1川中油氣礦磁翻板液位計(jì)積液基本情況

1.1積液來源

從zui近6年川中地區(qū)的天氣情況統(tǒng)計(jì)，雨季約為1/3，平均年降雨量為1124mm，由于所有井口裝置均未設(shè)置頂棚，下雨時(shí)雨水會直接進(jìn)入磁翻板液位計(jì)內(nèi)。此外，部分磁翻板液位計(jì)未做防滲或防滲質(zhì)量差，周邊地層的液體會慢慢通過井壁浸入磁翻板液位計(jì)內(nèi)，對川中油氣礦磁翻板液位計(jì)進(jìn)行測量，得出磁翻板液位計(jì)日自然滲漏量為8～3200mm。

1.2川中地區(qū)井口基本情況統(tǒng)計(jì)

通過對所有在生產(chǎn)和長關(guān)井的磁翻板液位計(jì)情況進(jìn)行排查，川中油氣礦存在積液問題的磁翻板液位計(jì)共有538口，其中井口數(shù)量598口，在生產(chǎn)的井口161口，有人值守的場站104座，有工業(yè)用電的156座，場站周圍150米內(nèi)具備牽電條件的286座，場站周圍50米范圍內(nèi)有低于4米的位置可供排水的井站有354座。

1.3現(xiàn)有排液方式統(tǒng)計(jì)

對目前磁翻板液位計(jì)積液治理方式進(jìn)行分類，主要有以下5種：人工機(jī)泵抽水散排、水車?yán)\(yùn)、浮球泵自動排水、磁翻板液位計(jì)建排水溝自動排水、人工提水。其中，采取人工機(jī)泵抽水散排方式的磁翻板液位計(jì)共有496口，共占比例92.19%，采用機(jī)泵抽水至水車?yán)\(yùn)的磁翻板液位計(jì)共有16口，共占比例2.97%，設(shè)置機(jī)泵自動排液的磁翻板液位計(jì)共有10口，共占比例1.86%，磁翻板液位計(jì)自動排水孔排液共14口，共占比例2.61%，此外有2口井采取人工手提方式。傳統(tǒng)的人工啟泵抽水直接散排仍然是治理積液的主要方式。

1.4現(xiàn)有排液方式分析

（1）人工機(jī)泵抽水散排

人工機(jī)泵抽水散排是川中地區(qū)處理磁翻板液位計(jì)積液的主要治理方式，共有496座場站采取該種方式，即在磁翻板液位計(jì)內(nèi)設(shè)置一個(gè)移動式或固定式的潛水泵，外接PE管或臨時(shí)消防管線，在水位到達(dá)一定深度后，由人工定期手動啟泵對積液進(jìn)行抽排，積液直接排放至站內(nèi)，在無電的場站采用移動式發(fā)電機(jī)進(jìn)行啟泵排液。

該方式的優(yōu)點(diǎn)在于：①全過程由人工進(jìn)行操作，可靠性高，②對場地、電力要求較低；缺點(diǎn)在于：①由于泵的啟停操作、管線布置、使用發(fā)電機(jī)等均需手動作業(yè)，人工操作工作量較大，在操作時(shí)存在安全風(fēng)險(xiǎn)；②在暴雨季節(jié)或突發(fā)情況時(shí)，難以及時(shí)排水。

（2）水車?yán)\(yùn)部分磁翻板液位計(jì)，由于水質(zhì)不穩(wěn)定，或井壁防滲質(zhì)量較差、磁翻板液位計(jì)位置較低，在散排后積液會返流至井內(nèi)，故在人工機(jī)泵抽水的基礎(chǔ)上增加水車，將積液抽至水車上再拉運(yùn)至轉(zhuǎn)、注水站進(jìn)行回注。該方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以zui大限度避免因積液造成環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)；缺點(diǎn)在于①水車?yán)\(yùn)成本較高，回注量增大且效率低下；②所有作業(yè)必須人工操作。

