“井控自动控制系统相当于一把‘智能安全锁’,即使井口突发起压异常也能安全受控,确保以最短时间恢复生产。”8月17日,在西北油田采油一厂监控室内,全国劳模、西北油田首席技师毛谦明指着注气受效机抽井TK485剧烈变动的压力曲线说。
据了解,该厂注气三采井占比高,生产注气井、自喷井转抽后,在机采阶段容易出现抽喷现象,这些油井多为无人值守,定期巡检,井距远且比较分散,以前视频监控发现某井压力异常升高,需要巡检人员前往处理,尤其是夜间抢修人员、特种车辆协调相对滞后,形成井控安全风险。给安全环保带来挑战。
“困难面前有我们,我们面前无难题”,在采油厂大力支持下,2019年毛谦明创新工作室主动担责,带领技师团队深入现场,集中攻关难题,对抽油机刹车、防喷器、控制柜进行自动化改造。
围绕安全、可靠、稳定的设计思路,毛谦明他们针对各类设计思路运用“头脑风暴法”讨论分析,小组成员白天忙现场,晚上挑灯夜战,画了近百副设计草图,用六个多月确定了最佳方案。
小组成员把方案细化成液压刹车系统、液压防喷器系统、液压控制柜系统三个部分,并从技改材质优选、液压部件可靠性、程控井口压力传输处理,整体连锁控制等诸多方面,进行了多轮次的实验、论证、改进,最终研发出了《抽油机井井控自动控制系统》,此项发明填补了采油井控技术的空白,并获得了国家实用新型专利。
“技改过程坎坷,一次次难题的解决是认识的不断突破,比如最初计划防喷器内腔室使用弹簧,靠弹力打开闸板,但试验5次,仅打开3次,未达到设计要求而淘汰。”参与技改的技师赵帅领说。
该成果的创新点是根据井口油压变化实现了停机、刹车和防喷器等一系列自动化操作。将原有手动防喷器改造成液压防喷器,在原有手动刹车连杆的位置,加装液压控制装置,同时加装有线压力传感器,实时监测油压,实现了用油压控制井口,达到自动化操作的目的。
现场应用显示,抽油机生产过程中,一旦井口压力(油压)达到预设值时,液控系统PLC执行抽油机远程自动停机,随之抽油机液控刹车启动,关闭井口防喷器。油压、套压、回压变送器采用有线方式,整体联动控制由液控柜配套系统完成,具有自动化程度高,结构安全耐用的特性。
通过信息智能化手段实现对机采井的远程实时监控管理,异常起压时能够快速自动停机、刹车、关防喷器,解决压力异常升高造成井控风险难题,减少了停井周期和应急处理时间,降低后续井控处理成本,提高了油气井自动化管理水平。
该技改革新投用三年多来,已在西北油田60多口安装,年均消除油井异常起压200余井次,从抢维修费用、产量成本等方面折算,预计节约费用1000万元。