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C p ia n t设备
Engineering 工程油井液面测试仪评价方法探讨 张昊1，孙健2，汪勇3，陈万有4
(1.长庆油田设备管理处，陕西西安710018;2.长庆油田第二采油厂，甘肃庆阳745100;
阻燃双面胶3.长庆油田第一采油厂，陕西延安716000；
4.长庆油田第一输油处，陕西西安710018)
摘要：针对长庆油田液面测试仪选型采购过程中存在的不足，创造性地开展了厂家现场对比测试评价活动，搭建了厂 商与用户的交流平台，加深了有关各方对相关仪器、技术及标准的了解与掌握，明确了下一步的发展方向，为油田今后石 油测试类仪器的采购配置工作提供了方法和借鉴。 关键词：动液面；液面测试仪；双频道井深测试仪
中图分类号：TE938 文献标识码：A 文章编号：1671-071 1(2017) 09 (上）-0109-03
1背景目的
动液面是指油井稳定生产时，在油套环空内测得 的从井口到液面间的距离。它是反映油井地层供液能力 的重要指标，被喻为油井的“脉搏”。及时测试掌握油 井动液面，合理调整抽油泵沉没度、稳定吸入压力，是 提高采收率、保证油田稳产增效的重要措施。长庆油田 油井多、分布广，动液面测试难度大、工作量大、成本 高、周期长、人工分析资料不及时，影响井筒管理水平。近年来，长庆油田先后采购国产各型油井液面测试仪逾 千台（套）。使用过程中，出现了各种问题，与产品销 售时宣称的技术性能和使用寿命有较大差距。
2结构原理
液面测试仪一般由主机和井口连接器构成。按主机 功能分为综合测试仪、双频道井深测试仪等；按操作分为 自动测试仪、手动测试仪等。井口连接器分为敲击型、扳 击型和气压型等，敲击型又分为高压、高能，氮气和套管 气两用等；气压型又分为高能、气压组合、气体组合等。
测试原理是通过井口连接器产生声波，沿油套环 空向井底传播，遇到井口、音标、接箍、液面时均将产 生反射波信号，被井口连接器上的微音器采集后传送至 主机进行数据回放、放大、分析、处理后，可分别采用 接箍法、音标法计算动液面深度。长庆油田许多井下都 没有安装音标，计算液面普遍采用接箍法。 3性能对比测试评价
焊锡线长庆油田创新液面测试仪性能评价方法，主要从 性能和价格两个大的方面进行对比测试、分析、计算。
3.1性能对比测试
按照“适配、优购”的原则，长庆油田在采油二厂采油井场组织召开了液面测试仪对比测试评价活动，以验证油田普遍采用的液面测试仪实际使用效果是否与 各厂家宣传的性能一致。
3.1.1参评厂家及测试仪器
邀请国内七个液面测试仪厂家（见表1)，携带参 评仪器参加油井动液面测试现场比武。各厂家还展示了 所研发的其它新型液面测试设备。
表1各厂家参评主要液面测试仪器一览表厂家主要产品可选发声方式
厂家1CJ-6井深测试仪套气、氮气发声
滑水鞋
厂家2
CKZY-V I(V)型抽油机井宽
温型（功图无线）综合测试仪
氮气发声
厂家3
G Y系列便携式功图液面综合
测试仪+井口连接器
炸薯条机
氮气发声
厂家4
PMTS3.1组合式系统效率测试
仪+三用式井口连接器
套气、氮气发声
厂家5
DFYZ—322 (302 )型油井综合
诊断仪
厂家6
动液面测试仪+s c-n D型气
压组合型井口连接器
厂家7
新型无线综合测试仪+SP-I型
井口装置
氮气发声
3.1.2 比赛规则
(1)厂家自带参评仪器。（2)按照S Y/T 5875要求，参评设备可自由选择压缩氮气、套管气等发声方式。（3) 测试前须停运抽油机。（4)每次测试、计算、回放或 打印不超过15分钟。（5)规定时间内，连续测量1 ~ 3条液面曲线，取液面深度平均值作为最后测试结果。
(6)厂家按接箍法计算液面深度和声速，根据所测液 面深度和声速反算出音标深度，再与实际音标深度对比，该方法要求单节油管长度一致。（7)每种组合测试结 果资料可回放到计算机或者直接打印，测试完毕后交给 裁判进行评比。（8)测试时，要求操作人员劳保上岗，
中国设备工程2017.09 (上）1〇9
Research and Exploration |研究与探索•监测与诊断
一人操作、一人监护，严格执行操作规程，如有违章操 作取消参评资格。（9)承办方在主办方的监督下，对 所有参评(含备用)测试仪器，均不采取额外的减振措施。