（3）機(jī)泵自動排液部分單井采取了機(jī)泵自動排液，在磁翻板液位計(jì)底部靠壁處修建積液坑，坑內(nèi)安裝防爆潛水泵，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定位置時(shí)感應(yīng)探頭發(fā)出指令自動啟動潛水泵工作，重而達(dá)到排出磁翻板液位計(jì)積液的目的，水位抽排到設(shè)定位置時(shí)感應(yīng)探頭發(fā)出指令自動停泵。采用該方式能及時(shí)排出磁翻板液位計(jì)內(nèi)積水，不需人工抽排，自動啟停也防止了積水抽干燒泵的隱患。

該種方式的優(yōu)點(diǎn)在于：①可方便、高效、及時(shí)的處理磁翻板液位計(jì)積液，②對場站地勢無太高要求；缺點(diǎn)在于：①對場站電力要求較高，無電場站必須接農(nóng)電或增加太陽能供電裝置；②無水質(zhì)檢測手段，如水中混入油污等雜質(zhì)，外排后可能會造成污染并引起糾紛。

（4）排水孔直接排液

目前有14個(gè)磁翻板液位計(jì)采取排水孔直接排水方式，其它磁翻板液位計(jì)由于未建排水孔、或排水孔被堵塞等原因，無法直接排水。根據(jù)現(xiàn)場考察，直接排水必須選擇磁翻板液位計(jì)底與排液口有至少4米的高差，利用重力作用讓水自流，達(dá)到磁翻板液位計(jì)底無積液。

根據(jù)地形情況，排液孔的修建通常有定向鉆和大開挖兩種方式，兩種方式對場站的地形要求和地質(zhì)特點(diǎn)均有較高的要求。其中定向鉆是指在距離磁翻板液位計(jì)8～10米處入鉆，鉆至磁翻板液位計(jì)底部時(shí)采用水平鉆至出水點(diǎn)，鉆孔工序完成后從站外出水點(diǎn)拖入PE管至磁翻板液位計(jì)，磁翻板液位計(jì)內(nèi)出水點(diǎn)處修建積水坑并用格柵板蓋面，防止雜物流入堵塞管道。如叢式井需連通本井與其它磁翻板液位計(jì)之間的隔墻，使同井組未鉆孔磁翻板液位計(jì)內(nèi)的水流入鉆有排水孔的磁翻板液位計(jì)內(nèi)進(jìn)行排水。大開挖與定向鉆方式相近，區(qū)別在于采用機(jī)具或人工進(jìn)行開挖，挖至設(shè)計(jì)深度后埋入排水管線進(jìn)行排水。

（5）人工手提外排方式部分磁翻板液位計(jì)由于水很少，磁翻板液位計(jì)較淺，井深不足0.5米，水量較少，因此采用人工提水至站內(nèi)散排或至污水池。

 

2川中油氣礦磁翻板液位計(jì)積液方案制定原則

對各種排液磁翻板液位計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對比，綜合考慮不同類型磁翻板液位計(jì)的尺寸、深度、積液量等因素，應(yīng)選擇zui經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全、省力的方式進(jìn)行排液處理。

根據(jù)川中油氣礦下沉式磁翻板液位計(jì)數(shù)量較多、無人值守場站較多，場站信息化設(shè)備主要由太陽能供電的情況的較為普遍，應(yīng)優(yōu)先對磁翻板液位計(jì)的環(huán)境進(jìn)行考察，在滿足修建自動排液通道條件的磁翻板液位計(jì)修建排液通道，液體通過自流方式外排。其他磁翻板液位計(jì)考慮安裝浮球泵進(jìn)行自動排液，具備接農(nóng)電條件的單井可考慮接農(nóng)電，其他無電場站采用太陽能供電系統(tǒng)。

 

3川中地區(qū)磁翻板液位計(jì)積液試驗(yàn)

