边远气井井口智能生产控制技术的应用实践与探索

为解决边远井管理难、管理成本高等问题,提高边远井的生产和管理效率,详细阐述了井口智能控制系统中数据采集、数据传输、远程控制、以及智能辅助技术等原理;在深层页岩气田边远井进行应用,实现了对边远井的实时监测、报警推送、远程控制等功能,为边远井无人值守提供了有力的支撑,彻底打破传统的人员驻井值守管理模式,新型的智控管理模式具有广阔的推广应用前景。

井口安全控制系统自控部分现状分析及优化

井口安全控制系统的稳定可靠是油田气井安全生产的保障。现场应用表明,基于电-液工作原理的井口安全控制系统故障多源于自控部分,为了从本质上提高系统的可靠性,需对现有系统的自控部分进行分析和优化。分析了塔里木油田井口安全控制系统的工作原理及特点;针对系统自控部分现状,从自动化架构、安装接线、运行环境等因素,指出了系统自控部分现存的问题;提出了自控部分优化方案和整改建议。控制柜应进行通风散热、减振等设计,采用改进型高度集成化的自动化架构(冗余控制器)等研究结果可为油田高压油气井井口安全控制系统优化改造和后续采购提供参考依据。

加热炉水冷壁炉管爆裂失效分析

为查明某化工厂蒸汽加热炉水冷壁炉管爆裂失效原因,利用扫描电镜等检测仪器,对失效炉管的内外壁微观形貌、腐蚀产物成分以及金相组织等进行了检测分析。结果表明:炉管长期高温氧化叠加频繁启停炉交变载荷产生的氧化疲劳裂纹是造成炉管爆裂的主要原因,炉管内外壁氧化层较厚以及金相组织珠光体球化是造成炉管爆裂的次要原因。

SSVH井口安全液压截断系统

研制的SSVH井口安全液压截断系统具有高压、低压、火警自动截断功能。当高(低)压感测管路的压力超过(低于)设定值以及火警感测元件感测的温度达到设定值时,通过蓄能器储存的高压的液压油来自动关闭液动截断阀,截断井口气源,保护人员和设备的安全。详细介绍了SSVH系统的组成、结构和工作原理。现场试验证明该系统安全可靠,具有推广应用价值。

基于专家PID控制器的节流压井管汇电气控制系统

论述了专家PID控制器在油田节流压井管汇控制系统中的应用,给出了控制算法和专家PID程序框图。通过专家PID控制器能够改变输出电压来控制执行机构变频调速器的频率,从而使整个系统保持给定压力。该控制系统实现了对套管压力、立管压力的智能控制,现场试验表明系统在各种扰动情况下,响应速度小于0.2 s,控制精度达到0.01 MPa,达到设计要求。

地下水数值模拟在岩溶塌陷预警系统中的应用——以山东临沂市城区岩溶塌陷为例

岩溶塌陷是近年来濒发的主要地质灾害。其发生、发展、主要受岩溶水不合理开采所致。地下水位是影响岩溶塌陷的重要因素。论文以临沂市城区岩溶塌陷为例,在完善的监测网络基础上,建立了地下水数值模型,预测了可行的地下水开采方案,并模拟城区岩溶塌陷区水位与基岩顶板的变化关系。研究建立了岩溶塌陷动力预警系统。该系统为减少或避免岩溶塌陷的发生及防治提供科学依据。

固井井口装置智能化技术探索

随着油气勘探开发不断向深井、超深井以及深水领域迈进,固井作业面临着施工压力高、作业危险大以及劳动强度高等实际安全隐患问题,因此,采用自动化和智能化技术手段实现传统固井作业及工具设备的远程智能操控的需求日趋显现。从传统固井作业井口装置出发,结合现场实际需求开展了井口自动注水泥器、井下工具在线检测系统以及上扣扭矩检测系统的研究,初步实现了固井井口装置部分功能智能化。原理样机的测试结果证明,所研制的系统样机达到了一定的自动化和智能化程度,可为后续固井井口装置及作业流程全面实现自动化、智能化以及相关设备的研制提供技术参考。