3.1.3评分标准及评委
根据S Y/T 5166、JJG (石油）10-2000、S Y/T 5875、Q/S Y C Q 0051和《动液面测试仪性能对比测试 评分表》（见表2)等标准。抽调油田内部10位专家 担任评委。
3.1.4测试选井
油井动液面测试选井有大斜度、高含气、有音标、无音标等类型。比武测评时分别临时抽签一口作为测试井。
一是比较测试仪器准确度选井。选择三口标准井，要求直井；井内干净无异物；套压小；动液面1500m 左右；设定位置一般1000m左右或以所选井的位置为 准下入回音标，要求音标实际深度准确无误。
二是比较测试仪器灵敏度选井。按照灵敏度影响 因素选择具有代表性的难测井，其它影响因素要相近，以增强测试结果可比性。同时选择安装有回音标，要求 音标实际深度准确。
(1)考查不同套压及其套压波动对测试结果的影响。按照不同套压各选一口井，要求：①套压 矣2.0M P a;②2.0<；套压矣3.0M P a;③套压>3.0 M P a a(2)考查不同动液面对测试结果的影响。按 照不同泵挂范围各选一口井，要求：①1500m以下；
② 1500 (含）~ 1700m;③ 1700 (含）~ 2200 m;
④2200m(含）。（3)考查不同井斜角对测试结果的影响。按照不同井斜角各选一口井，要求：①直井；②0°<；最大井斜角矣30°;③30°<；最大井斜角矣60°;
④60°<；最大井斜角<90°;⑤水平井。
3.1.5测试准备
发布通知，由主办方组织各方做好准备工作。承 办方要做到油井生产稳定，油套环空及井壁无蜡和油污 等粘附，套管阀门开启灵活，套压表量程合适、精度不 低于0.5级；套管头易于装卸仪器和操作；检查井下管 柱结构资料是否齐全，熟悉井口流程及工作制度；提供 笔记本电脑、打印机各一台。厂家自行准备参评仪器及 用品，确认所选参评仪器基本结构及性能参数，做好检 查维护、充电等；编制好评比测试操作规程并进行排练。
表2动液面测试仪性能对比测试评分表
(有回音标油井测试准确度；无回音标油井测试设备抗干扰能力）
厂家：井号：得分：考查内容评分标准配分
设备基本情 况（20分）1.仪器主机、井口连接器上均应标明名称、型号、出
plc数据采集
厂编号、生产厂家
每缺少一项扣0.5分4 2.外型美观结实；仪器轻便；操作简单；正常情况下
各部件无松动、无泄漏、安全可靠；连接方便，丝扣
有锥度，转动灵活轻松
一项不符合扣1分5
3.数据分析处理软件功能完善、界面清晰、操作简单不符合扣3分3
4.室内考查仪器制作工艺规范，测试正常
制作工艺不规范扣2分；不能开机、正常测试
取消比赛资格
2
5.显示屏在阳光直射下显示清晰不符合扣3分3
6.能与计算机通讯；本机能实时显示波形曲线；曲线
显示及计算机打印结果清晰等
一项不符合扣1分3
测试过程及
结果 (80分）7.有音标井：测试曲线上的井口波、接箍波、音标波、
液面波辨认清晰；无音标井：测试曲线上的井口波、
接箍波、液面波辨认清晰
有音标井：井口、接箍、音标、液面波中有一
波形不清晰分别扣1分；无音标井：井口、接
箍、液面波中有一波形不清晰分别扣7分
有音标井5;
无音标井：
21
8.所测曲线连续可数的接箍波波峰数应不少于15个
有音标井：连续可数的接箍波波峰数每少1个
扣1分，如少于10个取消评比资格；无音标井：椅子上有坐下去
连续可数的接箍波波峰数每少1个扣3分，如
少于10个取消评比资格
有音标井5;
无音标井：
15
9.数接箍波时应标识清楚明显的起点和终点没有标识清楚起点和终点分别扣2分4
10.有音标井：连续三次测试的液面深度误差要求在
土1%范围内【误差=100%x(最大值-最小值）/
三次平均倌】
有音标井：1%<；误差矣2%扣3分，2%<；误
差矣3%扣6分，误差>3%取消评比资格
6
11.有音标井：测试音标深度准确度允许误差为
土0.5%。【误差=100%x(计算深度平均值-实际深
度）/实际深度】；无音标井：连续三次测试的液面
深度误差要求在土1%范围内【误差=100%x(最大
信-最小信）/三次平均信】
有音标井：按准确度允许误差绝对值大小排名，
误差最小得满分40，其次得35分，然后得分
依次下降5分。无音标井：1%<；误差矣2%