選擇浮球泵+太陽能供電系統(tǒng)和修建大開挖排液通道方式，進(jìn)行自動排液試驗(yàn)和直接排液試驗(yàn)，以驗(yàn)證方案的可行性。

3.1女深002-5井浮球泵試驗(yàn)在女深002-5井進(jìn)行浮球泵自動排液試驗(yàn)，考察浮球泵的排液效果。該井的井口裝置位置位于地面，磁翻板液位計(jì)容積不大，如暴雨季節(jié)雨水也不會完全淹沒井口。

在該井的磁翻板液位計(jì)底部靠壁處修建積液坑，坑內(nèi)安裝防爆潛水泵，采用220V防爆潛水泵，排量10m3/h，利用太陽能供電系統(tǒng)進(jìn)行供電。潛水泵供電線路穿管沿磁翻板液位計(jì)壁90度夾角處鋪設(shè)，安裝磁翻板液位計(jì)水位感應(yīng)探頭，線路出磁翻板液位計(jì)壁后穿管暗埋至專用配電箱，在配電箱內(nèi)接潛水泵供電線路、水位感應(yīng)探頭線路，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定位置時(shí)感應(yīng)探頭發(fā)出指令自動啟動潛水泵工作，重而達(dá)到排出磁翻板液位計(jì)積水的目的，水位抽排到設(shè)定位置時(shí)感應(yīng)探頭發(fā)出指令自動停泵。

經(jīng)現(xiàn)場測試，當(dāng)液位到達(dá)浮球泵液位高點(diǎn)時(shí)，機(jī)泵自動啟動進(jìn)行排液，當(dāng)液位下降至浮球泵液位低點(diǎn)時(shí)，自動停泵停止排液，試驗(yàn)期間，女深002-5井能及時(shí)排出磁翻板液位計(jì)內(nèi)積水，不需人工抽排，自動啟停方式也防止了積水抽干燒泵的隱患。自試驗(yàn)開始后，該磁翻板液位計(jì)未出現(xiàn)積液現(xiàn)象?？梢姡捎酶∏虮米詣优乓?，能滿足磁翻板液位計(jì)積液排出的功能要求。

 

3.2龍崗37井大開挖方式排液試驗(yàn)

由于龍崗37井屬于長關(guān)井，只有井口沒有管線流程，且位于山坡上，地理位置較高，周圍地勢偏低，具備較好的施工條件?，F(xiàn)場在站外計(jì)劃好排液口位置，通過挖機(jī)對井口至站外排液口進(jìn)行開挖，修建排液通道，并埋設(shè)DN300的水泥涵管。

通過修建排液通道，龍崗37井磁翻板液位計(jì)的液體能及時(shí)通過排水通道排出，再未出現(xiàn)磁翻板液位計(jì)積液的情況。該井的排液通道總長15米，進(jìn)水口和排水口落差約0.5米，排水管為DN300的水泥涵管，可見在較低的落差時(shí)，液體也能順利排出。

3.3合川地區(qū)太陽能供電試驗(yàn)

在合川地區(qū)進(jìn)行太陽能供電系統(tǒng)測試，在用太陽能板zui大發(fā)電功率為2×150W,帶入合川地區(qū)所處經(jīng)緯度的固定式太陽能板日照發(fā)電量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式可得約為300×3.5×0.8=840W。實(shí)測站場機(jī)泵設(shè)備的用電量為24V×1.25A×24小時(shí)=720W/d。但是如綜合考慮到陰雨天和冬季太陽能板發(fā)電效率降低，初步判斷現(xiàn)有電量基本無富余。

3.4存在問題

經(jīng)過試驗(yàn)，若地勢滿足要求，采用大開挖方式的直接排液方式能直接滿足排液要求。浮球泵排液方式由于涉及電力和機(jī)泵的影響，雖效果較好，但存在以下一些問題，需進(jìn)一步優(yōu)化。

