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        新型GY功圖液面測(cè)試儀在油田中的應(yīng)用研究

        2015-05-30 10:48:04高先武
        關(guān)鍵詞:抽油機(jī)應(yīng)用研究

        高先武

        摘 要:目前我國是通過檢測(cè)抽油機(jī)工作時(shí)本身的載荷及其位移信號(hào)的瞬間變化來繪制成示功圖,從而對(duì)抽油機(jī)的工作情況實(shí)施檢測(cè)和分析。傳統(tǒng)的功圖液面測(cè)試儀在抽油機(jī)的實(shí)際工作過程中主要是檢測(cè)抽油機(jī)工作的穩(wěn)定性,檢測(cè)具有單一性。隨著油田現(xiàn)代化大生產(chǎn)的發(fā)展,傳統(tǒng)的功圖液面測(cè)試方式已不能滿足企業(yè)對(duì)抽油機(jī)準(zhǔn)確性與快速性的需求。因此,一種新型的GY功圖液面測(cè)試儀開始運(yùn)用到抽油機(jī)的實(shí)際工作當(dāng)中去。文章主要是介紹新型GY功圖液面測(cè)試儀的基本構(gòu)成及其具體操作情況,并對(duì)其工作原理及其如何計(jì)算誤差進(jìn)行了闡述,從而運(yùn)用新的科學(xué)技術(shù)來完善傳統(tǒng)功圖液面測(cè)試中存在的不足。

        關(guān)鍵詞:新型GY;功圖液面測(cè)試儀;抽油機(jī);應(yīng)用研究

        中圖分類號(hào):TE9381 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2015)24-0043-01

        由于油田的持續(xù)勘探和開發(fā),很多油田的井下勘探情況變得復(fù)雜,井下的不同種介質(zhì)會(huì)影響到油井出現(xiàn)出砂、出氣、結(jié)蠟等情況,從而對(duì)抽油泵或井上相關(guān)基礎(chǔ)配套設(shè)備產(chǎn)生負(fù)面影響。因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)油井的實(shí)際情況不同,所以導(dǎo)致了功圖液面測(cè)試儀的種類繁多。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,使得功圖液面測(cè)試儀在相關(guān)功能及其性能方面得到了極大的改善,一種新型的GY功圖液面測(cè)試儀孕育而生。新型GY功圖液面測(cè)試儀可以用來精準(zhǔn)的測(cè)量油井下方液面的深度以及提供繪制示功圖的參數(shù)數(shù)據(jù)等。為了更好的使用這種儀器來進(jìn)行井下作業(yè)勘察,就必須了解這種儀器的優(yōu)點(diǎn)及相關(guān)操作方法。

        1 新型GY功圖液面測(cè)試儀的基本構(gòu)成及具體操作

        GY功圖是采集抽油機(jī)井下作業(yè)信息的重要曲線載體,可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)抽油機(jī)在井下作業(yè)時(shí)發(fā)生的一些情況,并及時(shí)把采集到的數(shù)據(jù)用示功圖繪制出來,對(duì)其進(jìn)行分析和研究,從而找出產(chǎn)生這些突發(fā)狀況的重要原因。除此之外,還可以對(duì)油井下工作程序是否合理,各種參數(shù)的組合是否符合井下作業(yè)的基本情況做出測(cè)評(píng),從而運(yùn)用示功圖來對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析,有針對(duì)性地消除油井故障,進(jìn)而保證井下作業(yè)的順利進(jìn)行及提高油井的產(chǎn)油量。

