一體化清潔作業系統提升小修作業效益分析

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

0 引言

修井作業是大部分油田保證穩產高產的重要手段之一，但傳統修井作業存在很多弊端：

(1)作業過程中會產生油、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井口及井場形成一定的污染。以新疆油田公司為例，年修井作業約16 200～23 500 井次，產生含油防滲膜(布) 790～ 1 300 t，含油污泥約0.8～1.1 萬噸，每年環保治理費用近千萬元。

(2)修井作業安全風險高。

(3)機械化程度低，員工勞動強度大，修井工成為中國石油行業所有工種中最艱苦的工種之一，苦、臟、累、險伴隨整個施工過程。為了改善修井作業存在的弊端，新疆油田公司研制成功了一體化清潔修井作業系統，較大程度上杜絕了修井作業產生的污染，并且提高了修井作業的自動化水平，降低了修井作業的安全風險，產生了較好的綜合效益。

1 環境效益

一體化清潔作業系統依靠“減少油水出井筒，降低油水灑落井口，杜絕油水灑落井場”的種種環保設計，改變了“先污染后治理”解決環保問題的局限[1-2]，產生了很好的環境效益，為綠色礦山建設目標的順利實現作出了一份貢獻。

(1)使用一體化清潔作業系統后，作業前現場無需鋪墊防滲布，作業中井場無落地原油及含油污泥產生，作業后無需處理沾油防滲布、含油污泥等危險廢物，原油、油蠟、污水全部回收至原油處理系統，充分實現了資源化利用。

(2) 一體化清潔作業系統占地面積小，對地形平整度要求低。傳統油管橋、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系統的管桿可多層擺放，如圖2 所示，占地面積為13 m×3 m=39 m2。減少了占地面積，對地面的污染自然也就小了，對井場條件有限的井更有利。

圖1 傳統修井單層管桿橋

圖2 一體化清潔作業系統多層管桿橋

(3)一體化清潔作業系統通過多種環保裝置的設置，解決了井口溢流、管桿壁油水落地產生的污染問題，不再新增含油污泥與危廢。廢液儲集罐和管桿儲存裝置集成為一體，形成相對封閉的空間，下部設有廢液儲集箱，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集箱內，不必再用接油板防止廢液落地。油管輸送裝置設計了導流槽，實現了管桿內、外壁粘附的原油不落地，解決了地清采用防滲膜遮擋、產生含油危廢問題。該系統在井口有溢流油管，無泄油通道的井也可以進行作業，油管內及井口溢流原油與污水全部通過導流工作平臺進入廢液儲集箱，地清作業也未造成污染，杜絕了防滲布的使用，全部施工井無含油防滲膜(危廢)產生，單井減少95%以上含油污泥的產生[3-4]。

(4)一體化清潔作業系統具備自動井液回灌、自動溢流檢測報警功能(排污泵可以手動啟停，也可以根據液位開關反饋的液位信號自動啟停)，可有效防止溢流、井噴事故的發生。如圖3 所示，為應用一體化清潔作業系統前的作業場景；如圖4 所示，為應用一體化清潔作業系統后的作業場景。

圖3 應用一體化清潔作業系統前的作業場景

圖4 應用一體化清潔作業系統后的作業場景

2 安全效益

一體化清潔作業系統很大程度提高了修井作業的安全性。

(1)井口操作安全風險大幅降低。傳統修井作業的井口操作要3 名員工操作(修井一崗、二崗、三崗)，采用一體化清潔作業系統后，只用1 名員工即可進行井口操作，減少了風險較高的井口作業人數，降低了人員摔倒、物體打擊、高空落物、機械傷害、單耳環等風險，還改變了員工站在油污上操作的工作環境，降低了摔倒等安全風險。

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

圖5 傳統作業管橋倒塌

圖6 一體化清潔作業系統管橋穩定可靠

(3)避免了站在抽桿上地清的問題。利用多孔蒸汽槍可以站在管桿箱側面一次地清多根抽桿，地清時可從最上層開始，清上層抽桿時滴落的熱水，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，地清變得更容易。

