热传导QC小组-降低SAGD现场启动的数据采集故障率

1、工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布降低SAGD现场启动的数据采集故障率工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布一、 前 言二、 小组概况三、 选择课题四、 现状调查五、 目标设定六、 原因分析七、 要因确认八、 制定对策九、 对策实施十、 检查效果十一、 制定巩固措施十二、 总结工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布 SAGD常规注蒸汽循环预热，需要4-8个月达到连通；快速启动主要通过微压裂的方式形成双水平井间的连通通道，实现快速有效连通，从而大量缩短循环预热周期，提前建产，节能降耗。目前该技术已在SAGD开发区广泛应用。常规注蒸汽循环预热 快速启动

2、现场工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布2014年课题：降低SAGD快速启动泵注系统运行维护次数作为活动主题，开展2015年QC小组活动P DC A工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布序号姓名年龄小组职务文化程度职务职称小组分工1黄勇29组长硕士工程师全面负责2张磊30组员硕士工程师现场实施、组织3游红娟42组员硕士高级工程师技术指导、策划4李畅27组员本科助理工程师现场实施小组名称热传导QC小组 课题名称降低SAGD现场启动的数据采集故障率成立时间2015年3月10日课题类型攻关型活动时间2015.4-2015.12小组简介小组成员工程技术研究院工程技术研究院

3、QCQC成果发布成果发布采集故障采集仪表现场仪表面临恶劣的工况条件，采集易故障提出课题采集的压力和流量数据是SAGD快速启动试验分析和决策的重要依据降低SAGD现场启动的数据采集故障率工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布 经过小组成员调研统计，前期试验典型井的采集数据故障率如下表，采集有故障的数据占总数据的37.6%。FHW322FHW322FHW331FHW331FHW3092FHW3092平均值平均值故障率41.0%38.9%32.8%37.6%故障数据统计表 数据采集每分钟记录一组，一天记录的数据为：60*24=1440，出现故障的数据平均为：1440*37.6%=541

4、，对采集故障的原因分析，主要有以下几类问题：频数频数频率（频率（% %）累计百分比（累计百分比（% %）压力数据波动大7313.513.5压力数据异常高（低）438.121.6流量数据波动大26348.670.2流量数据异常高（低）16129.7100问题统计表症结频次频次26326316116173734343百分比百分比48.748.729.829.813.513.58.08.0累积 %累积 %48.748.778.578.592.092.0100.0100.0类别类别压力数据异常高（低）压力数据异常高（低）压力数据波动大压力数据波动大流量数据异常高（低）流量数据异常高（低）流量数据波动大

5、流量数据波动大5415004003002001000100806040200频频次次累累计计百百分分比比（% %）工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布 流量数据故障为主要症结，解决主要症结的80%，即（263+161）*80%=339.2，解决主要症结后的故障比例：（541-339.2）*100%/1440=14%。因此，设定目标为降低故障率到15%。症结症结预计解决程度预计解决程度泵组往复振动引起流量数据波动大80%管路不通畅引起流量数据异常90%电磁干扰引起流量数据异常90%仪表在恶劣工况下采集数据波动大80%目标设定图症结分析表工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布

6、成果发布 小组成员运用头脑风暴法，对目标的症结点进行了分析讨论，整理成关联图，找到八个末端原因。流量数据故障仪表选型不当异常电流干扰仪表问题测量方法不对管流流动不平稳工况差测量原理不适应外力振动线路连接故障管路稳流段太短管流流态不符合混有蒸汽和污油注蒸汽量较大线路仪表质量下降人员个体操作差异大泵往复运动剧烈泵高频率运转保温不到位冬季严寒工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证一：泵高频率运转原因原因分析分析 泵频率控制柱塞运动的快慢，柱塞往复运动，会带动整个流程振动，对仪表计量产生影响，采集的流量数据会出现有规律的上下波动，且泵工作频率越高波动越明显。验证确认结果泵高频率运转是