        1.1 新型GY功圖液面測(cè)試儀的組成部分

        新型GY功圖液面測(cè)試儀主要是由三部分組成,分別是數(shù)據(jù)記錄儀、液面測(cè)試儀及示功圖測(cè)試者三個(gè)部分,除此之外還有一些輔助性的測(cè)試電纜。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄是采用箱式結(jié)構(gòu),搜集和分析數(shù)據(jù)一般是要靠相對(duì)獨(dú)立的主控板插接方式。所以導(dǎo)致其井下作業(yè)的穩(wěn)定性、分析數(shù)據(jù)的精確性及調(diào)控與維護(hù)的可能性越來越不能油井勘探的現(xiàn)實(shí)需求。數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計(jì)成手持式,有按鍵和觸摸兩種操作方式。液面測(cè)試儀由井口連接器和聲波發(fā)生器兩部分組成,采取內(nèi)壓、氮?dú)饧翱諝馊N發(fā)聲方式。示功圖測(cè)試儀分為載荷傳感器與位移傳感器,通過檢測(cè)抽油機(jī)的載荷和位移的變化來進(jìn)行曲線的繪制。它通過無線接口來接收采集到的數(shù)據(jù)信號(hào),從而進(jìn)行繪圖操作[1]。伴隨著石油勘探技術(shù)的發(fā)展,讓操作流程一體化、簡(jiǎn)單化,數(shù)據(jù)采集的精確化,檢測(cè)結(jié)果的快速有效化是目前石油井下勘探的發(fā)展趨勢(shì)。

        1.2 新型GY功圖液面測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)

        GY功圖液面測(cè)試儀給示功圖的檢測(cè)和診斷帶來了方便,它可以精確的獲取到井下作業(yè)的一些實(shí)際數(shù)據(jù),通過示功圖來對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行描繪和分析。這種儀器現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于對(duì)煤層氣、油井的檢測(cè),滿足了實(shí)時(shí)監(jiān)控油井作業(yè)的需要。它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是采用SD卡的形式,這種存儲(chǔ)方式具有儲(chǔ)量大,回放資料便捷的特點(diǎn)。像平常一個(gè)兩G作左右的SD存儲(chǔ)卡大概可以存入3萬口油井的資料。

        這種儀器的實(shí)際數(shù)據(jù)技術(shù)指標(biāo)有這些:它的載荷測(cè)試范圍在0~140 kN之間,載荷測(cè)試的精度控制在2%左右。動(dòng)液面測(cè)試范圍在10~3 000 m之間,動(dòng)液面測(cè)試的精度為1%左右。位移測(cè)試范圍在0~9 m之間,位移測(cè)試的精度為1%左右。傳感器的工作適宜溫度為-40~85℃之間,記錄儀的工作適宜溫度為-35~85 ℃之間。井口連接器的耐壓度為20 MP,存儲(chǔ)數(shù)量為3萬口井。

        1.3 新型GY功圖測(cè)試儀的操作流程

        在操作數(shù)據(jù)記錄儀時(shí),要通過液面上面的信號(hào)接口來顯示并記錄所探測(cè)到的信號(hào)波形。在開機(jī)后6 min以上,如果沒有在鍵盤上進(jìn)行操作,那么數(shù)據(jù)記錄儀的顯示屏就會(huì)熄滅,從而進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)[2]。在溫度較低的環(huán)境下,數(shù)據(jù)記錄儀還會(huì)自動(dòng)開啟加熱系統(tǒng),進(jìn)而保證儀器進(jìn)行正常工作。由一體化井口組成的液面測(cè)試儀把井口連接器與聲波發(fā)射器進(jìn)行連接,繼而通過接納聲波來探測(cè)液面的深度。示功圖測(cè)試儀分為載荷傳感器與位移傳感器,通過檢測(cè)抽油機(jī)的載荷和位移的變化來進(jìn)行曲線的繪制。它通過無線接口來接收采集到的數(shù)據(jù)信號(hào),從而進(jìn)行繪圖操作。