文96地下储气库注采气工艺技术

文96地下储气库是榆林到济南输气管道的配套工程,用于满足季节调峰及管网事故应急。通过深入分析文96地下储气库注采气运行特点及上下游调峰需求,结合气藏气体性质特征、气库工作参数和榆济管网工艺现状,研究形成适合中原地区枯竭气藏储气库的配套注采气工艺技术。经过现场实践证实,所形成的注采气工艺技术能够满足文96储气库调峰注采气生产需要;注气系统运行平稳,为同类型气库建设及生产运行提供参考。

元坝气田井口控制系统应用效果跟踪及优化研究

井口控制系统是元坝气田自控系统的重要组成部分,能够保障元坝气田井口关键阀门平稳运行及联锁关断,跟踪其应用效果以及优化研究在气田开发中有着较为重要的意义。自元坝气田试采工程井站调试投产以来,各采集气井站、各供应厂家井口液控系统先后出现了多种多样的故障,极大地影响了元坝气田的生产运行管理和经济效益。本文以元坝气田井口控制系统为研究对象,针对元坝气田井口控制柜液控管线外漏、电机频繁补压、控制压力及先导压力过高、高低压限位阀故障以及RTU频繁遭雷击等故障现象,分析了密封部件损坏、外部环境影响、设备故障等原因,并结合现场液控柜故障实例分析及措施探讨,基于设计原理以及外部环境,可采取合理优化扣型、关键阀门声响报警、关键点压力监测、RTU双浪涌保护、合理调整溢流阀压力以及高导压力值等优化措施,以期为井口控制柜的平稳运行提供有利的保障。

滩海油田人工岛井口控制盘的设计及应用研究

针对滩海油田人工岛井口控制盘进行研究并与海上平台同类产品进行了对比分析,该系统主要以远程终端单元(RTU)为控制核心,主系统采用液压控制模式,系统由公用主系统、单井模块、RTU及声光报警控制系统及易熔塞/紧急关断系统组成,并对系统组成部分做了详细介绍和说明。为便于后期井口控制盘的生产维护,参照海上石油平台常规井口控制盘设计,部分产品可设计为抽屉式结构,并形成为3~8井的标准系列化产品。

矿井出入口智能检控系统的设计与实现

本文在分析国内煤矿井口安全监控系统的技术现状和矿井安全生产需求的基础上,结合四川中小煤矿企业的井口安全管理需要,提出了一种集人员考勤和危险源管理功能于一体的矿井出入口检控系统的设计方案。系统将活体指纹识别、视频技术与井口检控有机结合起来,实现出入井人员活体指纹考勤功能、对井下各地点安全隐患排查数据录入、分类整理、督促整改、隐患预警、查询、隐患打印、隐患复查等隐患治理控制功能,从根本上解决小煤矿管理不到位、技术人员缺乏、工作效率低等问题。加强了矿井安全管理力度,为安全隐患排查治理工作的规范、科学、高效提供了强有力保障。

国内外井口安全系统的现状及基本做法

在天然气开发过程中,地面井口安全系统的实质是在传统压力安全阀(压力泄放)的基础上,增加一级在意外和失控情况下紧急截断井口气源的保护,它在陆地高压、高产、高危天然气井及海上平台天然气井的安全生产上发挥着重要的作用。APIRP14C标准已成为陆上和海上安全系统的通用规范。通过对比国内外井口安全系统的现状,剖析国内安全系统存在的问题,描述井口安全系统的基本功能和技术要点,为天然气的安全生产找到一个安全、可靠和经济的现场解决方案,即按照APIRP14C规范来分析、设计和生产井口安全系统。

套管扣拆卸装置研制与应用

为解决压裂井口装置中套管与套管法兰难以拆卸的问题,研发了一套新型高转矩压裂井口套管扣拆卸装置。分析了该装置的关键技术,阐述了卸扣机构的工作原理。并对其液路系统进行了优化设计,避免了频繁拆卸套管扣所带来的安全风险,提高了设备的可靠性。该装置已应用于冀东油田维修现场,共计作业97井次,其中完成了75套传统工艺无法拆卸的井口维修作业,成功率达100%,具有较高的推广应用价值。

