提高生產(chǎn)測(cè)井壓力儀器的刻度質(zhì)量.ppt

,提高生產(chǎn)測(cè)井壓力儀器的刻度質(zhì)量 匯報(bào)人：莫旭波 西部鉆探測(cè)井公司 2008年12月8日,目 錄,一、 前言 二、 小組簡(jiǎn)介 三、 P-1選題理由 四、 P-2現(xiàn)狀調(diào)查 五、 P-3確定目標(biāo) 六、 P-4原因分析及要因確定 七、 P-5制定對(duì)策 八、 D-1對(duì)策實(shí)施 九、 D-2對(duì)策實(shí)施 十、 D-3對(duì)策實(shí)施 十一、 C效果檢查 十二、 C實(shí)施效果 十三、 A-1鞏固措施 十四、 A-2遺留問題及下步打算 十五、 結(jié)束語,測(cè)井公司生產(chǎn)測(cè)井擔(dān)負(fù)著克拉瑪依油田的生產(chǎn)測(cè)井任務(wù)，隨著抽油井的增加，環(huán)空測(cè)井任務(wù)越多。生產(chǎn)測(cè)井主要是測(cè)量油井產(chǎn)液剖面，為油田找水堵水、挖潛增效可靠的測(cè)井資料。因而必須保證測(cè)井儀器的性能和測(cè)井精度。提高儀器刻度的質(zhì)量是保證儀器測(cè)井精度的重要環(huán)節(jié)之一。測(cè)井新技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究中心三相流組員工，負(fù)責(zé)環(huán)空測(cè)井井下儀器流量含水率儀器的標(biāo)定和壓力儀器刻度工作，隨著儀器技術(shù)的改進(jìn)，各種規(guī)格（外徑尺寸）的儀器增加，生產(chǎn)廠家也增多。針對(duì)這一現(xiàn)狀，2008年4月，測(cè)井新技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究中心三相流QC小組確定以“提高生產(chǎn)測(cè)井壓力儀器的刻度質(zhì)量”為課題，采取一系列措施和技術(shù)手段，提高壓力儀器刻度質(zhì)量，保障儀器測(cè)井的精度，為油田挖潛增效采取措施而提供可靠的測(cè)井資料。這對(duì)開拓測(cè)井市場(chǎng)和提高油田的經(jīng)濟(jì)效益都具有重要意義。,一、前言,二、小組簡(jiǎn)介,小組成立于2008年4月，小組活動(dòng)由中心副主任全面負(fù)責(zé)，成員是三相流組員工，三相流組工作主要負(fù)責(zé)給測(cè)試分公司環(huán)空井下儀器的壓力儀器刻度和流量含水率儀器的標(biāo)定工作，2007年需要刻度的壓力儀器34支。小組成立當(dāng)月，進(jìn)行QC知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)2次，對(duì)影響壓力儀器刻度質(zhì)量的因素進(jìn)行5次調(diào)查。小組成員見下表： 小組成員簡(jiǎn)介,三、P-1選題理由,壓力儀器刻度裝置是用來給生產(chǎn)測(cè)井六參數(shù)組合儀和脈沖信號(hào)儀器的壓力儀器刻度的，目的是給壓力儀器測(cè)井提供刻度參數(shù)壓力擬和系數(shù)。如果刻度參數(shù)不準(zhǔn)，誤差大，直接影響儀器的測(cè)井曲線質(zhì)量和解釋結(jié)果。設(shè)備的投入使用過程中，設(shè)備質(zhì)量、儀器性能和人員技術(shù)等諸多因素都影響到儀器刻度參數(shù)的結(jié)果。2007年總共需要刻度的壓力儀器34支，有9支存在質(zhì)量問題或不能刻度，能用于測(cè)井的只占：（34-9）/34=73.5%，這引起本單位領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。中心領(lǐng)導(dǎo)針對(duì)存在問題原因強(qiáng)調(diào)：加大投入技術(shù)力量和物力，同時(shí)與測(cè)試分公司車載測(cè)井系統(tǒng)配合，成立QC小組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，全面有效地提高壓力儀器的刻度質(zhì)量。