7、泵频率增加要因工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证二：管路稳流段太短原因原因分析分析 液体流量计完成有效测量，仪表上游需要足够长的平直短节，保证平稳的流体进入仪表。验证 现场使用内径50mm的管材，按照管径的十倍制作相应长度短节，通过法兰连接与仪表配合，能够保证进入流量计的流体平稳。确认结果管路稳流段太短是非要因工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证三：仪表选型不当原因原因分析分析 仪表测量要求单相平稳的流体介质，而现场运行时流体常含有污油和汽，造成采集数据异常，需要选择一种适应现场工况且工作稳定的仪表。验证 不同流量计由于原理不同，离散度差异大，需要选择

8、更稳定的仪表。确认结果仪表选型不当是要因工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证四：人员个体操作差异大原因原因分析分析 每个井组都需要对仪表进行现场接线，人员个体操作差异大可能造成模块或线路连接不正确，影响数据采集的准确性。验证 专业的技术人员，按照线路图连接，现场监督，反复调试而成。确认结果人员个体操作差异大是非要因工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证五：冬季保温不到位原因原因分析分析 冬季施工，导致差压流量计的引压管冻堵或者管汇冻堵，造成数据异常高（低），从而影响数据采集。验证 冬季施工较少，且保温措施到位，施工避免停泵的状态，若停泵及时扫线，能够降低冻

9、堵的风险。确认结果冬季保温不到位是非要因加热带保温棉工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证六：线路仪表质量下降原因原因分析分析 所用线路需要适合现场工况，仪表安装前需要检验，不具备现场使用条件的，会对数据采集产生影响。验证 现场所用仪表都是计量院校验过的，为合格产品。所用电缆线是带铠电缆线，适合现场恶劣条件。确认结果线路仪表质量下降是非要因工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证七：异常电流干扰原因原因分析分析 采集系统根据返回的电流值，来计算出实际流量值，由于仪表属于精密仪器，mA级别的电流即产生扰动，会对采集有影响。验证电压不稳，产生异常电流，从而影响数据

10、采集。确认结果异常电流干扰是要因10590756045301509008007006005004003002001000流量流量频频率率均值63.74标准差13.98N3608正态 异常电流干扰标准差达到16工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布验证八：注汽量较大原因原因分析分析 试验前需要提前注蒸汽预热井筒，如果注的汽量较大，汽腔扩展，在试验中会不断返出蒸汽，形成汽液混相，影响仪表采集。验证 常规预热井筒平均为7天，而某井施工前注汽24天，累计注汽2882吨，注汽量过多，有蒸汽返出的影响。确认结果注汽量较大是返出蒸汽影响要因工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布

11、经过小组全体成员对末端原因逐一分析和论证，最后确定出主要原因为：泵高频率运转1仪表选型不当2异常电流干扰3注汽量较大4工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布 制定综合评价标准，考核各对策得分，选出最佳方案。序号评价内容1有效性预计解决80%的问题能解决50%的问题可解决10%的问题2可实施性本小组能自行实施需其他部门协助需外单位合作3经济性一次性投入，回报高反复投入，回报一般投入回报低4可靠性确保运行1年预计运行半年临时措施5时间性实施只需1个月以内用时1-3个月实施需要3个月以上对策综合评价表对策评价选择表序号要因对策有效性可实施性经济性可靠性时间性综合得分选定方案1泵高频率运

12、转1、合理控制工作频率252、更新泵组172仪表选型不当1、升级现有类型的仪表152、综合对比4种流量计，优选一种213注汽量较大1、设计合理的注汽量252、实时现场跟踪，及时调控214异常电流干扰1、使用独立稳定电源172、消除电、磁干扰源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分分工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布 针对4条要因，根据5W1H原则，绘制了对策表。序号要因对策目标实施措施负责人实施日期1泵高频率运转合理控制工作频率频率低于20Hz或排量低于60L/min（1）降低泵组工作频率，通过闸阀调控井底压力；（2）设置滤网阻挡油污。李畅2

13、015.6.162仪表选型不当 优选流量计选出流量标准差最低的型号（1）在现场工况下测试一组数据，对比标准差；（2）减少数据传输线的长度。黄勇2015.4.163注汽量较大设计合理的注汽量优化单井注汽量根据单井数据，模拟合适循环注汽量。游红娟2015.5.184异常电流干扰消除电、磁干扰采集的流量数据稳定，标准差降低（1）装电压稳定器；（2）安装信号隔离器；（3）I、P井模块分开；（4）增加泵组间距。张磊2015.5.10对策表工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布对策一：合理控制泵工作频率 （1）现场试验，在泵工作频率低于20Hz或排量低于60L/min时，泵柱塞往复运动较慢，