超高压气井井口安全系统及其应用

国内外采气树井口安全阀控制目前主要采用液动控制技术和气动控制技术,气动安全阀控制技术停留在低压、常温、低产、非腐蚀气质条件范围及压力等级34.5 MPa、69.0 MPa以下阶段,压力等级103.5 MPa、138.0 MPa及以上的超高压气井采用气动井口安全阀的控制至今尚无经验可循。为了解决目前国内超高压气井井口安全阀在高压、高温、高产、高腐蚀气质等恶劣工况下的使用难题,保证井口安全阀功能的有效性,确保采气树井口装置安全可靠,通过对井口安全系统一体化优化设计,从气动安全阀应用叠式气动执行器成套组装技术、气动安全阀在工艺管道上串联冗余安装方式、高低压压力传感器采用103.5 MPa等级保护技术、节流阀后加装防低温冻结的加温技术和控制系统采用逻辑关联控制技术等多方面、多角度对超高压气井的井口安全系统的应用技术进行分析,并在我国超高压气井双探1井井口安全控制系统进行了首次应用,取得了圆满成功,解决了超高压气井井口安全系统在国内使用的难题,为超高压气井气动安全阀控制技术推广应用奠定了基础。

高压抗硫油气井口安全截断系统

为确保高压含硫油气井场的安全而研制的KGS6 5— 70 (10 5 )型高压抗硫油气井口安全截断系统主要由气源过滤调压单元、电子监控仪、气动控制单元、气动感测单元和气动执行单元组成。当井场发生设备气压超高、集输管线爆破失压或火警等其中任一险情时 ,系统均会立即在 3～ 4s内迅速关闭井口 ,截断气源 ,防止事故的发生和蔓延 。

中东某油田脱气站及井口控制系统过渡性改造

为了提高中东某油田脱气站及井口的自动化控制水平,降低安全风险和人力成本,该项目运用DCS和远程控制单元相结合的方式对油田现有设施进行自动化升级改造,通过改造工程的实施极大地提高了油田的自动化水平,同时为今后在海外战乱及高温地区油田进行工程改造积累了经验,为海外油田的运行提供参考。

海洋石油平台井口安全控制系统的研究与实现

海洋石油井口风险控制贯穿着整个油气或者天然气的采集、分离与加工过程,因此在安全性设计上要将控制系统特征与实际运行需求相结合。本文结合实际经验,论述了海洋石油平台井口安全控制系统各模块的功能与设计,以供相关实践参考借鉴。

海洋井喷失控应急抢险技术

海洋平台井喷失控事故将造成平台倾覆等严重事故及海洋环境污染。通过对井喷应急工具、井喷模拟装置的研发,为海洋井喷失控治理提供了技术手段。介绍了海洋井喷失控应急抢险技术体系的研发成果:通过研发液氮冷冻暂堵技术以隔离井内压力,实现承压50 MPa的封堵;通过开发远程遥控机械臂携带250 MPa超高压水力割刀,实现井喷失控井口的远程快速切割;通过开发依托快速扣装防喷器装置的井口快速重建技术,实现在10 min内为光套管换装防喷器;通过建立可实现喷高45 m的人造连续井喷仿真系统,为锻炼抢险队伍创造有利条件。

水下油气生产系统概述及其发展现状

水下油气生产系统作为海洋油气开发的主流模式,备受国内外石油公司关注。首先,对国内外水下油气生产系统发展现状进行调研,分析国内外水下油气生产系统总体技术研究发展水平;其次,对水下油气生产系统进行概述,通过系统层次界定,将其划分为水下控制系统、立管系统、海底管线系统、水下管汇系统、水下井口装置及采油树系统五大子系统,介绍各子系统基本组成结构及其功能,建立功能结构框图;然后,根据各子系统之间的功能及相互作用关系建立典型水下油气生产系统模型;最后,预测我国水下油气生产系统的未来发展趋势,有助于推进国产化水下油气生产系统的开发进程。

井口安全监控系统及其应用

井口安全监控系统是保障井口安全生产的重要设施,在国外已得到广泛应用。分析了雅克拉凝析气田安装井口安全监控系统的必要性,阐述了井口安全监控系统的组成及其相应的视频监控、远程检测参数、遥控关井、高/低压自动关井等功能,重点描述了系统配置即关键数据检测、数据采集设备、通讯方式、液压控制柜、视频监视以及辅助设施。该系统广泛应用于雅克拉凝析气田,不仅提高了井控安全管理水平,而且实现了减员增效目标。