因此，QC小組以解決確定壓力儀器刻度成功率問題作為我們小組的主攻課題。,四、P-2現(xiàn)狀調(diào)查,小組成員對(duì)2007年進(jìn)行的51次儀器刻度過程中，影響儀器刻度質(zhì)量的諸多因素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)狀情況見下表：,五、P-3確定目標(biāo),2007年共刻度壓力儀器51次，現(xiàn)狀調(diào)查的結(jié)果可知，我們刻度儀器過程中出問題和錯(cuò)誤比例：24/51=47%，壓力儀器刻度成功率低。這引起本單位領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。中心領(lǐng)導(dǎo)針對(duì)存在問題原因強(qiáng)調(diào)：加大投入技術(shù)力量和物力，同時(shí)與測(cè)試分公司車載測(cè)井系統(tǒng)配合，成立QC小組進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，全面有效地提高壓力儀器的刻度質(zhì)量。QC小組確定2008年壓力儀器刻度成功率目標(biāo)值為97%。,六、 P-4原因分析及要因確定,1、因果分析 “壓力儀器刻度成功率低”是我們主攻的主要矛盾。而影響主要矛盾的因素來自多方面，見下圖：,2、找主要原因 針對(duì)末端因素，QC小組成員確認(rèn)如下：,3、要因確認(rèn) 給壓力儀器刻度的最終產(chǎn)品壓力擬和系數(shù)，壓力擬和系數(shù)是否能用于測(cè)井，是影響壓力儀器刻度成功與否的關(guān)鍵，經(jīng)QC小組討論分析，認(rèn)為主要因素有： 刻度裝置的軟件設(shè)計(jì)有缺陷、儀器的加壓口滲漏、儀器的信號(hào)傳輸方式多。,七、 P-5制定對(duì)策,八、D-1對(duì)策實(shí)施,有了確定的對(duì)策，小組成員心中有數(shù)，大家群策群力，根據(jù)對(duì)策完成時(shí)間的先后，逐條實(shí)現(xiàn)對(duì)策目標(biāo)。 一、刻度裝置的軟件設(shè)計(jì)有缺陷(要因一) 刻度裝置包括給儀器加壓、加溫、供電、信號(hào)采集和處理等設(shè)備，如下圖所示：,八、 D-1對(duì)策實(shí)施,八、D-1對(duì)策實(shí)施,八、D-1對(duì)策實(shí)施,八、 D-1對(duì)策實(shí)施,對(duì)策： 找出刻度裝置的軟件設(shè)計(jì)的缺陷，自編程序重新計(jì)算壓力擬和系數(shù)。 實(shí)施： 1、找出刻度裝置中廠家設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)的缺陷 因?yàn)閴毫χ涤?jì)算矩陣時(shí)，擬和系數(shù)矩陣是一個(gè)條件數(shù)很大的矩陣?？潭妊b置中廠家設(shè)計(jì)的軟件的計(jì)算不穩(wěn)定且容易出現(xiàn)較大偏差，由此容易導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算結(jié)果不正確；同時(shí)，輸出的擬和系數(shù)精度不夠。,八、 D-1對(duì)策實(shí)施,2、自編程序計(jì)算壓力擬和系數(shù) 根據(jù)流體壓力與儀器輸出頻率的關(guān)系公式： P：流體壓力，單位：Mpa(兆帕) F: 儀器輸出頻率，單位：cps(脈沖/秒) T: 流體溫度，單位 在儀器刻度中，一般用6個(gè)不同的溫度點(diǎn)，每個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)9個(gè)不同壓力點(diǎn)，這樣記錄在溫度和壓力的交繪點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的儀器輸出頻率。