一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)提升小修作業(yè)效益分析

劉成貴，黃大勇(中國(guó)石油新疆油田公司 準(zhǔn)東采油廠，新疆 阜康 831511)

0 引言

修井作業(yè)是大部分油田保證穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要手段之一，但傳統(tǒng)修井作業(yè)存在很多弊端：

(1)作業(yè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生油、水、蠟及其混合液落地的情況，這些灑落、飄散的原油及污水對(duì)井口及井場(chǎng)形成一定的污染。以新疆油田公司為例，年修井作業(yè)約16 200～23 500 井次，產(chǎn)生含油防滲膜(布) 790～ 1 300 t，含油污泥約0.8～1.1 萬(wàn)噸，每年環(huán)保治理費(fèi)用近千萬(wàn)元。

(2)修井作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)高。

(3)機(jī)械化程度低，員工勞動(dòng)強(qiáng)度大，修井工成為中國(guó)石油行業(yè)所有工種中最艱苦的工種之一，苦、臟、累、險(xiǎn)伴隨整個(gè)施工過(guò)程。為了改善修井作業(yè)存在的弊端，新疆油田公司研制成功了一體化清潔修井作業(yè)系統(tǒng)，較大程度上杜絕了修井作業(yè)產(chǎn)生的污染，并且提高了修井作業(yè)的自動(dòng)化水平，降低了修井作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生了較好的綜合效益。

1 環(huán)境效益

一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)依靠“減少油水出井筒，降低油水灑落井口，杜絕油水灑落井場(chǎng)”的種種環(huán)保設(shè)計(jì)，改變了“先污染后治理”解決環(huán)保問(wèn)題的局限[1-2]，產(chǎn)生了很好的環(huán)境效益，為綠色礦山建設(shè)目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)作出了一份貢獻(xiàn)。

(1)使用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)后，作業(yè)前現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需鋪墊防滲布，作業(yè)中井場(chǎng)無(wú)落地原油及含油污泥產(chǎn)生，作業(yè)后無(wú)需處理沾油防滲布、含油污泥等危險(xiǎn)廢物，原油、油蠟、污水全部回收至原油處理系統(tǒng)，充分實(shí)現(xiàn)了資源化利用。

(2) 一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)占地面積小，對(duì)地形平整度要求低。傳統(tǒng)油管橋、抽桿橋采用單層(兩層)擺放管桿，如圖1 所示，占地面積為10.2 m×11 m= 112.2 m2，而一體化清潔修井作業(yè)系統(tǒng)的管桿可多層擺放，如圖2 所示，占地面積為13 m×3 m=39 m2。減少了占地面積，對(duì)地面的污染自然也就小了，對(duì)井場(chǎng)條件有限的井更有利。

圖1 傳統(tǒng)修井單層管桿橋

圖2 一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)多層管桿橋

(3)一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)通過(guò)多種環(huán)保裝置的設(shè)置，解決了井口溢流、管桿壁油水落地產(chǎn)生的污染問(wèn)題，不再新增含油污泥與危廢。廢液儲(chǔ)集罐和管桿儲(chǔ)存裝置集成為一體，形成相對(duì)封閉的空間，下部設(shè)有廢液儲(chǔ)集箱，其容積為11 m×3 m×0.3 m=9.9 m3。管桿箱后端有地清擋板，可防止地清廢液落地。因管桿都處于廢液儲(chǔ)集箱上部，管桿兩端及中間滴落的廢液及地清的廢液都直接流至廢液儲(chǔ)集箱內(nèi)，不必再用接油板防止廢液落地。油管輸送裝置設(shè)計(jì)了導(dǎo)流槽，實(shí)現(xiàn)了管桿內(nèi)、外壁粘附的原油不落地，解決了地清采用防滲膜遮擋、產(chǎn)生含油危廢問(wèn)題。該系統(tǒng)在井口有溢流油管，無(wú)泄油通道的井也可以進(jìn)行作業(yè)，油管內(nèi)及井口溢流原油與污水全部通過(guò)導(dǎo)流工作平臺(tái)進(jìn)入廢液儲(chǔ)集箱，地清作業(yè)也未造成污染，杜絕了防滲布的使用，全部施工井無(wú)含油防滲膜(危廢)產(chǎn)生，單井減少95%以上含油污泥的產(chǎn)生[3-4]。

