熱傳導QC小組-降低SAGD現(xiàn)場啟動的數(shù)據(jù)采集故障率

1、工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布降低SAGD現(xiàn)場啟動的數(shù)據(jù)采集故障率工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布一、 前 言二、 小組概況三、 選擇課題四、 現(xiàn)狀調(diào)查五、 目標設定六、 原因分析七、 要因確認八、 制定對策九、 對策實施十、 檢查效果十一、 制定鞏固措施十二、 總結(jié)工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布 SAGD常規(guī)注蒸汽循環(huán)預熱，需要4-8個月達到連通；快速啟動主要通過微壓裂的方式形成雙水平井間的連通通道，實現(xiàn)快速有效連通，從而大量縮短循環(huán)預熱周期，提前建產(chǎn)，節(jié)能降耗。目前該技術(shù)已在SAGD開發(fā)區(qū)廣泛應用。常規(guī)注蒸汽循環(huán)預熱 快速啟動

2、現(xiàn)場工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布2014年課題：降低SAGD快速啟動泵注系統(tǒng)運行維護次數(shù)作為活動主題，開展2015年QC小組活動P DC A工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布序號姓名年齡小組職務文化程度職務職稱小組分工1黃勇29組長碩士工程師全面負責2張磊30組員碩士工程師現(xiàn)場實施、組織3游紅娟42組員碩士高級工程師技術(shù)指導、策劃4李暢27組員本科助理工程師現(xiàn)場實施小組名稱熱傳導QC小組 課題名稱降低SAGD現(xiàn)場啟動的數(shù)據(jù)采集故障率成立時間2015年3月10日課題類型攻關型活動時間2015.4-2015.12小組簡介小組成員工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院

3、QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布采集故障采集儀表現(xiàn)場儀表面臨惡劣的工況條件，采集易故障提出課題采集的壓力和流量數(shù)據(jù)是SAGD快速啟動試驗分析和決策的重要依據(jù)降低SAGD現(xiàn)場啟動的數(shù)據(jù)采集故障率工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布 經(jīng)過小組成員調(diào)研統(tǒng)計，前期試驗典型井的采集數(shù)據(jù)故障率如下表，采集有故障的數(shù)據(jù)占總數(shù)據(jù)的37.6%。FHW322FHW322FHW331FHW331FHW3092FHW3092平均值平均值故障率41.0%38.9%32.8%37.6%故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計表 數(shù)據(jù)采集每分鐘記錄一組，一天記錄的數(shù)據(jù)為：60*24=1440，出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)平均為：1440*37.6%=541

4、，對采集故障的原因分析，主要有以下幾類問題：頻數(shù)頻數(shù)頻率（頻率（% %）累計百分比（累計百分比（% %）壓力數(shù)據(jù)波動大7313.513.5壓力數(shù)據(jù)異常高（低）438.121.6流量數(shù)據(jù)波動大26348.670.2流量數(shù)據(jù)異常高（低）16129.7100問題統(tǒng)計表癥結(jié)頻次頻次26326316116173734343百分比百分比48.748.729.829.813.513.58.08.0累積 %累積 %48.748.778.578.592.092.0100.0100.0類別類別壓力數(shù)據(jù)異常高（低）壓力數(shù)據(jù)異常高（低）壓力數(shù)據(jù)波動大壓力數(shù)據(jù)波動大流量數(shù)據(jù)異常高（低）流量數(shù)據(jù)異常高（低）流量數(shù)據(jù)波動大

5、流量數(shù)據(jù)波動大5415004003002001000100806040200頻頻次次累累計計百百分分比比（% %）工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布 流量數(shù)據(jù)故障為主要癥結(jié)，解決主要癥結(jié)的80%，即（263+161）*80%=339.2，解決主要癥結(jié)后的故障比例：（541-339.2）*100%/1440=14%。因此，設定目標為降低故障率到15%。癥結(jié)癥結(jié)預計解決程度預計解決程度泵組往復振動引起流量數(shù)據(jù)波動大80%管路不通暢引起流量數(shù)據(jù)異常90%電磁干擾引起流量數(shù)據(jù)異常90%儀表在惡劣工況下采集數(shù)據(jù)波動大80%目標設定圖癥結(jié)分析表工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布