已知了溫度（T）、壓力（P）和頻率（F），用自編程序計(jì)算出20個(gè)壓力擬合系數(shù)：,八、D-1對(duì)策實(shí)施,算法描述： T為溫度變量， m一般取3， F為測(cè)量信號(hào)（頻率）， n一般取4 則壓力的擬和公式為： （1） A為系數(shù)矩陣 在m=3,n=4 的情況下，矩陣共有20個(gè)系數(shù)。 實(shí)驗(yàn)的目的就是通過已知溫度和壓力下的儀器響應(yīng)（測(cè)量數(shù)據(jù)），求取陣中的各個(gè)系數(shù)。,八、D-1對(duì)策實(shí)施,第一步： 公式（1）可以寫成如下形式： （2） 其中： 假設(shè)，實(shí)際測(cè)了 個(gè)溫度、 個(gè)壓力，共 個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)。 。 則由公式（2）可以擬合出個(gè)溫度下的系數(shù)，在此不具體寫出由個(gè)壓力及測(cè)量值擬合的過程。 將這些系數(shù)寫成一個(gè)矩陣就得到： 其中 為第 個(gè)溫度下得到的 系數(shù)。,八、D-1對(duì)策實(shí)施,第二步： 把個(gè)溫度下的變量寫成矩陣形式： 其中 為第 個(gè)溫度下 的變量。 則由公式（2）可得： 變換之后可得： （3） 在上述計(jì)算過程中可以發(fā)現(xiàn)： 在第一步，由個(gè)壓力值計(jì)算矩陣時(shí)，擬合系數(shù)矩陣是一個(gè)條件數(shù)很大的矩陣，的計(jì)算不穩(wěn)定且容易出現(xiàn)較大偏差，由此容易導(dǎo)致整個(gè)計(jì)算結(jié)果不正確。 為了改進(jìn)這個(gè)問題，本文使用SVD方法（奇異值分解法）計(jì)算矩陣的廣義逆。處理結(jié)果證明，該方法能夠有效地改進(jìn)上述問題。,八、D-1對(duì)策實(shí)施,我們對(duì)23DB0708儀器刻度，把6個(gè)不同的溫度點(diǎn)，每個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)9個(gè)不同壓力點(diǎn)交繪點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的儀器輸出頻率（見下表）：,八、D-1對(duì)策實(shí)施,把頻率值輸入到自編的程序中，自動(dòng)打印出壓力儀器的20個(gè)壓力擬和系數(shù)如下：,八、 D-1對(duì)策實(shí)施,3、檢驗(yàn)算法結(jié)果 利用自編程序計(jì)算壓力擬和系數(shù)。把壓力擬和系數(shù)輸入到車載測(cè)井系統(tǒng)中，連接儀器，給壓力探頭加壓驗(yàn)證，如：在常溫下分別加壓：5、10、15、20、25、30、35、40、45、50MPa,測(cè)井系統(tǒng)對(duì)應(yīng)值都在0.01MPa范圍內(nèi)，符合要求。 我們用半個(gè)月時(shí)間，把去年4支沒有刻度的壓力儀器，用同樣的刻度方法，打印出4支壓力儀器對(duì)應(yīng)的壓力擬和系數(shù)，經(jīng)過測(cè)井驗(yàn)證，效果很好。,九、D-2對(duì)策實(shí)施,二、儀器的加壓口滲漏(要因二) 1.統(tǒng)計(jì)不同儀器廠家和不同規(guī)格尺寸的儀器加壓連接口，加工一批連接短節(jié)頭（見下圖），杜絕連接口滲漏，提高加壓點(diǎn)的穩(wěn)壓時(shí)間。,2.加強(qiáng)責(zé)任心，認(rèn)真準(zhǔn)確記錄刻度壓力點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的儀器頻率值。,十、D-3對(duì)策實(shí)施,三、井下儀器信號(hào)傳輸方多(要因三) 1.信號(hào)傳輸方式有問題的井下儀器主要是杭州715所生產(chǎn)的，必須與對(duì)應(yīng)廠家生產(chǎn)的測(cè)井系統(tǒng)（見下圖）配合，才能正常工作。