川中油氣礦磁翻板液位計積液治理措施研究

 

1川中油氣礦磁翻板液位計積液基本情況

1.1積液來源

從zui近6年川中地區的天氣情況統計，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置頂棚，下雨時雨水會直接進入磁翻板液位計內。此外，部分磁翻板液位計未做防滲或防滲質量差，周邊地層的液體會慢慢通過井壁浸入磁翻板液位計內，對川中油氣礦磁翻板液位計進行測量，得出磁翻板液位計日自然滲漏量為8～3200mm。

1.2川中地區井口基本情況統計

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

1.3現有排液方式統計

對目前磁翻板液位計積液治理方式進行分類，主要有以下5種：人工機泵抽水散排、水車拉運、浮球泵自動排水、磁翻板液位計建排水溝自動排水、人工提水。其中，采取人工機泵抽水散排方式的磁翻板液位計共有496口，共占比例92.19%，采用機泵抽水至水車拉運的磁翻板液位計共有16口，共占比例2.97%，設置機泵自動排液的磁翻板液位計共有10口，共占比例1.86%，磁翻板液位計自動排水孔排液共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現有排液方式分析

（1）人工機泵抽水散排

人工機泵抽水散排是川中地區處理磁翻板液位計積液的主要治理方式，共有496座場站采取該種方式，即在磁翻板液位計內設置一個移動式或固定式的潛水泵，外接PE管或臨時消防管線，在水位到達一定深度后，由人工定期手動啟泵對積液進行抽排，積液直接排放至站內，在無電的場站采用移動式發電機進行啟泵排液。

該方式的優點在于：①全過程由人工進行操作，可靠性高，②對場地、電力要求較低；缺點在于：①由于泵的啟停操作、管線布置、使用發電機等均需手動作業，人工操作工作量較大，在操作時存在安全風險；②在暴雨季節或突發情況時，難以及時排水。

（2）水車拉運部分磁翻板液位計，由于水質不穩定，或井壁防滲質量較差、磁翻板液位計位置較低，在散排后積液會返流至井內，故在人工機泵抽水的基礎上增加水車，將積液抽至水車上再拉運至轉、注水站進行回注。該方式的優點在于可以zui大限度避免因積液造成環境污染的風險；缺點在于①水車拉運成本較高，回注量增大且效率低下；②所有作業必須人工操作。

（3）機泵自動排液部分單井采取了機泵自動排液，在磁翻板液位計底部靠壁處修建積液坑，坑內安裝防爆潛水泵，當水位達到設定位置時感應探頭發出指令自動啟動潛水泵工作，重而達到排出磁翻板液位計積液的目的，水位抽排到設定位置時感應探頭發出指令自動停泵。采用該方式能及時排出磁翻板液位計內積水，不需人工抽排，自動啟停也防止了積水抽干燒泵的隱患。

該種方式的優點在于：①可方便、高效、及時的處理磁翻板液位計積液，②對場站地勢無太高要求；缺點在于：①對場站電力要求較高，無電場站必須接農電或增加太陽能供電裝置；②無水質檢測手段，如水中混入油污等雜質，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個磁翻板液位計采取排水孔直接排水方式，其它磁翻板液位計由于未建排水孔、或排水孔被堵塞等原因，無法直接排水。根據現場考察，直接排水必須選擇磁翻板液位計底與排液口有至少4米的高差，利用重力作用讓水自流，達到磁翻板液位計底無積液。

根據地形情況，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特點均有較高的要求。其中定向鉆是指在距離磁翻板液位計8～10米處入鉆，鉆至磁翻板液位計底部時采用水平鉆至出水點，鉆孔工序完成后從站外出水點拖入PE管至磁翻板液位計，磁翻板液位計內出水點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之間的隔墻，使同井組未鉆孔磁翻板液位計內的水流入鉆有排水孔的磁翻板液位計內進行排水。大開挖與定向鉆方式相近，區別在于采用機具或人工進行開挖，挖至設計深度后埋入排水管線進行排水。

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

 

2川中油氣礦磁翻板液位計積液方案制定原則

對各種排液磁翻板液位計的優缺點進行對比，綜合考慮不同類型磁翻板液位計的尺寸、深度、積液量等因素，應選擇zui經濟、環保、安全、省力的方式進行排液處理。

根據川中油氣礦下沉式磁翻板液位計數量較多、無人值守場站較多，場站信息化設備主要由太陽能供電的情況的較為普遍，應優先對磁翻板液位計的環境進行考察，在滿足修建自動排液通道條件的磁翻板液位計修建排液通道，液體通過自流方式外排。其他磁翻板液位計考慮安裝浮球泵進行自動排液，具備接農電條件的單井可考慮接農電，其他無電場站采用太陽能供電系統。