4 勞動效益

(1)降低了工人的勞動強度。一體化清潔作業系統機械化、自動化程度高，全電控鏈條、齒條傳動，一人一鍵操作可完成管桿的精確定位存取(可中途暫停)。同傳統小修作業比較，該系統能夠利用機械機構及電氣設備完成以前需要人工來完成的功能，不必再配置修井二、三崗，告別了傳統的人工推管、甩管桿、管桿拉送及排放等作業。該系統管橋承重40 t 以上，可適應于新疆油田95%以上的油、水井。該系統在大直徑管柱井或深井中應用效果更加顯著，而且較傳統作業相比，工作環境相對較好，運行功率小，裝機功率20 kW，運行功率≤12 kW，可靠性高，更符合野外現場復雜的應用環境。

(2)作業隊減員增效明顯。一體化清潔作業系統正常作業時2 人(1 名作業機操作工、1 名井口工)即可完成提下管桿、地清作業、管桿測量以及數據錄入計算等工作(提下油管速度約45 根/h)，再配置1 名場地工即可完成從施工準備到完井收尾等各項工作。每班至少可減員2 人，單隊可減員6 人，單隊每年減少人工成本約150 萬元，達到了修井作業隊減員增效的目的。

(3)提高了作業效率。①施工準備及收尾工作占時明顯縮短，施工準備節約2 h(傳統作業鋪設防滲布、搭管橋、滑道、挖排污溝、挖排污坑約用時3 h，一體化清潔作業系統安裝用時 1 h)；完井收尾節約3 h (傳統作業清理井場、清洗防滲布、含油污泥平均用時5 h，一體化清潔作業系統搬遷及清理井場用時2 h)；管桿長度自動測量節省作業時間2.5 h(包括提桿、提管、下管、下桿的自動測量以及數據的錄入計算、數據自動形成報表)。共計節約7.5 h。②一體化清潔作業系統井場受限小；對井場地形平整度要求低(坡度不大于15‰即可)；井場不同角度擺放都可使用(只要對中井口即可)；采用免維護設計制造，機械性能穩定、可靠，極少維護。這對提高作業效率都是有促進作用的。③一體化清潔作業系統結構簡單，重量輕，方便吊裝，減少吊車費用(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(不超高、不超寬、不超高)，工作效率高。這對提高作業效率也是有促進作用的。

5 經濟效益

采用一體化清潔作業系統后，相比傳統修井作業可節約費用。

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

表1 單井防滲膜(布)消耗量及費用表

(2)節約生產運行費(施工消耗費)為3 660元/井次，如表2 所示。

表2 單井節約生產運行費用表

綜合環保防護費及生產運行費(施工消耗費)，單井可節約費用為7 765 元，但考慮到一體化清潔作業系統的固定資產折舊(折舊年限按8 年計算，年折舊額為8.10 萬元，單隊每年按100 自然井次計算，單井折舊額為810元) 及維護維修費等，采用一體化清潔作業系統與采用防滲膜、防滲布相比，還是有較好的經濟效益。

(3)還可節約人工成本。采用一體化清潔作業系統每班組可減少2 人，單隊減少6 人，按人均10 萬元計算，單隊減少年支出約60 萬元。

6 結語

(1)新疆油田公司研制的一體化清潔作業系統與常規修井作業相比具有顯著優勢，較好解決了修井環境污染問題，大幅減少了含油污泥和沾油防滲布的產生量，改善了員工作業環境，加快了綠色礦山創建的步伐。

(2)實現了環保與修井作業的有機融合，機械化、自動化程度高，降低了員工勞動強度，提升了本質安全性能和作業效率，提高了經濟效益。

(3)建議全面推廣該技術，在使用中持續改進和完善功能，達到本質安全，并持續提高作業效率，為智能油田的建設起到示范作用。