6、成果發(fā)布 小組成員運用頭腦風暴法，對目標的癥結(jié)點進行了分析討論，整理成關聯(lián)圖，找到八個末端原因。流量數(shù)據(jù)故障儀表選型不當異常電流干擾儀表問題測量方法不對管流流動不平穩(wěn)工況差測量原理不適應外力振動線路連接故障管路穩(wěn)流段太短管流流態(tài)不符合混有蒸汽和污油注蒸汽量較大線路儀表質(zhì)量下降人員個體操作差異大泵往復運動劇烈泵高頻率運轉(zhuǎn)保溫不到位冬季嚴寒工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證一：泵高頻率運轉(zhuǎn)原因原因分析分析 泵頻率控制柱塞運動的快慢，柱塞往復運動，會帶動整個流程振動，對儀表計量產(chǎn)生影響，采集的流量數(shù)據(jù)會出現(xiàn)有規(guī)律的上下波動，且泵工作頻率越高波動越明顯。驗證確認結(jié)果泵高頻率運轉(zhuǎn)是

7、泵頻率增加要因工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證二：管路穩(wěn)流段太短原因原因分析分析 液體流量計完成有效測量，儀表上游需要足夠長的平直短節(jié)，保證平穩(wěn)的流體進入儀表。驗證 現(xiàn)場使用內(nèi)徑50mm的管材，按照管徑的十倍制作相應長度短節(jié)，通過法蘭連接與儀表配合，能夠保證進入流量計的流體平穩(wěn)。確認結(jié)果管路穩(wěn)流段太短是非要因工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證三：儀表選型不當原因原因分析分析 儀表測量要求單相平穩(wěn)的流體介質(zhì)，而現(xiàn)場運行時流體常含有污油和汽，造成采集數(shù)據(jù)異常，需要選擇一種適應現(xiàn)場工況且工作穩(wěn)定的儀表。驗證 不同流量計由于原理不同，離散度差異大，需要選擇

8、更穩(wěn)定的儀表。確認結(jié)果儀表選型不當是要因工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證四：人員個體操作差異大原因原因分析分析 每個井組都需要對儀表進行現(xiàn)場接線，人員個體操作差異大可能造成模塊或線路連接不正確，影響數(shù)據(jù)采集的準確性。驗證 專業(yè)的技術(shù)人員，按照線路圖連接，現(xiàn)場監(jiān)督，反復調(diào)試而成。確認結(jié)果人員個體操作差異大是非要因工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證五：冬季保溫不到位原因原因分析分析 冬季施工，導致差壓流量計的引壓管凍堵或者管匯凍堵，造成數(shù)據(jù)異常高（低），從而影響數(shù)據(jù)采集。驗證 冬季施工較少，且保溫措施到位，施工避免停泵的狀態(tài)，若停泵及時掃線，能夠降低凍

9、堵的風險。確認結(jié)果冬季保溫不到位是非要因加熱帶保溫棉工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證六：線路儀表質(zhì)量下降原因原因分析分析 所用線路需要適合現(xiàn)場工況，儀表安裝前需要檢驗，不具備現(xiàn)場使用條件的，會對數(shù)據(jù)采集產(chǎn)生影響。驗證 現(xiàn)場所用儀表都是計量院校驗過的，為合格產(chǎn)品。所用電纜線是帶鎧電纜線，適合現(xiàn)場惡劣條件。確認結(jié)果線路儀表質(zhì)量下降是非要因工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證七：異常電流干擾原因原因分析分析 采集系統(tǒng)根據(jù)返回的電流值，來計算出實際流量值，由于儀表屬于精密儀器，mA級別的電流即產(chǎn)生擾動，會對采集有影響。驗證電壓不穩(wěn)，產(chǎn)生異常電流，從而影響數(shù)據(jù)

