石油圈
自動化與遠程監控技術為Permian盆地提供了更安全、更有效的修井作業。
編輯 | 大安
由于經濟下行調整與持續的市場波動，能夠熟練操作與維護修井設備（譬如液氮泵送設備）的人才大量流失。作業者迫切需要降低設備的持有成本，再加上預算捉襟見肘，導致常規技術根本無法滿足標準的維護計劃。為解決這一困境，近期國民油井華高公司（NOV）為其修井與增產設備研發了基于狀態的維護（CBM）系統。NOV的Genesis氮氣裝置將自動化控制與GoConnect和CBM系統結合在一起。這種新型數字化系統通過LTE無線寬帶連接，提供了更安全、更高效的作業與遠程監控。
技術簡介
GoConnect CBM系統具有自動化控制功能，可幫助經驗較少的現場人員更容易操作設備。該行業最近失去了眾多擁有關鍵設備操作技能的熟練工，因此以安全、可重復的方式提供可靠的現場設備操作變得愈發困難。Genesis氮氣裝置通過自動啟動增壓泵與冷端滿足了這一需求。利用自動化控制系統，該氮氣裝置可以在很短的時間內準備就緒。眾所周知，安全是泵組設計的基石。自動控制操作以優化設備，可改善設備的作業，從而降低產生破壞性溫度或壓力的風險。更重要的是，通過車載系統對井場壓力進行監控，可以確保人員安全。從維護的角度來看，該控制系統還提供了一個誘人的好處，它的可靠性顯著降低了緊急維修的潛在需要。雖然這是一項改進，但該系統并沒有消除對標準維護周期的需求。CBM系統連續監控過濾器、泵、液壓油的運行狀況。設備運行狀況數據存儲在本地與GoConnect的云端中，任何能夠啟用Internet的設備都可以進行遠程查看。此外，當超出預設的設備閾值時，GoConnect能夠監視并通過文本或電子郵件的形式，將自動警報發送給關鍵人員，這是該產品的一項重要功能。
案例分析
Alpha & Omega氮氣服務公司選用Genesis氮氣裝置，它擁有自動化與GoConnect數字監控功能，可提高其在Permian盆地的作業效率。第三次作業期間，該公司需要在填充車載液氮罐的同時進行作業。然而，泵組出乎意料地無法灌泵，由于可能造成潛在的空化現象，就停止了增壓泵的工作。那時，由于增壓泵無法灌泵，該設備則沒有再次進行灌注以繼續作業。作業者聯系NOV請求幫助，NOV通過調查GoConnect數據，幫助客戶恢復了設備，從而順利完成該作業。
后來，GoConnect遠程監控人員發現液壓油箱溫度已達到202華氏度，比該設備的推薦溫度高出了7度。對作業數據進一步檢查，發現該發動機以1800rpm的轉速運行，而且在三缸泵數小時不運行的情況下，增壓泵仍在運行。NOV與作業者取得聯系，確認該設備目前閑置且等待作業，因此建議停止該設備，冷卻四小時后再啟動。一旦進行實際現場作業，作業者就會啟動該設備，只需8分鐘則可重新運行。液壓罐的溫度降了下來，并維持在建議的最高工作溫度195華氏度以下。
在隨后的現場作業中，設備操作員致電GoConnect團隊，告知他擔心設備的排氣溫度過高，并且設備似乎有些“失控”。作業者使用該設備以500立方英尺/每分鐘的低速率泵送氮氣。檢查GoConnect中的數據后發現，自動調溫閥已停止運行。在NOV的建議以及該公司的同意下，操作人員將設備加速至750立方英尺/每分鐘，然后排氣溫度就降至作業要求范圍內，順利完成現場作業。作業完成后，針對此問題進行了故障排除，發現調溫閥的執行器發生故障，因此訂購了保修的更換部件。
該設備已返回現場并成功完成了幾次作業。目前，Alpha＆Omega公司已能夠有效地使用該設備，可在作業中實現更高水平的一致性與效率，特別是針對系統的溫度與速率控制。
圖1展示了最近開展的某個項目，該項目具有多個速率變化，并且排氣溫度穩定在±3華氏度之內。這甚至比常規溫度范圍還要好，常規溫度范圍應保持在給定閾值的±5華氏度之內。由于控制系統能夠自動控制設備的性能，即使泵速增加（通常會導致排氣溫度降低），溫度也能穩定下來。隨著其他設備也逐步實現自動化，這種一致性將成為標準。
如圖1，紅色線代表泵速，橙色線代表排氣溫度，綠色線代表排氣壓力。在方框圈住的區域中，更多液氮被注入系統，這將使設備冷卻。憑借GoConnect，Alpha & Omega公司大幅降低了溫度偏差，盡管泵速有所變化，但溫度始終維持在設定目標的3華氏度之內。這表明系統更加穩定且易于管理。（來源：NOV）
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