        2 新型GY功圖液面測(cè)試儀的工作原理及計(jì)算誤差的方法

        2.1 通過聲波測(cè)試來計(jì)算液位

        這種儀器計(jì)算液位的方法就是,在已知聲波傳播速率的情況下,運(yùn)用GY功圖液面測(cè)試儀來統(tǒng)計(jì)聲波從井口到油井液面的傳播時(shí)間來計(jì)算液位井口連接器裝在油井的套管上,聲波信號(hào)就在油管和套管之間進(jìn)行傳播。聲波發(fā)射器在向井底發(fā)射出聲波后,微音器就開始采集回聲信號(hào),數(shù)據(jù)記錄儀進(jìn)行相應(yīng)的存儲(chǔ)。通過統(tǒng)計(jì)聲波信號(hào)在井下傳播的時(shí)間,來計(jì)算油井的液位。它的一般公式是這樣:液位會(huì)等于聲波速度乘上聲波在傳遞過程中所花的時(shí)間再除以二。(下轉(zhuǎn)53頁)

        (上接43頁)

        2.2 示功圖的主要工作原理

        示功圖主要是用來檢測(cè)抽油機(jī)的載荷及位移信號(hào)的瞬時(shí)變化,通過數(shù)據(jù)記錄儀來收集信息進(jìn)行計(jì)算和繪圖。示功圖主要是反映抽油機(jī)懸點(diǎn)做功的大小,橫坐標(biāo)是懸點(diǎn)所做的位移,縱坐標(biāo)是懸點(diǎn)的載荷。抽油機(jī)的實(shí)際工作情況會(huì)在示功圖上反映出來,從而形成一個(gè)封閉的圖形。相關(guān)工作人員可以通過觀察示功圖來判斷抽油機(jī)的實(shí)際運(yùn)行狀況。要測(cè)試載荷的瞬時(shí)變化,則是通過感應(yīng)柱上黏貼的應(yīng)變片把感應(yīng)柱頭的形變轉(zhuǎn)化為應(yīng)變片內(nèi)阻值的變化,進(jìn)而將載荷變化轉(zhuǎn)化為可以實(shí)時(shí)監(jiān)控的電信號(hào)。

        2.3 液位測(cè)試誤差計(jì)算方法

        回聲圖測(cè)試會(huì)有一個(gè)時(shí)間間隔誤差,它的數(shù)值為1 ms,相當(dāng)于液位測(cè)試誤差的0.2 m。誤差的產(chǎn)生有很多因素,套管的壓力、還有傳播中媒介的溫度及材質(zhì)都會(huì)影響到誤差的產(chǎn)生,但大體來說,都還在可控的范圍內(nèi)[3]。測(cè)試信號(hào)的誤差決定了壓力測(cè)試的誤差,但由于數(shù)據(jù)都標(biāo)定在每個(gè)儀器中,用工程值來顯示,因此,壓力信號(hào)的最大誤差不能超過1%,載荷的測(cè)試誤差不能超過1%。而位移傳感器的測(cè)試誤差是由標(biāo)定的精度和采樣間隔所決定的,標(biāo)準(zhǔn)位移測(cè)試誤差不得超過0.5%。

        3 結(jié) 語

        新型GY功圖測(cè)試儀在石油勘探中的廣泛應(yīng)用極大地節(jié)省了油井作業(yè)時(shí)間,從而節(jié)省了大量的人力物力,提高了油田的開采效率。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)于油田開采的技術(shù)和方法也會(huì)不斷的更新與研發(fā),GY功圖測(cè)試儀也會(huì)不斷得到完善與發(fā)展,從而革故鼎新,推動(dòng)我國石油化工業(yè)又好又快發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 郝宏偉.新型GY功圖液面測(cè)試儀在油田中的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,(31).

        [2] 劉中磊.基于功圖的抽油井遠(yuǎn)程工況診斷系統(tǒng)研究[D].西安:西安石油大學(xué),2013.

        [3] 蔣子健.基于軟測(cè)量的油田動(dòng)液面測(cè)量方法的研究[D].沈陽:沈陽工業(yè)大學(xué),2014.

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