油田注水泵涂膜措施应用分析

针对油田注水泵长时间运行后泵体内部过流组件表面出现坑点和裂纹,泵内叶轮腐蚀、气蚀严重,泵效下降、单耗上升等问题,现场应用注水泵涂膜技术。通过在离心泵叶轮等过流部位涂覆优质涂料,提高泵内流道的光滑度,减小泵的水力损失,维持注水泵安全高效的运行。对三种涂膜技术进行对比,最后选定贝尔佐纳双组份1341修补剂。涂膜后的注水泵平均泵效上升2.28个百分点,平均注水单耗降低0.22kWh/m^(3),措施后的注水泵均达到了有益效果,解决了注水泵长期运行所引起的泵效下降、单耗上升的问题,节能效果明显,现场涂膜的4台注水泵年可节约电量275.6×10^(4)kWh,年节约电费194.05万元,具有良好的节电效果,经济效益显著,具有推广价值。

MBR膜池抽真空泵振动超标问题研究与处理

泵体的振动超标现象是其功效降低甚至失效的重要方面,严重影响了泵体的日常稳定运行和使用。导致泵体振动超标的因素有很多,本文以国内某MBR工艺再生水厂膜池抽真空系统初期存在的真空泵振动超标现象为基础,着重研究了流体运动本身的部分系统性因素对泵体动态性能稳定性的影响,针对振动超标问题,建立真空初始阶段的抽真空管路流体力学计算模型,在给定入口压力条件的约束下,求解真空泵抽气量、负荷与真空隔离阀开度的匹配关系。现场通过调节隔离阀开度,降低抽真空建立初期的气量与负荷,解决了抽真空泵振动超标问题,为再生水厂管路流体输送过程分析提供了一套完整的理论计算方法。

关于油田开发过程中注水管网防腐防垢的研究

在油田开发中后期,油层压力逐渐降低。生产过程中,由于压力、温度等条件的变化以及水的热力学不稳定性和化学不相容性,往往会造成注水地层、油套管、井下、地面设备及注水管线出现结垢。针对延长油田污水水性复杂,注水管线口径小的特点,研究和探讨注水管线堵塞结垢的机理,通过分析垢样的组分,优选管线清洗方式,确保注水管网高效平稳运行。

油田开发中通用型注水泵维修组合工具的研究与应用

注水泵是油田生产中应用较为广泛的一种机械设备,承担着油田注水的重要任务。针对不同型号的注水泵维修,现有技术缺乏通用型组合工具实现对阀体、阀片、柱塞、填料导向环等部件的拆装。本文介绍一种通用型注水泵维修组合工具,可以实现对不同型号的注水泵维修,操作省时省力,安全可靠,保证注水效率。

海上油田同心无缆分注工艺技术研究与应用

为节省平台作业空间,节约作业成本,提高同心边测边调工艺调配效率及精度,加快海上油田注水井智能化进程,提出了一种同心无缆分注工艺技术。该技术无需更换管柱,在同心边测边调工作筒中下入无缆智能测调工具,基于无线通讯技术实现对井下数据的实时监测及注水量实时调整,实现双向通讯。通过不动管柱作业实现了边测边调管柱转换为智能管柱,钢丝作业即可对无缆智能测调仪进行更换,同时保留原电缆测调方式。该技术在渤海B油田N5井成功现场应用,整井调配误差不超过5%,取得良好的应用效果,为海上油田注水井智能化转型提供新的技术选择。

分层注水井全电控测试技术完善与应用

随着大庆油田进入特高含水开发后期,分注井数、层段数逐年递增,测试工作量大幅增加,测试能力已达瓶颈,测试队伍与测试工作量之间的矛盾日益突出。近年来,攻克了包括电动验封技术、电动投捞技术和电动验封测调一体技术的全电控测试技术,这些技术可实现分层注水井验封、投捞、测调工作全过程电缆直控、地面直读,使测试工作由机械方式向机电一体化转变,大幅度提高了测试效率。但在技术推广应用过程中,出现工具结构设计不合理、材质强度不够等情况导致工艺成功率较低。因此,攻关完善分层注水井全电控测试技术,通过对电动验封仪、电动投捞仪和电动验封测调一体仪的优化完善,进一步提高工艺成功率,累计开展现场试验318口井,节约了测试费用,具有良好的推广应用前景。

