可控式無人值守井場(chǎng)配套技術(shù)研究與應(yīng)用

蔣志勇 景文杰 馬騰 韓利寶

摘要：自2009年數(shù)字化建設(shè)以來，可控的無人值守井站是提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)、人員成本的重要手段，它能夠有效改變員工原有的工作狀態(tài)和工作模式，實(shí)現(xiàn)油田轉(zhuǎn)型發(fā)展。本文從目前無人值守井場(chǎng)還存在很多問題，主要表現(xiàn)的幾個(gè)方面進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：可控 研究 應(yīng)用

一、方案實(shí)施過程

依托數(shù)字化平臺(tái)，對(duì)目前可控式無人值守井場(chǎng)存在的八個(gè)方面的瓶頸問題深入分析研究，提出解決方案。

1、油井動(dòng)液面測(cè)試

研發(fā)了油井動(dòng)液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)動(dòng)液面的自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)，降低人工動(dòng)液面測(cè)試的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)加密了動(dòng)液面的測(cè)試頻次。

1.1 結(jié)構(gòu)組成

動(dòng)液面在線監(jiān)測(cè)設(shè)備由井口連接器、排氣閥、消音器等組成，通過反射油管接箍波測(cè)得聲速，進(jìn)而測(cè)得液面位置。

1--2寸井口連接器，2--排氣閥，3---井口連接器鎖緊螺母，

4--天線，5--消音器，6--電源線進(jìn)線口，7--防爆接線盒

圖2-1 動(dòng)液面線監(jiān)測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)

1.2 工作原理

動(dòng)液面在線監(jiān)測(cè)設(shè)備采用回聲法測(cè)試原理，在具有一定壓力的套管氣作為發(fā)聲源來產(chǎn)生聲波，聲波在油管和套管的環(huán)空空間向下傳播過程中，遇到油管接箍和油氣界面后均會(huì)產(chǎn)生一定頻率的反射波。反射波由井口連接器的微音器接收后，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸給濾波電路板，再由濾波電路板對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的濾波、整形等處理，最終把測(cè)試數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控室并繪制出測(cè)試曲線進(jìn)而計(jì)算出液面深度。

1.3 技術(shù)實(shí)施過程

動(dòng)液面在線監(jiān)測(cè)設(shè)備通過三通接頭與套管連接，抽油機(jī)配電箱供電，實(shí)施每2小時(shí)一次的動(dòng)液面密閉測(cè)試，測(cè)試結(jié)果通過井組RTU實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，由油田內(nèi)網(wǎng)傳輸至終端客戶端，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)瀏覽和報(bào)表生成。

當(dāng)套管壓力大于0.3MPa時(shí)，RTU控制器通過對(duì)外電磁閥發(fā)出打開指令，產(chǎn)生聲源，同時(shí)RTU控制器模塊通過微音器采集聲波信號(hào)，經(jīng)過處理分析后通過數(shù)據(jù)通訊模塊發(fā)送中心進(jìn)行運(yùn)算。

當(dāng)套管壓力小于0.3MPa時(shí)，RTU控制器控制微型氣泵開始加壓，并通過微型氣瓶進(jìn)行儲(chǔ)氣，當(dāng)微型氣瓶壓力達(dá)到1MPa時(shí)，開啟對(duì)內(nèi)電磁閥發(fā)聲，同時(shí)RTU控制器模塊通過微音器采集聲波信號(hào)，經(jīng)過處理分析后通過數(shù)據(jù)通訊模塊發(fā)送中心進(jìn)行運(yùn)算。

2、油井防蠟

研制了地面電磁防蠟器，實(shí)現(xiàn)了地面管線與井筒的雙向防蠟，降低人工熱洗和加藥的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3、套管陰極保護(hù)管理

研發(fā)了套管陰極保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)運(yùn)行參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和報(bào)表生產(chǎn)，減少了人工定期巡查及參數(shù)錄取的工作量，方便管理。

