圖1 目前現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀圖
在勝利油田的日常運(yùn)作中，抽油機(jī)井采油是機(jī)械采油的主要手段。以孤東采油廠為例，其正常生產(chǎn)的 2363 口油井里，高達(dá) 2151 口是游梁式抽油機(jī)井，占比 94.6%。對(duì)于采油生產(chǎn)管理人員而言，錄取抽油井測(cè)試資料意義重大，這是了解油井生產(chǎn)狀況、分析油水井問(wèn)題以及制定合理措施的關(guān)鍵依據(jù)，對(duì)保障油井正常生產(chǎn)起著基礎(chǔ)性作用。不過(guò)，隨著孤東油田進(jìn)入高含水期，油水井動(dòng)態(tài)調(diào)整愈發(fā)頻繁，抽油井測(cè)試資料的錄取工作也隨之更為密集。可現(xiàn)實(shí)是，在測(cè)試過(guò)程中，儀器墜落事故頻發(fā)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全與效率，急需解決這一棘手問(wèn)題。?
老式測(cè)試儀器墜落問(wèn)題
在抽油井測(cè)試工作中，主要任務(wù)是錄取抽油井示功圖和液面資料。一直以來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試依靠測(cè)試動(dòng)力儀上的測(cè)試板與懸繩器測(cè)試裝置上部的固定部分配合，以此卡住測(cè)試儀器來(lái)開(kāi)展工作（可參考圖 1：目前現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀圖）。但儀器墜落事故卻頻繁發(fā)生。儀器一旦墜落，輕微的會(huì)導(dǎo)致儀器損壞，增加維修成本不說(shuō)，維修時(shí)間長(zhǎng)還會(huì)耽誤油井示功圖資料的及時(shí)、準(zhǔn)確錄?。粐?yán)重的則會(huì)造成人身傷害，引發(fā)安全事故，給企業(yè)帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失。以 2022年為例，孤東采油廠注采305站進(jìn)行了 1972 井次測(cè)試，其中有 68 次出現(xiàn)測(cè)試儀器意外墜落，占比達(dá) 3.4%，這一數(shù)據(jù)直觀地反映出問(wèn)題的嚴(yán)峻性。?
測(cè)試儀器頻繁墜落，原因是多方面的。從測(cè)試技術(shù)本身來(lái)看，現(xiàn)有技術(shù)在儀器安裝階段存在嚴(yán)重不足，只有在儀器安裝到位后才有相應(yīng)防護(hù)措施，而安裝恰恰是最容易發(fā)生儀器墜落的環(huán)節(jié)，卻缺乏有效的安全保障。并且，測(cè)試技術(shù)要求儀器必須一步安裝到位，使測(cè)試儀器的弧形凹面與光桿上測(cè)試裝置的凸面精準(zhǔn)配合，才能卡住儀器防止墜落。但實(shí)際操作中，測(cè)試裝置變形嚴(yán)重、油井生產(chǎn)狀況復(fù)雜多變、油井工作參數(shù)偏大，再加上部分操作者技術(shù)不規(guī)范、身體條件受限等因素，使得儀器很難精準(zhǔn)安裝到位，從而頻繁引發(fā)墜落事故。另外，在測(cè)試過(guò)程中，若油井生產(chǎn)狀況突然變化，如光桿緩下或卡死，導(dǎo)致測(cè)試裝置相對(duì)間距變大，現(xiàn)有的測(cè)試技術(shù)根本無(wú)法起到保護(hù)作用，儀器墜落也就不可避免。?
防脫裝置成功研制
面對(duì)測(cè)試儀器頻繁墜落這一嚴(yán)峻問(wèn)題，孤東采油廠注采管理305站的測(cè)試人員深刻認(rèn)識(shí)到，測(cè)試儀器本身缺少安全保護(hù)措施是導(dǎo)致問(wèn)題的根本原因，于是，研制一款可靠的測(cè)試儀防脫裝置成為當(dāng)務(wù)之急。?
測(cè)試人員在一個(gè)月的時(shí)間里，進(jìn)行了大量艱苦的反復(fù)試驗(yàn)。從裝置的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始，就進(jìn)行了深入思考和多種方案的嘗試。對(duì)于主支撐體的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多次對(duì)比不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的性能，最終確定了一種既穩(wěn)固又能適配儀器安裝的方案。主支撐體就像整個(gè)裝置的 “骨架”，為其他部件提供了堅(jiān)實(shí)的安裝基礎(chǔ)，確保在儀器運(yùn)行過(guò)程中，整個(gè)防脫裝置能夠穩(wěn)定地發(fā)揮作用。?
鎖緊機(jī)構(gòu)作為防脫裝置的核心部件，其設(shè)計(jì)更是經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)次的優(yōu)化。測(cè)試人員嘗試了多種鎖緊原理和結(jié)構(gòu)，從傳統(tǒng)的機(jī)械卡扣方式，到新型的彈性鎖緊結(jié)構(gòu)，每一種方案都進(jìn)行了詳細(xì)的分析和實(shí)際測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中，他們不斷調(diào)整鎖緊機(jī)構(gòu)的尺寸、材質(zhì)以及鎖緊力度等參數(shù)，以確保其能夠在各種復(fù)雜的工作環(huán)境下，都能可靠地鎖住測(cè)試筒，防止儀器墜落。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)和改進(jìn)，最終確定了一種特殊的鎖緊結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不僅能夠在儀器安裝伊始就自動(dòng)且牢固地鎖住測(cè)試筒，而且在儀器安裝出現(xiàn)偏差的情況下，依然能夠保持穩(wěn)定的鎖緊狀態(tài)。?