(4)一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)具備自動(dòng)井液回灌、自動(dòng)溢流檢測(cè)報(bào)警功能(排污泵可以手動(dòng)啟停，也可以根據(jù)液位開關(guān)反饋的液位信號(hào)自動(dòng)啟停)，可有效防止溢流、井噴事故的發(fā)生。如圖3 所示，為應(yīng)用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)前的作業(yè)場(chǎng)景；如圖4 所示，為應(yīng)用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)后的作業(yè)場(chǎng)景。

圖3 應(yīng)用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)前的作業(yè)場(chǎng)景

圖4 應(yīng)用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)后的作業(yè)場(chǎng)景

2 安全效益

一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)很大程度提高了修井作業(yè)的安全性。

(1)井口操作安全風(fēng)險(xiǎn)大幅降低。傳統(tǒng)修井作業(yè)的井口操作要3 名員工操作(修井一崗、二崗、三崗)，采用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)后，只用1 名員工即可進(jìn)行井口操作，減少了風(fēng)險(xiǎn)較高的井口作業(yè)人數(shù)，降低了人員摔倒、物體打擊、高空落物、機(jī)械傷害、單耳環(huán)等風(fēng)險(xiǎn)，還改變了員工站在油污上操作的工作環(huán)境，降低了摔倒等安全風(fēng)險(xiǎn)。

(2)杜絕了管橋倒塌造成人員受傷的安全問(wèn)題，如圖5 所示。管橋、管桿箱集成為一體式，整體裝置穩(wěn)定可靠，如圖6 所示。

圖5 傳統(tǒng)作業(yè)管橋倒塌

圖6 一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)管橋穩(wěn)定可靠

(3)避免了站在抽桿上地清的問(wèn)題。利用多孔蒸汽槍可以站在管桿箱側(cè)面一次地清多根抽桿，地清時(shí)可從最上層開始，清上層抽桿時(shí)滴落的熱水，可滴落至下層抽桿上，起到提前融蠟的作用，待清至下層抽桿時(shí)，地清變得更容易。

4 勞動(dòng)效益

(1)降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，全電控鏈條、齒條傳動(dòng)，一人一鍵操作可完成管桿的精確定位存取(可中途暫停)。同傳統(tǒng)小修作業(yè)比較，該系統(tǒng)能夠利用機(jī)械機(jī)構(gòu)及電氣設(shè)備完成以前需要人工來(lái)完成的功能，不必再配置修井二、三崗，告別了傳統(tǒng)的人工推管、甩管桿、管桿拉送及排放等作業(yè)。該系統(tǒng)管橋承重40 t 以上，可適應(yīng)于新疆油田95%以上的油、水井。該系統(tǒng)在大直徑管柱井或深井中應(yīng)用效果更加顯著，而且較傳統(tǒng)作業(yè)相比，工作環(huán)境相對(duì)較好，運(yùn)行功率小，裝機(jī)功率20 kW，運(yùn)行功率≤12 kW，可靠性高，更符合野外現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境。

(2)作業(yè)隊(duì)減員增效明顯。一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)正常作業(yè)時(shí)2 人(1 名作業(yè)機(jī)操作工、1 名井口工)即可完成提下管桿、地清作業(yè)、管桿測(cè)量以及數(shù)據(jù)錄入計(jì)算等工作(提下油管速度約45 根/h)，再配置1 名場(chǎng)地工即可完成從施工準(zhǔn)備到完井收尾等各項(xiàng)工作。每班至少可減員2 人，單隊(duì)可減員6 人，單隊(duì)每年減少人工成本約150 萬(wàn)元，達(dá)到了修井作業(yè)隊(duì)減員增效的目的。