（1）磁翻板液位計(jì)內(nèi)雜質(zhì)較多，混有小石渣、未打掃完全的樹枝、樹葉等，由于機(jī)泵設(shè)置位置為磁翻板液位計(jì)zui低點(diǎn)，雜質(zhì)可混在液體中，對機(jī)泵和管理形成堵塞，影響排液；

（2）機(jī)泵未設(shè)置過熱、過載、缺水等保護(hù)措施，如出現(xiàn)異常情況無法切斷電源；

（3）太陽能供電系統(tǒng)效率低下，供電不足主要分為兩大因素，一是太陽能光伏板自身轉(zhuǎn)化效率不足，二是大電流充放電對電池和RTU柜來說自身損耗過大；

 

3.5優(yōu)化措施

針對試驗(yàn)過程中存在的問題，對浮球泵排液系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，改造建議如下：

（1）優(yōu)化電路設(shè)計(jì)選用超聲波液位傳感器，浮球開關(guān)，液位探頭配合帶過熱保護(hù)電路的水泵。該種方式采用一種連接，把液位實(shí)時(shí)現(xiàn)狀顯示在監(jiān)控中心。此外在系統(tǒng)上加入了缺水空轉(zhuǎn)保護(hù)、電子限位保護(hù)、機(jī)械限位保護(hù)、數(shù)字限位保護(hù)，zui大限度的保障機(jī)泵運(yùn)行。

（2）優(yōu)化出水口設(shè)計(jì)在出水口增加增加沉淀、隔離、過濾裝置，保證水中雜質(zhì)不進(jìn)入泵體。能實(shí)現(xiàn)積液全部排出，泵不被泥沙、油污堆埋。

（3）優(yōu)化太陽能供電系統(tǒng)現(xiàn)有太陽能發(fā)電板采用固定式安裝，即使在晴天，每天只有5到15分鐘能接受太陽垂直照射，發(fā)電效率低。擬采用逐日系統(tǒng)，運(yùn)用成熟天文算法和zui大功率跟蹤算法，讓太陽能板始終垂直于太陽直射方向，在不增加太陽能板的情況下較大增加發(fā)電量，經(jīng)過實(shí)測，扣除增加逐日系統(tǒng)自身消耗(30W/d)后，發(fā)電量比現(xiàn)有增加1～1.5倍。

為盡量激活電池容量，擬采取分組管理的方式進(jìn)行充放電。待充滿至3600W(2塊×12V×150AH=3600W)，等別的電池組使用后再接替使用，至放電基本完全。這樣循環(huán)使用可減少充放頻率，延長電池使用壽命，保障場站用電需要。

對現(xiàn)有的電池組采用分組充放電管理，保證電池組充滿，用完。把原來電池組一天就要進(jìn)行一次的充放電過程調(diào)整為5～10天完成1次（充電2～3天，放電5～7天）。使電池使用壽命和可動用容量都大幅增加。

4結(jié)語

通過現(xiàn)場試驗(yàn)和改造措施，對目前的排液方式進(jìn)行總結(jié)。

（1）在場站地理位置較高，具備直排條件的磁翻板液位計(jì)，應(yīng)分為兩種情況。如管線較少，如部分長關(guān)井僅剩井口，無其它流程，可優(yōu)先考慮大開挖埋管方式進(jìn)行排液。如管線較多，為避免破壞，可采取定向鉆方式進(jìn)行埋管排液。

（2）如場站條件無法進(jìn)行直排，則采用自動排液泵進(jìn)行排液，利用浮球感應(yīng)器控制機(jī)泵的啟停，應(yīng)對電力保護(hù)和出水口進(jìn)行優(yōu)化，以保證管道和泵的正常運(yùn)行。

（3）在具備接農(nóng)電的單井考慮農(nóng)電，不具備接農(nóng)電的單井采用太陽能供電系統(tǒng)為機(jī)泵進(jìn)行供電，采用太陽能逐日系統(tǒng)，及蓄電池串聯(lián)循環(huán)交替充放電，充分利用太陽能和電池。