釋放手柄的設(shè)計(jì)也頗費(fèi)心思。測(cè)試人員進(jìn)行了大量的模擬操作，不斷調(diào)整手柄的位置、形狀和操作方式。他們考慮到測(cè)試人員在實(shí)際操作中的便利性和安全性，對(duì)手柄的操作力度、行程等進(jìn)行了精細(xì)的調(diào)試。最終設(shè)計(jì)出的釋放手柄，操作簡(jiǎn)單便捷，測(cè)試人員只需輕輕拉動(dòng)，就能順暢地釋放鎖緊機(jī)構(gòu)，方便測(cè)試完成后取下儀器。?
回位彈簧雖然是一個(gè)相對(duì)較小的部件，但它的作用卻不容小視。測(cè)試人員對(duì)回位彈簧的彈性系數(shù)、材質(zhì)耐久性等進(jìn)行了深入研究和多次試驗(yàn)。他們通過(guò)不斷調(diào)整彈簧的參數(shù)，確保其能夠在各種工況下，穩(wěn)定地使鎖緊機(jī)構(gòu)自動(dòng)回位，為下一次測(cè)試做好準(zhǔn)備。在整個(gè)研制過(guò)程中，測(cè)試人員還參考了大量其他領(lǐng)域的安全防護(hù)技術(shù)資料，結(jié)合抽油井測(cè)試的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新。從最初的設(shè)計(jì)草圖，到一次次制作樣品進(jìn)行測(cè)試，再根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)。最終，經(jīng)過(guò)不懈努力，成功研制出了一套實(shí)用且可靠的測(cè)試儀防脫裝置（可參考圖 2 了解裝置結(jié)構(gòu)）。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與應(yīng)用成果?
新研制的測(cè)試儀防脫裝置首先在15 口（次）抽油井上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。在試驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格按照正常的測(cè)試流程操作，對(duì)防脫裝置在各個(gè)環(huán)節(jié)的表現(xiàn)進(jìn)行了全面細(xì)致的觀察和記錄。
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在儀器安裝階段，防脫裝置的鎖緊機(jī)構(gòu)展現(xiàn)出了出色的性能。當(dāng)測(cè)試人員將儀器靠近測(cè)試筒時(shí)，鎖緊機(jī)構(gòu)迅速自動(dòng)啟動(dòng)，緊緊地鎖住了測(cè)試筒，有效避免了儀器在安裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的墜落情況。在一些測(cè)試裝置存在輕微變形的復(fù)雜安裝條件下，儀器也能被穩(wěn)穩(wěn)地固定住，這充分證明了鎖緊機(jī)構(gòu)的可靠性和適應(yīng)性。?
在測(cè)試過(guò)程中，模擬了油井可能出現(xiàn)的各種異常情況。當(dāng)出現(xiàn)光桿緩下或突然 卡死的情況時(shí)，防脫裝置的鎖緊機(jī)構(gòu)依然能夠緊緊鎖住光桿，確保測(cè)試儀器不會(huì)墜落。在一次模擬光桿緩下的試驗(yàn)中，光桿緩慢下降，測(cè)試裝置的相對(duì)間距逐漸變大，但防脫裝置始終穩(wěn)定地發(fā)揮著作用，牢牢地保護(hù)著測(cè)試儀器。?
在測(cè)試完成取下儀器時(shí)，釋放手柄操作簡(jiǎn)單便捷，測(cè)試人員只需輕輕拉動(dòng)，鎖緊機(jī)構(gòu)便迅速釋放，儀器能夠順利取下。通過(guò)對(duì)這 15 口（次）抽油井的試驗(yàn)，詳細(xì)記錄了每一次操作過(guò)程中防脫裝置的運(yùn)行情況，包括是否正常工作、有無(wú)故障發(fā)生等。試驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置使用方便、操作簡(jiǎn)單、安全可靠。?
基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的良好效果，防脫裝置開(kāi)始在更多抽油井上推廣應(yīng)用。截止到 2024年 10 月，已累計(jì)測(cè)試 3860 井次，在這期間，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)一次儀器墜落事故。與之前較高的墜落比例相比，應(yīng)用防脫裝置后，徹底杜絕了儀器脫落事故的發(fā)生，消除了測(cè)試過(guò)程中的安全隱患，完全符合 “HSE” 實(shí)施要求，取得了顯著的社會(huì)效益。
同時(shí)，該裝置操作簡(jiǎn)便，大大減輕了測(cè)試人員的工作量，降低了職工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了因儀器墜落導(dǎo)致的停井時(shí)間，提高了工作效率和油井生產(chǎn)時(shí)率。此外，由于儀器墜落事故不再發(fā)生，減少了儀器維修時(shí)間，提高了儀器出勤率，保證了油井資料錄取的及時(shí)性，為油井分析提供了可靠依據(jù)，有力地保障了油井的正常生產(chǎn)。
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