(3)提高了作業(yè)效率。①施工準(zhǔn)備及收尾工作占時(shí)明顯縮短，施工準(zhǔn)備節(jié)約2 h(傳統(tǒng)作業(yè)鋪設(shè)防滲布、搭管橋、滑道、挖排污溝、挖排污坑約用時(shí)3 h，一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)安裝用時(shí) 1 h)；完井收尾節(jié)約3 h (傳統(tǒng)作業(yè)清理井場(chǎng)、清洗防滲布、含油污泥平均用時(shí)5 h，一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)搬遷及清理井場(chǎng)用時(shí)2 h)；管桿長(zhǎng)度自動(dòng)測(cè)量節(jié)省作業(yè)時(shí)間2.5 h(包括提桿、提管、下管、下桿的自動(dòng)測(cè)量以及數(shù)據(jù)的錄入計(jì)算、數(shù)據(jù)自動(dòng)形成報(bào)表)。共計(jì)節(jié)約7.5 h。②一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)井場(chǎng)受限??；對(duì)井場(chǎng)地形平整度要求低(坡度不大于15‰即可)；井場(chǎng)不同角度擺放都可使用(只要對(duì)中井口即可)；采用免維護(hù)設(shè)計(jì)制造，機(jī)械性能穩(wěn)定、可靠，極少維護(hù)。這對(duì)提高作業(yè)效率都是有促進(jìn)作用的。③一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，方便吊裝，減少吊車費(fèi)用(25 t 吊車可完成)；集成化程度高，不需組裝、拆解，一車搬遷移運(yùn)(不超高、不超寬、不超高)，工作效率高。這對(duì)提高作業(yè)效率也是有促進(jìn)作用的。

5 經(jīng)濟(jì)效益

采用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)后，相比傳統(tǒng)修井作業(yè)可節(jié)約費(fèi)用。

(1)傳統(tǒng)修井作業(yè)的環(huán)保措施是采用防滲膜、防滲布，這兩種材料的消耗量及費(fèi)用如表1 所示，而一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)不再采用防滲膜、防滲布，所以單井可節(jié)約環(huán)保防護(hù)及治理費(fèi)用為4 105 元/井次。

表1 單井防滲膜(布)消耗量及費(fèi)用表

(2)節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)(施工消耗費(fèi))為3 660元/井次，如表2 所示。

表2 單井節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用表

綜合環(huán)保防護(hù)費(fèi)及生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)(施工消耗費(fèi))，單井可節(jié)約費(fèi)用為7 765 元，但考慮到一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)的固定資產(chǎn)折舊(折舊年限按8 年計(jì)算，年折舊額為8.10 萬(wàn)元，單隊(duì)每年按100 自然井次計(jì)算，單井折舊額為810元) 及維護(hù)維修費(fèi)等，采用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)與采用防滲膜、防滲布相比，還是有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

(3)還可節(jié)約人工成本。采用一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)每班組可減少2 人，單隊(duì)減少6 人，按人均10 萬(wàn)元計(jì)算，單隊(duì)減少年支出約60 萬(wàn)元。

6 結(jié)語(yǔ)

(1)新疆油田公司研制的一體化清潔作業(yè)系統(tǒng)與常規(guī)修井作業(yè)相比具有顯著優(yōu)勢(shì)，較好解決了修井環(huán)境污染問(wèn)題，大幅減少了含油污泥和沾油防滲布的產(chǎn)生量，改善了員工作業(yè)環(huán)境，加快了綠色礦山創(chuàng)建的步伐。

(2)實(shí)現(xiàn)了環(huán)保與修井作業(yè)的有機(jī)融合，機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了本質(zhì)安全性能和作業(yè)效率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

(3)建議全面推廣該技術(shù)，在使用中持續(xù)改進(jìn)和完善功能，達(dá)到本質(zhì)安全，并持續(xù)提高作業(yè)效率，為智能油田的建設(shè)起到示范作用。