10、采集。確認結(jié)果異常電流干擾是要因10590756045301509008007006005004003002001000流量流量頻頻率率均值63.74標準差13.98N3608正態(tài) 異常電流干擾標準差達到16工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布驗證八：注汽量較大原因原因分析分析 試驗前需要提前注蒸汽預熱井筒，如果注的汽量較大，汽腔擴展，在試驗中會不斷返出蒸汽，形成汽液混相，影響儀表采集。驗證 常規(guī)預熱井筒平均為7天，而某井施工前注汽24天，累計注汽2882噸，注汽量過多，有蒸汽返出的影響。確認結(jié)果注汽量較大是返出蒸汽影響要因工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布

11、經(jīng)過小組全體成員對末端原因逐一分析和論證，最后確定出主要原因為：泵高頻率運轉(zhuǎn)1儀表選型不當2異常電流干擾3注汽量較大4工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布 制定綜合評價標準，考核各對策得分，選出最佳方案。序號評價內(nèi)容1有效性預計解決80%的問題能解決50%的問題可解決10%的問題2可實施性本小組能自行實施需其他部門協(xié)助需外單位合作3經(jīng)濟性一次性投入，回報高反復投入，回報一般投入回報低4可靠性確保運行1年預計運行半年臨時措施5時間性實施只需1個月以內(nèi)用時1-3個月實施需要3個月以上對策綜合評價表對策評價選擇表序號要因?qū)Σ哂行钥蓪嵤┬越?jīng)濟性可靠性時間性綜合得分選定方案1泵高頻率運

12、轉(zhuǎn)1、合理控制工作頻率252、更新泵組172儀表選型不當1、升級現(xiàn)有類型的儀表152、綜合對比4種流量計，優(yōu)選一種213注汽量較大1、設計合理的注汽量252、實時現(xiàn)場跟蹤，及時調(diào)控214異常電流干擾1、使用獨立穩(wěn)定電源172、消除電、磁干擾源23注：注：表示表示5 5分，分，表示表示3 3分，分，表示表示1 1分分工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布 針對4條要因，根據(jù)5W1H原則，繪制了對策表。序號要因?qū)Σ吣繕藢嵤┐胧┴撠熑藢嵤┤掌?泵高頻率運轉(zhuǎn)合理控制工作頻率頻率低于20Hz或排量低于60L/min（1）降低泵組工作頻率，通過閘閥調(diào)控井底壓力；（2）設置濾網(wǎng)阻擋油污。李暢2

13、015.6.162儀表選型不當 優(yōu)選流量計選出流量標準差最低的型號（1）在現(xiàn)場工況下測試一組數(shù)據(jù)，對比標準差；（2）減少數(shù)據(jù)傳輸線的長度。黃勇2015.4.163注汽量較大設計合理的注汽量優(yōu)化單井注汽量根據(jù)單井數(shù)據(jù)，模擬合適循環(huán)注汽量。游紅娟2015.5.184異常電流干擾消除電、磁干擾采集的流量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，標準差降低（1）裝電壓穩(wěn)定器；（2）安裝信號隔離器；（3）I、P井模塊分開；（4）增加泵組間距。張磊2015.5.10對策表工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布對策一：合理控制泵工作頻率 （1）現(xiàn)場試驗，在泵工作頻率低于20Hz或排量低于60L/min時，泵柱塞往復運動較慢，

14、振動比較弱，采集的數(shù)據(jù)跳躍少； （2）在方罐出液口加入簡易濾網(wǎng)，減少進入泵注流程內(nèi)的油污，避免堵塞，保證數(shù)據(jù)采集的穩(wěn)定。 （3）實施效果驗證。某井泵低頻工作時，樣本容量1058，均值41.3L/min，標準差4.86，數(shù)據(jù)離散程度較低。效果得到驗證。7060504030201099.999995805020510.01I井口流量I井口流量百百分分比比均值41.34標準差4.862N1058AD13.663P 值0.005正態(tài) - 95% 置信區(qū)間泵低頻工作泵低頻工作工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布電磁流量計優(yōu)點：測量準確，故障少優(yōu)點：測量準確，故障少，適合現(xiàn)場工況，適合現(xiàn)場