注水复杂管网泄漏监测系统研究

注水复杂管网泄漏监测系统的研究目标是提高管网的运行效率,减少泄漏引起损失。研究主要涉及数据采集与处理、泄漏检测算法、人机交互综合管理等方面的工作。泄漏综合分析判断模型及管理平台研究,实现了2mm及以上孔径泄漏事件的有效判断监测。

油田注水泵故障分析与改造处理

优先对油田注水泵的工作原理及特点等进行了介绍,然后对其故障以及改造处理等进行了分析,最后对其常见的泵阀故障以及改进策略等展开了深入探讨。

野外单井注水增压泵失效分析及改进

野外单井增压泵是解决注水井注入压力和注入水量未达到要求的一种有效方式。增压泵经常存在因盘根刺导致的增压泵漏失现象,通过现场维修并分析认为增压泵失效的原因是柱塞表面电镀铬涂层剥落,碎屑随柱塞高速运转、划伤盘根,使盘根不具备密封性,导致增压泵漏失。对增压泵的柱塞涂层进行改进,采用激光熔覆技术在柱塞表面涂敷一层哈氏合金C22涂层,经过3个月的观察,新涂层表现出很好的耐蚀性能,涂层表面没有出现剥落痕迹,盘根的密封性得以保证,柱塞的使用期限延长3倍以上,同时为野外单井增压泵带来一定性能上的增益。

注水泵及电机维保管理模式的改革创新与实践

油田注水是保持油层压力、降低原有递减率的主要措施,注水泵机组是油田注水的关键设备,其维保管理水平直接影响油田的注水效果,通过设备管理部门协同基层对注水泵及电机维保管理模式的研究,实现提高设备完好率及安全运行水平,以达到油田开发“注好水、注够水、精细注水、有效注水”的总体要求。通过2022年的实际应用,该成果在注水泵机组降低故障停机率、提升设备完好率和注水泵工作效率等方面有较大提升,同时在节约设备维保费用、材料成本、节能降耗等方面效果显著。

一种高压内封堵井口增注保护装置的研制与应用

随着油田开发进入中后期,常规的注水补充能量已无法满足“补能、增油”的动态开采要求,尤其是针对部分高压低孔低渗油藏缺少有效开发手段,普遍面临“压力高、注不进、采不出、动用程度低、生产成本高”的困境,在经济极限井距下难以实现有效驱替。目前大港油田主要采用增能注水增注工艺,利用压裂车组对目标井组进行“超高压、大排量”增强注水,在短期内补充老区地层亏空,能够达到提高采收率目的。但是增能注水工艺主要应用于高压低孔低渗油藏埋藏深、温度高,且施工压力高(70MPa)、压力波动频繁、排量大,需要配套高承压级别井口,为解决常规注水井口即可满足增能注水需要的问题,研制了一种高压内封堵井口增注保护装置,可以在不进行作业更换高压井口的情况下实现高压增能注入,减少作业成本和施工时间,已实施2口井增注,实现日增注69m^(3),累计增注11752m^(3),井组增油1358.7t,效果显著,具备推广应用价值。

基于颗粒阻尼的柱塞泵减振研究

柱塞泵以及相关管网振动过大的问题,是困扰油田注水泵站安全生产的难题之一,极大的管道振动常常会引起管道的疲劳破裂,从而引发流体泄漏等安全事故。研究了基于颗粒阻尼的专用减振器,并基于有限元与离散元耦合分析算法,建立了颗粒阻尼技术阻尼分析模型,然后利用有限元方法,分析了增加颗粒阻尼前后的设备减振效果,并结合现场测试数据以及空间安装位置,设计了合理的阻尼减振方案,并完成了阻尼器的现场安装与调试,研究发现,增加颗粒阻尼减振后,设备的振动烈度降低57.5%以上,进出口管线降低45%以上,确保了设备的安全运行。

