石油圈
自动化与远程监控技术为Permian盆地提供了更安全、更有效的修井作业。
编辑 | 大安
由于经济下行调整与持续的市场波动，能够熟练操作与维护修井设备（譬如液氮泵送设备）的人才大量流失。作业者迫切需要降低设备的持有成本，再加上预算捉襟见肘，导致常规技术根本无法满足标准的维护计划。为解决这一困境，近期国民油井华高公司（NOV）为其修井与增产设备研发了基于状态的维护（CBM）系统。NOV的Genesis氮气装置将自动化控制与GoConnect和CBM系统结合在一起。这种新型数字化系统通过LTE无线宽带连接，提供了更安全、更高效的作业与远程监控。
技术简介
GoConnect CBM系统具有自动化控制功能，可帮助经验较少的现场人员更容易操作设备。该行业最近失去了众多拥有关键设备操作技能的熟练工，因此以安全、可重复的方式提供可靠的现场设备操作变得愈发困难。Genesis氮气装置通过自动启动增压泵与冷端满足了这一需求。利用自动化控制系统，该氮气装置可以在很短的时间内准备就绪。众所周知，安全是泵组设计的基石。自动控制操作以优化设备，可改善设备的作业，从而降低产生破坏性温度或压力的风险。更重要的是，通过车载系统对井场压力进行监控，可以确保人员安全。从维护的角度来看，该控制系统还提供了一个诱人的好处，它的可靠性显著降低了紧急维修的潜在需要。虽然这是一项改进，但该系统并没有消除对标准维护周期的需求。CBM系统连续监控过滤器、泵、液压油的运行状况。设备运行状况数据存储在本地与GoConnect的云端中，任何能够启用Internet的设备都可以进行远程查看。此外，当超出预设的设备阈值时，GoConnect能够监视并通过文本或电子邮件的形式，将自动警报发送给关键人员，这是该产品的一项重要功能。
案例分析
Alpha & Omega氮气服务公司选用Genesis氮气装置，它拥有自动化与GoConnect数字监控功能，可提高其在Permian盆地的作业效率。第三次作业期间，该公司需要在填充车载液氮罐的同时进行作业。然而，泵组出乎意料地无法灌泵，由于可能造成潜在的空化现象，就停止了增压泵的工作。那时，由于增压泵无法灌泵，该设备则没有再次进行灌注以继续作业。作业者联系NOV请求帮助，NOV通过调查GoConnect数据，帮助客户恢复了设备，从而顺利完成该作业。
后来，GoConnect远程监控人员发现液压油箱温度已达到202华氏度，比该设备的推荐温度高出了7度。对作业数据进一步检查，发现该发动机以1800rpm的转速运行，而且在三缸泵数小时不运行的情况下，增压泵仍在运行。NOV与作业者取得联系，确认该设备目前闲置且等待作业，因此建议停止该设备，冷却四小时后再启动。一旦进行实际现场作业，作业者就会启动该设备，只需8分钟则可重新运行。液压罐的温度降了下来，并维持在建议的最高工作温度195华氏度以下。
在随后的现场作业中，设备操作员致电GoConnect团队，告知他担心设备的排气温度过高，并且设备似乎有些“失控”。作业者使用该设备以500立方英尺/每分钟的低速率泵送氮气。检查GoConnect中的数据后发现，自动调温阀已停止运行。在NOV的建议以及该公司的同意下，操作人员将设备加速至750立方英尺/每分钟，然后排气温度就降至作业要求范围内，顺利完成现场作业。作业完成后，针对此问题进行了故障排除，发现调温阀的执行器发生故障，因此订购了保修的更换部件。
该设备已返回现场并成功完成了几次作业。目前，Alpha＆Omega公司已能够有效地使用该设备，可在作业中实现更高水平的一致性与效率，特别是针对系统的温度与速率控制。
图1展示了最近开展的某个项目，该项目具有多个速率变化，并且排气温度稳定在±3华氏度之内。这甚至比常规温度范围还要好，常规温度范围应保持在给定阈值的±5华氏度之内。由于控制系统能够自动控制设备的性能，即使泵速增加（通常会导致排气温度降低），温度也能稳定下来。随着其他设备也逐步实现自动化，这种一致性将成为标准。
如图1，红色线代表泵速，橙色线代表排气温度，绿色线代表排气压力。在方框圈住的区域中，更多液氮被注入系统，这将使设备冷却。凭借GoConnect，Alpha & Omega公司大幅降低了温度偏差，尽管泵速有所变化，但温度始终维持在设定目标的3华氏度之内。这表明系统更加稳定且易于管理。（来源：NOV）
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