15、工況缺點：儀表不輕便缺點：儀表不輕便渦輪流量計優(yōu)點：輕便，易安裝，測量較準確缺點：渦輪容易受油污干擾，更換頻繁差壓流量計優(yōu)點：適合現(xiàn)場工況，測量比較準確缺點：引壓管安裝繁瑣，且冬天容易凍堵靶式流量計優(yōu)點：比較輕便缺點：測量不穩(wěn)定，容易受油污和蒸汽影響對策二：優(yōu)選流量計（1）選型工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布對策二：優(yōu)選流量計類型類型樣本容量樣本容量平均值（平均值（L/minL/min）標準差標準差備注備注電磁流量計26284.044.69優(yōu)選差壓流量計7988.55.81引壓管易凍渦輪流量計24696.88/渦輪易受水質(zhì)影響，不適合現(xiàn)場工況靶式流量計26146.077.3

16、1偏差大 數(shù)據(jù)傳輸線預制的時候，制成的傳輸線長度遠遠大于中控室和儀表的距離，大部分傳輸線處于盤繞的狀態(tài)，對數(shù)據(jù)的采集有影響，截短使用后，數(shù)據(jù)采集準確率提高。 （2）整理傳輸線555045403530252099.999995805020510.01流量流量百百分分比比均值38.50標準差2.403N940AD2.347P 值0.005正態(tài) - 95% 置信區(qū)間電磁流量計采集電磁流量計采集（3）實施效果驗證 用電磁流量計采集，樣本容量940，均值38.5L/min，標準差2.4，離散程度低，驗證成功。工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布對策三：計算合理注汽量（1）根據(jù)現(xiàn)場工況假設

17、井口干度95%，水平段長度400m，垂深350m，管柱結(jié)構(gòu)為平行雙管結(jié)構(gòu)，經(jīng)過數(shù)值模擬，一個井組注入約700850噸蒸汽即可，不必過多的注入蒸汽。（2）按合理注汽量預熱井筒后，試驗采集樣本容量198個，標準差2.2，離散程度低，驗證成功。959085807599.99995908070605040302010510.1I進口I進口百百分分比比均值84.67標準差2.189N198AD3.358P 值0.005正態(tài) - 95% 置信區(qū)間合理注汽的效果合理注汽的效果數(shù)值模擬圖工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布對策四：消除干擾源 在控制柜中接控制變壓器，能夠在額定負載中連續(xù)長期工作

18、，防干擾，保持電流穩(wěn)定，從而保證采集的流量和壓力穩(wěn)定，不跳躍。（1）裝配控制變壓器控制變壓器（2）I、P井模塊相互獨立 每個模塊用4個通道，分別記錄進出口的流量壓力，將I、P井的采集模塊獨立，在啟停泵時，能夠避免對另外一個井的電磁干擾，保證采集的準確性。工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布對策四：消除干擾源（4）增加泵組設備擺放距離（3）安裝信號隔離器 在I、P井的模塊中分別接信號隔離器，提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能，提高采集準確性。信號隔離器 在井場范圍內(nèi)，泵組間距不少于10米。（5）實施效果驗證75706560555045403599.99995908070605040302010510.1流量流量百百分分比比均值53.05標準差4.905N94AD0.908P 值0.020正態(tài) - 95% 置信區(qū)間對策實施后效果對策實施后效果 對策實施后，樣本容量94，均值53.05L/min，標準差4.9，離散程度較低，驗證成功。工程技術(shù)研究院工程技術(shù)研究院QCQC成果發(fā)布成果發(fā)布目標達成 對策實施后，在現(xiàn)場實施兩井組，數(shù)據(jù)采集故障率明顯降低，目標達成。井號井號采集數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)故障數(shù)據(jù)故障數(shù)據(jù)故障率故障率FHW305417348185810.7%FHW305812972167212.9%對策實施后統(tǒng)計表社會效益 通過QC活動，有效降低了采集數(shù)據(jù)