14、振动比较弱，采集的数据跳跃少； （2）在方罐出液口加入简易滤网，减少进入泵注流程内的油污，避免堵塞，保证数据采集的稳定。 （3）实施效果验证。某井泵低频工作时，样本容量1058，均值41.3L/min，标准差4.86，数据离散程度较低。效果得到验证。7060504030201099.999995805020510.01I井口流量I井口流量百百分分比比均值41.34标准差4.862N1058AD13.663P 值0.005正态 - 95% 置信区间泵低频工作泵低频工作工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布电磁流量计优点：测量准确，故障少优点：测量准确，故障少，适合现场工况，适合现场

15、工况缺点：仪表不轻便缺点：仪表不轻便涡轮流量计优点：轻便，易安装，测量较准确缺点：涡轮容易受油污干扰，更换频繁差压流量计优点：适合现场工况，测量比较准确缺点：引压管安装繁琐，且冬天容易冻堵靶式流量计优点：比较轻便缺点：测量不稳定，容易受油污和蒸汽影响对策二：优选流量计（1）选型工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布对策二：优选流量计类型类型样本容量样本容量平均值（平均值（L/minL/min）标准差标准差备注备注电磁流量计26284.044.69优选差压流量计7988.55.81引压管易冻涡轮流量计24696.88/涡轮易受水质影响，不适合现场工况靶式流量计26146.077.3

16、1偏差大 数据传输线预制的时候，制成的传输线长度远远大于中控室和仪表的距离，大部分传输线处于盘绕的状态，对数据的采集有影响，截短使用后，数据采集准确率提高。 （2）整理传输线555045403530252099.999995805020510.01流量流量百百分分比比均值38.50标准差2.403N940AD2.347P 值0.005正态 - 95% 置信区间电磁流量计采集电磁流量计采集（3）实施效果验证 用电磁流量计采集，样本容量940，均值38.5L/min，标准差2.4，离散程度低，验证成功。工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布对策三：计算合理注汽量（1）根据现场工况假设

17、井口干度95%，水平段长度400m，垂深350m，管柱结构为平行双管结构，经过数值模拟，一个井组注入约700850吨蒸汽即可，不必过多的注入蒸汽。（2）按合理注汽量预热井筒后，试验采集样本容量198个，标准差2.2，离散程度低，验证成功。959085807599.99995908070605040302010510.1I进口I进口百百分分比比均值84.67标准差2.189N198AD3.358P 值0.005正态 - 95% 置信区间合理注汽的效果合理注汽的效果数值模拟图工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布对策四：消除干扰源 在控制柜中接控制变压器，能够在额定负载中连续长期工作

18、，防干扰，保持电流稳定，从而保证采集的流量和压力稳定，不跳跃。（1）装配控制变压器控制变压器（2）I、P井模块相互独立 每个模块用4个通道，分别记录进出口的流量压力，将I、P井的采集模块独立，在启停泵时，能够避免对另外一个井的电磁干扰，保证采集的准确性。工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布对策四：消除干扰源（4）增加泵组设备摆放距离（3）安装信号隔离器 在I、P井的模块中分别接信号隔离器，提高输入、输出、电源之间的电气隔离性能，提高采集准确性。信号隔离器 在井场范围内，泵组间距不少于10米。（5）实施效果验证75706560555045403599.99995908070605040302010510.1流量流量百百分分比比均值53.05标准差4.905N94AD0.908P 值0.020正态 - 95% 置信区间对策实施后效果对策实施后效果 对策实施后，样本容量94，均值53.05L/min，标准差4.9，离散程度较低，验证成功。工程技术研究院工程技术研究院QCQC成果发布成果发布目标达成 对策实施后，在现场实施两井组，数据采集故障率明显降低，目标达成。井号井号采集数据采集数据故障数据故障数据故障率故障率FHW305417348185810.7%FHW305812972167212.9%对策实施后统计表社会效益 通过QC活动，有效降低了采集数据