內向相關人員發(fā)出聲光報警提 示，各級相關人員根據(jù)報警情況可以及時采取相應措施，提高生產時效； 5）、 采用遠程控制日注水量技術，減少了配水間，使注水工藝流程得到優(yōu)化簡化。根據(jù)油田實際需求，結合小試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，完善系統(tǒng)硬件、軟件功能。 20xx 年 1 月 — 20xx 年 6 月試生產階段。并將系統(tǒng)設備再次現(xiàn)場安裝，驗證改進情況、產品質量、穩(wěn)定性及適用性。完善、改進上階段存在的問題，車間小批量生產，產品進入推廣階段。根據(jù)市場需求，組織車間批量生產，達到在油田批量應用。經現(xiàn)場應用證明：注水井流量遠程控制系統(tǒng)是一個集采集、自動控制、傳輸、監(jiān)測、展示和分析于一體的信息化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)克服了以往傳統(tǒng)模式下注水井計量、水量調控和生產管理的各種 不足，實現(xiàn)對注水井運行狀態(tài)的自動化監(jiān)測、生產基礎數(shù)據(jù)的自動化采集和無線遠程控制，提高注水井的自動化管理水平，從而提高油田產量，降低油田開采成本，提高油田采收率，最終達到油田科學開采、當采盡采的目的。 41 應用效果 明顯 ： ① 系統(tǒng)同時實現(xiàn)了注水井瞬時流速、油壓、套壓、干線壓力等參數(shù)就地顯示與遠傳功能，極大地方便了油田生產管理，提高了管理水平； ② 生產曲線自動 繪制、以及工況診斷分析等智能分析系統(tǒng)，能幫助相關人員提高分析水平； ③ 實現(xiàn)注水井工況診斷報警功能，便于注水井工況分析、診斷，主要包括瞬時流速、壓力、日注水量等報警功能。 ④ 采用遠程控制日注水量技術，減少了配水間，使注水工藝流程得到優(yōu)化簡化。 ⑤ 無電源注水井采用光伏供電方式為系統(tǒng)提供電源，保證了系統(tǒng)正常供電，解決了無電源井 RTU 系統(tǒng)、智能流量控制器等設備的用電問題，又具有安全 、環(huán)保、經濟、實用的特點。 ⑦ RTU 系統(tǒng)和智能流量控制器整體功耗低，有效了保證了光伏供電的注水井的供電。 5）、成果轉化及產業(yè)化安排 太陽能供電全無線變送器注水井生產參數(shù)遠程測控系統(tǒng)實用新型專利（ ZL20xx 2 ）、磨輪式調節(jié)閥的磨輪實用新型專利（ ZL20xx 2 ） 20xx 年 7 月進行成果登記，20xx 年小批量生產銷售， 20xx 年底開始批量生產銷售， 20xx年批量生產銷售并實現(xiàn)產業(yè)化。 43 9．研究工作基礎及條件 ①研發(fā)能力保障 公司現(xiàn)有總 工程師 1 名，軟件工程師 4 名，自動化工程師4 名，專家級顧問 2 名，大專以上學歷員工占員工總人數(shù)的 90%，從技術人員比例上 看具備較強的研發(fā)能力； 公司設有總工程師 1 名，聘請專家級顧問 2 名，下設研發(fā)部，研發(fā)工程師 15 名，人員配備科學合理，從機構和人員上保證了公司的研發(fā)能力；公司每年計劃投入科研經費為年產值的 8%至 10%，在資金上保證了技術研發(fā)。 ②先導性實驗驗證技術可行 項目已經完成 研發(fā)、現(xiàn)場試驗、驗 收等工作，目前已進入中試及市場推廣階段。該系統(tǒng)實現(xiàn)日注水量、瞬時流量、壓力的自動計量和無線遠傳，實現(xiàn)單井注水量的本地和遠程控制，實現(xiàn)注水參數(shù)監(jiān)測、展示和統(tǒng)計分析。