柱塞泵组故障诊断和安全预警技术研究

油田注水站的柱塞泵组是注水系统的心脏,柱塞泵组的安全稳定运行是油田高效注水的关键,因此研究柱塞泵组安全监测和故障预测技术具有重要意义。鉴于柱塞泵组故障表征不明显的问题,通过搭建实验平台,模拟故障实验进行故障诊断和提取故障状态特征,通过状态上限和特征发展预测进行故障预警,最后进行实验验证。提出的方法能提前1小时进行安全预警并对故障溯源,从而有效保障设备的运行安全。

基于支持向量数据描述的往复式注水泵健康度评价方法

往复式注水泵作为油田注水作业的关键装备,由于恶劣的工作环境,易导致轴瓦、缸体和电机等部件故障,对其进行健康监测及健康度评价,以及时发现异常状态,保障安全可靠的注水作业十分必要。本文提出了一种基于支持向量数据描述的往复式注水泵健康度量化评价方法。首先,考虑到注水泵振动信号非线性、非平稳的特点,在有限条件下提取注水泵振动信号中的特征信息。针对注水泵核心部件多且间距小的问题分析振动信号的测点位置,以搭建数据采集系统。针对振动信号频率成分复杂的特点,利用变分模态分解提取振动数据的变分模态分量,在所有模态分量排列熵的基础上构建高维多域特征集,以描述注水泵的健康状态。其次,针对注水泵实际采集数据过程中,大多数设备处于健康工作状态,故障数据较少,容易造成样本不均衡的问题,利用单值分类方法支持向量数据描述在单值分类问题上的优势,仅使用健康状态运行下注水泵数据样本的特征向量进行支持向量数据描述的超球体模型构建,并引入粒子群优化算法对模型参数进行优化;通过计算注水泵不同健康状态的数据到超球体球心的距离,参考隶属度函数进行公式拟合,实现注水泵的健康度定量评价。最终,为验证该评价方法的适用性,对长庆油田现场注水泵的振动数据进行健康度评价计算,粒子群优化后模型准确率能达到95%,本文所提出的方法具有较好的准确性。

基于无线充电及通信技术的智能配注水系统分析

油田进入特高含水后期,注采关系复杂,需不断缩小测调周期以保证注水合格率,这就造成了测试工作量大量增加,注水技术急需向数据实时监测、注入量自动调配方向发展。开展了智能配注技术的研究,将井下参数采集模块、电路控制模块、流量控制阀集成在智能配注器内并长期置于井下,结合无线充电技术、无线通信技术及自动调整算法,形成了包括智能配注器、智能测控充电一体仪及地面通信控制主机的智能配注工艺及配套装置。室内及现场试验表明,无线充电及通信技术可靠,智能配注器对井下生产参数进行实时监测,并根据设定值进行自动调整。利用智能配注技术对地层参数的实时动态监控,通过对控制数据的分析与挖掘,可为油田精细开发方案的制定及调整提供数据支撑,为油田“数字化、智能化”建设提供技术支持。

注水管柱逐级解封解卡安全丢手工具的研制与应用

针对冀东油田多级分层注水管柱在打捞过程由于封隔器较多导致管柱解卡载荷大、起出困难,容易造成大修等问题,设计研制了注水管柱逐级解封解卡安全丢手工具。该工具主要由外套和中心管组成,采用脱节式结构(多级销钉)并设计了连通孔,启动后实现油套连通,消除压差对管柱打捞的影响;中心管长沟槽结构可提供解封行程,实现多级封隔器逐级解封,降低解封负荷;管柱遇卡时,拔断解卡销钉,管柱可从逐级解封解卡装置处脱开,脱开后进行逐级打捞,避免造成大修。现场应用120余井次,实现注水管柱分级打捞76井次,启动力28 t,丢手负荷32 t,分层管柱大修率由56%下降至24%。现场应用情况表明,逐级解封解卡安全丢手工具的结构简单合理,可操作性强,可有效降低多级分层注水管柱大修概率,具有良好的推广应用前景。

