勝利油田分公司樁西采油廠采油管理三區(qū)管理著注采站4個，維修站3個，集輸站2個，主要管理著樁西、五號樁2個油田的33個開發(fā)單元，地質(zhì)儲量3703萬噸，可采儲量780萬噸，目前采出程度17.4%，管理著油井333口，日產(chǎn)液量5719立方米/天，日產(chǎn)油460立方米/天。油井在抽油機的抽吸作用下，從油井進入地面流程系統(tǒng)，進一步輸送到計量站、中轉(zhuǎn)站，進行處理計量。因此，做好升溫，保障油井產(chǎn)出液順利的進入總的流程系統(tǒng)，是生產(chǎn)管理中的一項重要工作，特別是冬季，升溫工作是油田的主要工作之一。
 
加熱爐生產(chǎn)現(xiàn)狀
 
目前，加熱爐的生產(chǎn)情況是氣源供氣，燃氣經(jīng)火嘴噴出形成穩(wěn)定的火焰，經(jīng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)后，對加熱爐內(nèi)介質(zhì)加熱升溫。加熱爐氣源主要來自油井自產(chǎn)氣、產(chǎn)出液伴生氣和CNG 即壓縮天然氣；控制系統(tǒng)主要是點火操作和閘門開關(guān)氣量調(diào)節(jié)及燃氣大小火轉(zhuǎn)化；火嘴燃燒部分為氣體通過燃燒器火嘴形成穩(wěn)定的火焰，加熱介質(zhì)。
 
傳統(tǒng)的加熱爐升溫管理中存在一些問題：一是燃氣部分存在問題：通過調(diào)查，冬季生產(chǎn)天然氣用量較大，在外接氣不足的情況下使用了套管氣、伴生氣。燃氣中存在大量雜質(zhì)和水，導(dǎo)致加熱值低；二是加熱爐管理操作存在問題，沒有溫度自動調(diào)節(jié)功能，導(dǎo)致升溫達不到要求，或升溫過高造成燃氣浪費，需人工現(xiàn)場對加熱爐進行點火操作，操作繁瑣管理難度大，并且存在安全風(fēng)險。
 
傳統(tǒng)加熱爐點火操作流程中也存在安全隱患。在油區(qū)內(nèi)部應(yīng)用明火點燃加熱爐存在風(fēng)險。余火清理過程中，出現(xiàn)火焰飛散，存在安全隱患。采用人工經(jīng)驗判斷爐膛可燃氣體含量的方法，易出現(xiàn)人工判斷誤差，造成人員、設(shè)備傷害事件。
 
三是燃燒器燃燒質(zhì)量問題，傳統(tǒng)的鍍鋅管打眼燃燒管，燃氣無法與空氣充分混合，無法燃燒完全，達不到升溫目標要求。
 
研制新型燃燒器
 
研制一種智能燃燒器，由天然氣凈化部分，遠程智能控制部分，高效燃燒火嘴部分三個主要組成部分。燃氣凈化部分：對燃氣進行凈化，提高燃燒效果；遠程智能控制部分：應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，研發(fā)控制軟件，實現(xiàn)自動點火、溫控等功能；高效燃燒火嘴部分：使燃氣與空氣更好混合，完全燃燒，提高升溫效果。2020年3月，對智能燃燒器進行現(xiàn)場試驗應(yīng)用。組合分離+干法吸附+自動回流的燃氣凈化部分加工制作和應(yīng)用。應(yīng)用后，有效清理燃氣中的雜質(zhì)水分達到工業(yè)標準，并自動回流進入井口套管中，實現(xiàn)了自動回收率100%，見圖1所示。
 
便攜式網(wǎng)絡(luò)+監(jiān)控檢測+智能控制自動執(zhí)行部分的加工制作應(yīng)用，效果應(yīng)用手機網(wǎng)絡(luò)遠程加熱爐啟停操作，代替人工現(xiàn)場操作，見圖2所示。
 
監(jiān)控檢測加工制作及應(yīng)用
 
自我檢測正常后，再進行下一步操作；抽氣檢測功能，點火前首先對爐膛進行可燃氣體檢測。檢測燃氣不在安全范圍，整體電路自身，檢測安全合格再能進行點火步驟。按下檢測按鈕電路檢測正常后，整體供電，否則設(shè)計的常閉開關(guān)不工作。如果沒有先按下抽氣泵啟動按鈕，而是先按下點火按鈕，點火繼電器線圈是無法得電，達到了設(shè)計要求，見圖3所示。
 
外部融合+自力旋轉(zhuǎn)燃燒+固定調(diào)節(jié)組合式防風(fēng)的加工制作和應(yīng)用。利用射流原理，燃氣噴嘴：孔徑1mm，可以增大燃氣的噴射速度，將燃氣壓力盡量多的轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，提高引射空氣的能力。氣窗：在混合室兩?cè)，燃氣噴嘴處開6個氣窗。當燃氣通過噴嘴噴射時，在混合室形成負壓環(huán)境，助燃劑（空氣）在負壓作用下僅通過氣窗引射進入混合室。燃氣通過噴嘴的噴射速度越大，引射助燃劑（空氣）進入混合室能力越強，見圖4所示。
 
自力旋轉(zhuǎn)燃燒的設(shè)計加工：燃燒口設(shè)計為傾斜15°的燃燒角度，并在外部增加了傾斜15°的進風(fēng)罩，通過燃燒火焰組旋轉(zhuǎn)燃燒和進風(fēng)口的旋轉(zhuǎn)增強天然氣與空氣的充分混合。2020年10月份油田信息中心專家預(yù)納入油田油井信息化技術(shù)中對外推廣應(yīng)用。研制的智能燃燒器現(xiàn)場應(yīng)用表明，遠程點火操作成功率100%，檢測準確率100%，自動調(diào)整率100%，出口溫度可以控制在60℃以上。燃氣與空氣混合比達1.2，360°防風(fēng)。
 
經(jīng)濟效益顯著
 
傳統(tǒng)的加熱爐點火操作，每次點火采用棉紗和油類組合的方式進行操作費用組成點火用料費用1.0元，回收處理廢舊點火棉紗0.5元，每天點火加熱爐30次，年節(jié)約費用1.6萬元。遠程操作代替人工現(xiàn)場操作，減少人工成本。按照人工成本300元/天，一次點火操作用車費用100元，路途和點火操作用時1.0小時，節(jié)約成本費用148.5萬。
 
保障加熱爐升溫在加熱爐介質(zhì)出口溫度持續(xù)保持在60℃，達到生產(chǎn)要求，避免冬季生產(chǎn)凝管事故的發(fā)生，對比2019年減少處理凝管費用4.2萬元。該裝置配件購進費用3100元，加工制作費用1110元，合計4210元。共推廣應(yīng)用79臺，共計33.3元，共取得經(jīng)濟效益121.0萬元，得了良好的社會效益。
 
遠程操作代替人工現(xiàn)場操作，降低了員工的勞動強度。由于設(shè)計了加熱爐燃燒氣的自動檢測，改人工判斷為檢測數(shù)值化，消除了因人為失誤的隱患。設(shè)計溫度自動控制功能，加熱爐出口溫度控制在60℃，保障了油田冬季正常生產(chǎn)；同時溫控與滅火自動斷氣功能避免了燃氣的浪費。伴生氣分離后的伴生水自動回流的井筒中，符合油田清潔生產(chǎn)需求。