 

3川中地區磁翻板液位計積液試驗

選擇浮球泵+太陽能供電系統和修建大開挖排液通道方式，進行自動排液試驗和直接排液試驗，以驗證方案的可行性。

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

在該井的磁翻板液位計底部靠壁處修建積液坑，坑內安裝防爆潛水泵，采用220V防爆潛水泵，排量10m3/h，利用太陽能供電系統進行供電。潛水泵供電線路穿管沿磁翻板液位計壁90度夾角處鋪設，安裝磁翻板液位計水位感應探頭，線路出磁翻板液位計壁后穿管暗埋至專用配電箱，在配電箱內接潛水泵供電線路、水位感應探頭線路，當水位達到設定位置時感應探頭發出指令自動啟動潛水泵工作，重而達到排出磁翻板液位計積水的目的，水位抽排到設定位置時感應探頭發出指令自動停泵。

經現場測試，當液位到達浮球泵液位高點時，機泵自動啟動進行排液，當液位下降至浮球泵液位低點時，自動停泵停止排液，試驗期間，女深002-5井能及時排出磁翻板液位計內積水，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。自試驗開始后，該磁翻板液位計未出現積液現象。可見，采用浮球泵自動排液，能滿足磁翻板液位計積液排出的功能要求。

 

3.2龍崗37井大開挖方式排液試驗

由于龍崗37井屬于長關井，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。現場在站外計劃好排液口位置，通過挖機對井口至站外排液口進行開挖，修建排液通道，并埋設DN300的水泥涵管。

通過修建排液通道，龍崗37井磁翻板液位計的液體能及時通過排水通道排出，再未出現磁翻板液位計積液的情況。該井的排液通道總長15米，進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，液體也能順利排出。

3.3合川地區太陽能供電試驗

在合川地區進行太陽能供電系統測試，在用太陽能板zui大發電功率為2×150W,帶入合川地區所處經緯度的固定式太陽能板日照發電量計算經驗公式可得約為300×3.5×0.8=840W。實測站場機泵設備的用電量為24V×1.25A×24小時=720W/d。但是如綜合考慮到陰雨天和冬季太陽能板發電效率降低，初步判斷現有電量基本無富余。

3.4存在問題

經過試驗，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泵的影響，雖效果較好，但存在以下一些問題，需進一步優化。

（1）磁翻板液位計內雜質較多，混有小石渣、未打掃完全的樹枝、樹葉等，由于機泵設置位置為磁翻板液位計zui低點，雜質可混在液體中，對機泵和管理形成堵塞，影響排液；

（2）機泵未設置過熱、過載、缺水等保護措施，如出現異常情況無法切斷電源；

（3）太陽能供電系統效率低下，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優化措施

針對試驗過程中存在的問題，對浮球泵排液系統進行優化改造，改造建議如下：

（1）優化電路設計選用超聲波液位傳感器，浮球開關，液位探頭配合帶過熱保護電路的水泵。該種方式采用一種連接，把液位實時現狀顯示在監控中心。此外在系統上加入了缺水空轉保護、電子限位保護、機械限位保護、數字限位保護，zui大限度的保障機泵運行。

（2）優化出水口設計在出水口增加增加沉淀、隔離、過濾裝置，保證水中雜質不進入泵體。能實現積液全部排出，泵不被泥沙、油污堆埋。

（3）優化太陽能供電系統現有太陽能發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，發電效率低。擬采用逐日系統，運用成熟天文算法和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電量，經過實測，扣除增加逐日系統自身消耗(30W/d)后，發電量比現有增加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行一次的充放電過程調整為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結語

通過現場試驗和改造措施，對目前的排液方式進行總結。

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

（2）如場站條件無法進行直排，則采用自動排液泵進行排液，利用浮球感應器控制機泵的啟停，應對電力保護和出水口進行優化，以保證管道和泵的正常運行。

（3）在具備接農電的單井考慮農電，不具備接農電的單井采用太陽能供電系統為機泵進行供電，采用太陽能逐日系統，及蓄電池串聯循環交替充放電，充分利用太陽能和電池。