二、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及效果分析

1、單項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用情況及效果

1.1 油井動(dòng)液面在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

在柳139-14井組（8口井）和五里灣二區(qū)柳82-49井組（3口井）中安裝動(dòng)液面自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，并利用無線寬帶內(nèi)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸及數(shù)據(jù)監(jiān)控。

從基本平穩(wěn)時(shí)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)看，與前期人工手動(dòng)測(cè)試對(duì)比，偏差在2.87%，能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求。

1.2 地面電磁防蠟技術(shù)

在吳464區(qū)塊開展了地面電磁防蠟器試驗(yàn)，共安裝單井電磁防蠟器2套、井組電磁防蠟器5套。對(duì)11口油井進(jìn)行連續(xù)跟蹤，停止加藥、熱洗等清防蠟措施，試驗(yàn)前后對(duì)比，平均熱洗周期由原來的35天延長(zhǎng)至141天，年減少熱洗費(fèi)用15.1萬元。

1.3 套管陰極保護(hù)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

在五里灣二區(qū)20個(gè)井組開展了陰極保護(hù)在線監(jiān)控技術(shù)試驗(yàn)，目前已全部上線運(yùn)行，能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)電流、電壓等運(yùn)行參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行時(shí)率的自動(dòng)計(jì)算，減少了人工參數(shù)錄取工作量。

1.4井場(chǎng)凝析油自流回收工藝

在五里灣一區(qū)柳87-40、柳84-41兩個(gè)井組進(jìn)行試驗(yàn)，凝析油回收率在60%以上。

目前井場(chǎng)自流式凝析油回收工藝已在13個(gè)作業(yè)區(qū)成功推廣，共應(yīng)用井組凝析油回收裝置532個(gè)井組，凝析油的日均排放次數(shù)由安裝前的3.2次降低至1.2次，日均排放量由安裝前的4.2ml降低至1.2ml，有效降低了人工排放凝析油的勞動(dòng)強(qiáng)度和安全風(fēng)險(xiǎn)。

2、技術(shù)集成應(yīng)用及效果

（1）經(jīng)濟(jì)效益

通過配套技術(shù)的集成應(yīng)用，節(jié)省了人工動(dòng)液面的工作量，節(jié)省了崗位員工人工凝析油排放、日常巡井的工作量，可實(shí)現(xiàn)無人值守，可節(jié)約生產(chǎn)成本9.27萬元。

油井動(dòng)液面在線監(jiān)測(cè)：38元/次·口×3口×24次=2736元

井場(chǎng)無人值守：90000元/人

（2）社會(huì)效益

降低了崗位工人進(jìn)行凝析油排放、技術(shù)人員進(jìn)行動(dòng)液面的安全風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高了無人值守井場(chǎng)的管控水平。

五、結(jié)論

（1）設(shè)計(jì)研發(fā)了油井動(dòng)液面、系統(tǒng)效率在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了油井動(dòng)液面、系統(tǒng)效率、耗電量等關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測(cè)，降低人工測(cè)試勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)為生產(chǎn)井的技術(shù)優(yōu)化調(diào)整提供了準(zhǔn)確、可靠依據(jù)。

（2）地面電磁防蠟設(shè)備具有較好的防蠟效果，可在我廠吳464、吳433、楊66等結(jié)蠟嚴(yán)重區(qū)塊進(jìn)行規(guī)模推廣應(yīng)用。

（3）開發(fā)了套管陰極保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，創(chuàng)新應(yīng)用低照度高清一體化攝像技術(shù)，替代人工井場(chǎng)巡查，為數(shù)字化無人值守奠定了基礎(chǔ)。

（4）設(shè)計(jì)了井場(chǎng)凝析油自流式回收工藝，實(shí)現(xiàn)凝析油的自動(dòng)回收，降低人工排放的安全風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)管理體制改革的建議，胡士信，1994，第5期，第5卷。

[2]唐明華油氣管道陰極保護(hù)北京石油工業(yè)出版社1986，604