實施該項目還可減少生產管理人員，提高勞動生產率，改善工人的勞動環(huán)境，減少安全隱患；降低生產運行及管理費用，可以大量節(jié)約管道、配水間生產系統(tǒng)流程設備及土建原材料，達到項目設計要求 。經過試驗，證明該項目技術先進、實用，系統(tǒng)設備制造原料 易采購， 從技術層面不存在推廣的障礙。 公司下設市場營銷部，配備 4 名專業(yè)銷售人員。建設數(shù)字化油田、“注好水、多采 油”離不開“太陽能供電全無線變送器注水井生產參數(shù)遠程測控系統(tǒng)”這種先進技術的支撐。因此，該項目 具備產業(yè)化基礎， 推廣 應用 前景非常廣闊，經濟效益和社會效益巨大。 ④ 資金及資金管理能力保障 公司目前財務狀況較好，資金上能夠保證正常生產、銷售、人員工資、周轉等需要。公司市場目標群體為油田（國有特大型企業(yè)），回收貨款風險極小，公司在擴大生產后，可爭取銀行支持獲取貸款。 ⑤其他能力保障 公司 主營業(yè)務為自動測控設備研發(fā)、制造、安裝、咨 詢服務 ，注冊資本 500 萬元。具 備 油田技術服務和物資采購入網證。 10．承擔單位簡介 天津市萬眾科技發(fā)展有限公司是一家集自動測控設備研發(fā) 、制造、安裝、咨詢服務為一體的科技型公司，注冊資本 500萬元。具備油田技術服務和物資采購入網證。主要提供的 “ 油水 井生產參數(shù)遠程測控系統(tǒng) ” 、“無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”、“中低壓 用電設備遠程監(jiān)測系統(tǒng) ”等系統(tǒng)解決方案以及 無線壓力變送器、無線載荷變送器、無線溫度變送器、無線轉速變送器、無線流量計、 電 參數(shù)模塊 、 GPRS 模塊、無線數(shù)據(jù)網關、測控主機（ RTU）、智能流量控制器 的生產和銷售。系統(tǒng)技術先進、運行穩(wěn)定可靠、效果明顯，為油田地面優(yōu)化簡化提供了技術支持，降低了地面設施 投資成本，提高了油田管理水平。 20xx 年 3 月，公司開始“太陽能供電全無線變送器注水井生產參數(shù)遠程測控系統(tǒng)”項目調研、立項、研發(fā)、先導性實驗工作。 11．項目負責人及主要成員簡介 （ 1） 周成行： 副總經理、總工程師，男， 47 歲，本科學歷，副高級工程師， 1984 年畢業(yè)于南 京理工大學系統(tǒng)工程專業(yè)，負責技術工作。 20xx 年 12 月轉業(yè)地方，在天津市海格控制工程公司等單位任總工程師。 先后 7 次獲得中國人民解放軍科學技術進步獎， 2 次榮立三等功。 20xx 年 1 月作為股東進入天津市萬眾科技發(fā)展有限公司任 副總經理兼總工程師。 （ 2） 程泰翔：男， 48 歲，本科學歷，工程師， 1984 年畢業(yè)于中國計算機函授學院，負責技術編程工作。 （ 3） 徐洪超：男， 38 歲，本科學歷，工程師，畢業(yè)于華中理工大學工業(yè)自動化系，負責硬件及編程工作。 （ 4） 潘 朋 ：男， 28 歲，本科學歷，工程師， 20xx 年畢業(yè)于天津農業(yè)學院計算機科學與技術系，負責編程工作。 （ 5） 陳建平：女， 28 歲，本科學歷，工程師， 20xx 年畢業(yè)于天津工程師范學院自動化系，負責生產質量工作。 12．風險分析 （ 1） 、從國家政策層面上分析： 石油作為國家經濟命脈，在新的取代燃料出現(xiàn)之前，它在國民經濟中的地位無可