扣3分，2%<；误差矣3%扣6分，误差> 3%
取消评比资格
有音标井：
40；无音
标井：20
12.测试能力考查
连续3次均测不出液面深度取消评比资格；有
2次测不出扣15分，有一次测不出扣5分
20
合计100
(下转113页）
110 中国设备工程2017.09 (上）
说明该管束存在很严重的腐蚀，继续使用可能导致管子
泄漏，必须采取堵管处理，建议该管束报废。
(5)根据管束在装置的重要程度，对于存在问题 的管束，可以降级使用，即调换到随时能更换管束的装
置使用。
(6)根据N B/T47013.6-2015《承压设备无损检
测第六部分：涡流检测》中规定，涡流检测结果的判定
标准。
4.2涡流测厚检验结论
该换热器换热管2697根，本次抽检换热管906根，
根据现场实际运行的情况，本次检测主要抽检下半管程
(上半管程抽检165根，下半管程抽检741根）。宏观
检测：换热器管束外壁存在均匀腐蚀，管板防腐已大部
分脱落，管束内壁管口处均匀腐蚀，未发现明显坑蚀。
涡流检测发现：30根换热管减薄量超过40%，81根换
热管壁厚损失在30% ~ 40%之间。
5结语
检测完成后，对壁厚损失超过40%的30根换热管进行堵管处理，对壁厚损失30% ~ 40%的81根换热管，在不影响换热器正常使用的条件下，建议堵管处理。并 且在今后要严格控制工艺操作参数，加强水质管理，定 期进行涡流检测。
换热管涡流检测技术首次在乙烯装置设备检测检 验方面得到成功应用，为独山子石化设备管理决策提供 真实、可靠依据。此外在无损检测技术应用中，还应认 识到，检测的目的不是单方面的追求过高的可靠性，而 是在保证安全性和合适风险率的前提下，着重考虑其经 济性，只有这样，无损检测技术在承压设备的应用才能 达到预期的目的。
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[4] 蒙斌，付登堂.电涡流检测技术在换热器检测中的应用□.化
工机械，2012.
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Engineering 工程
(上接110页）
操作规程应包括操作步骤；分析计算步骤；曰常 维护保养工作及安全注意事项等内容。
3.1.6测试情况
本次比武测评，以测试仪器的准确度、灵敏度、重复性、抗振性等性能为主，分为两个阶段。第一阶段(现 场采集油井动液面数据）：厂家技术人员分别在5 口油 井上进行35次测试，7个厂家合计测试105次。共14 个采油单位部门60名人员进行了观摩。第二阶段（室 内分析评比）：厂家测试技术人员将现场采集数据在室 内进行分析，计算出动液面深度和音标深度，再与实际 音标深度进行对比、计算出测试误差，然后由评委根据 《评分表》分别对各厂家的测试误差进行量化打分、综 合排名。
3.1.7测试评比结果
经过7个厂家紧张有序的角逐，最终厂家一、厂家 四、厂家三生产的仪器测试准确度、灵敏度相对较高。厂家一生产的双频道井深测试仪准确度最高，被推荐作 为长庆油田动液面测试仪的供货厂家。
3.2综合分析对比
3.2.1安全可靠性
按照当时的行业标准，这次比武测试评价也将无 弹头火药子弹作为了发声方式之一，虽然未发生安全事故，但也承担了较大的爆炸风险。今后，应按照《油井 液面测试方法》（S Y/T 5875-2011 )的要求，油井动 液面测试不应再采用子弹发声方式，而应采用压缩氮气 发声方式。
3.2.2成本费用
使用子弹测试成本较高。一般小子弹3元/颗，大 子弹5元/颗，每测试一次井，至少需一发子弹。按每 月每井两次液面测试计算，长庆油田原油生产井每年至 少耗费子弹购置费用295.2万元，加上作业人工和配属 车辆成本费用将会更高。
目前，长庆油田一般采用6L、8L铝合金或钢质无 缝氮气瓶，充气压力15M P a，充气成本约30元/瓶，一瓶气可测试60井次左右，每测试一口井成本0.5元，与子弹发声方式相比，既安全又经济，可节约子弹成本 80% 以上。
4结语
用户在用大多数液面测试仪准确性、重复率误差 较大，建议厂家大力进行技术攻关。该评价方法是现有 条件下的有效、合理的评价方法，具有可操作性，可供 同行借鉴。今后应大力推广氮气发声方式，确保安全与 经济性。
中国设备工程2017.09 (上）113