柱塞式注水泵结构及性能优化研究

注水泵作为油田注水系统的主要地面设备,其电量消耗占油田总电量的25%以上,尤其在外围油田地层压力较高的区块,普遍采用柱塞式注水泵注水,耗电量更高。为了在油田生产过程中更加科学合理利用电能,对柱塞泵相关结构进行深入研究,发现柱塞泵漏失、柱塞泵组合阀漏失、密封圈老化、驱动方式不合理是影响其能耗的关键因素,通过采取优化柱塞泵表面结构和连接方式、定期调整研磨组合阀工作面、改变密封圈材料及改变变频驱动方式等措施来降低柱塞泵的运行能耗。现场测试结果表明,注水单耗由原来的7.82 kWh/m^(3)下降到7.17 kWh/m^(3),全年累计用电量较上年降低25.3%,创造经济效益76.2万元。

波码无线分层注水工艺高效通讯算法研究

波码分注工艺作为第四代主体分注技术之一,广泛应用于低渗透油田带压作业注水井,具有作业简单、成本低等优势,但存在通信效率低的问题。研究表明导致通信效率低的核心问题是门限压力脉冲过高(0.7 MPa),而影响门限压力脉冲设置过高的原因主要是压力传感器的温度漂移影响和管线噪声干扰。针对现有压力传感器温度漂移和噪声影响,开展了压力传感器的温度补偿算法研究,并提出了一种基于小波变换的自适应滤波算法,采用现场采集的原始压力脉冲数据对提出的理论算法进行了分析,研究结果表明:滤波后压力脉冲噪声峰值从0.3 MPa降低到0.1 MPa,能够满足门限压力脉冲设定从0.5~0.7 MPa降低到0.3 MPa的要求。通过对高效通信算法的研究可以为波码无线分层注水工艺通信效率的提升提供技术理论支撑。

空水冷却技术在注水站橇装高压变频调速装置中的应用效果评价

油田注水系统应用高压变频器可节约大量电能和设备维修费用,为更合理地应用该装置,降低生产运行成本,设计应用了橇装空水冷却高压变频调速装置,采用注水站提供的冷却水对橇装板房和高压变频器降温,实现板房内温度在0~40℃。该装置解决了因油田老注水站室内空间有限而无法安装高压变频器,因大庆地区冬、夏季温差较大,且室外风沙较大,灰尘、飞絮较多而设备无法在室外长期稳定运行的问题。第二采油厂自2003年开始陆续对5台橇装高压变频调速装置采用空水冷却工艺,效果理想,装置稳定运行,其中2台已经稳定运行19年,只发生了很少的维护费用。从理论和应用两方面对空水冷却工艺进行分析和论证,为油田注水系统应用高压变频器的长期稳定运行提供了借鉴。

注水泵与输油泵安全阀弹簧断裂失效分析

注水泵和输油泵是油田生产的主要设备,安全阀是防止泵超压损坏而设置的一种安全泄放装置,安全阀的泄放主要靠弹簧来实现。通过宏观检验、材料分析、金相分析、硬度测试以及扫描电镜等手段,对断裂的弹簧进行分析,结果表明安全阀弹簧断裂主要是由于疲劳失效引起。因此,可根据条件适当提高安全阀的开启压力,降低泵的振动频次,避免安全阀频繁起跳,严格执行操作规程,定期检验中检查是否存在裂纹类缺陷,防止弹簧疲劳失效。