我們通過電纜連接井下儀器，測(cè)井系統(tǒng)給儀器供電，把儀器置于加溫加壓裝置中，通過刻度裝置加壓機(jī)給儀器探頭加壓，測(cè)井系統(tǒng)讀出不同溫度不同壓力所對(duì)應(yīng)的頻率值，用解決“主要因素一”的同樣方法，計(jì)算壓力擬和系數(shù)，用于測(cè)井。 2.對(duì)儀器廠家統(tǒng)一要求，儀器的信號(hào)幅度和寬度統(tǒng)一到DDL-的標(biāo)準(zhǔn)：脈寬10S，脈沖幅度12V。 總之，在解決問題的工作過程中，加強(qiáng)工作責(zé)任心，準(zhǔn)確記錄加壓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率值，減少人為誤差，這也是非常重要的。通過QC小組活動(dòng)，我們深信，生產(chǎn)測(cè)井壓力儀器的刻度質(zhì)量將提高到一個(gè)新臺(tái)階。,十、D-3對(duì)策實(shí)施,十一、C效果檢查,前面一系列措施按計(jì)劃執(zhí)行完成。我們對(duì)用戶測(cè)試分公司測(cè)井小隊(duì)進(jìn)行滿意度調(diào)查，對(duì)去年刻度有問題的9支壓力儀器，今年刻度后進(jìn)行野外測(cè)井效果跟蹤調(diào)查驗(yàn)證。 1、去年刻度存在問題原因(要因一)：“刻度裝置的軟件設(shè)計(jì)有缺陷”。今年刻度后的4支儀器在測(cè)井小隊(duì)測(cè)井情況，見下表：,2、去年刻度存在問題原因(要因二)：“儀器的加壓口滲漏”。 今年刻度后的那2支儀器，測(cè)井8隊(duì)使用，測(cè)井40多井次，測(cè)井效果很好。 3、去年刻度存在問題原因(要因三)：“井下儀器信號(hào)傳輸方多”。 今年刻度后的2支儀器在野外測(cè)井小隊(duì)測(cè)10隊(duì)使用，測(cè)井41井次，測(cè)井效果也很好。,十二、C實(shí)施效果,去年測(cè)試分公司需要我們刻度的儀器共34支，共有6個(gè)測(cè)井小隊(duì)（分別是測(cè)5、7、8、9、 10和11小隊(duì)）使用。但由于刻度有問題的儀器有9支之多. 今年測(cè)試分公司沒有增加儀器，需要我們刻度的儀器還是34支，經(jīng)過QC小組技術(shù)公關(guān)活動(dòng)，上半年先后把34支儀器全部刻度成功.,十三、A-1鞏固措施,2008年，測(cè)井公司加入西部鉆探公司后，公司對(duì)作業(yè)文件進(jìn)一步加強(qiáng)規(guī)范與實(shí)施，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)。從組織上、制度上、人力物力上確保儀器維修、刻度、測(cè)井資料采集和資料解釋的質(zhì)量。 測(cè)井新技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究中心在生產(chǎn)測(cè)井環(huán)空測(cè)井儀器的刻度這環(huán)節(jié)上，責(zé)無旁貸，中心把原來的儀器刻度規(guī)程補(bǔ)充新的內(nèi)容，刻度過程中，加壓接頭不能滲漏，每個(gè)加壓點(diǎn)必須穩(wěn)壓3分鐘以上。我們正在著手對(duì)壓力刻度裝置升級(jí)，對(duì)工作人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保今后儀器的刻度質(zhì)量。,十四、A-2遺留問題及下步打算,在處理“井下儀器信號(hào)傳輸方式存在問題”上，是借助野外測(cè)井系統(tǒng)來記錄儀器的頻率值的，由于操作工程師采樣每個(gè)加壓點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率值時(shí)，操作工程師看不到加壓機(jī)的壓力顯示表，只聽加壓人員的指令才采樣，采樣時(shí)刻有誤差，導(dǎo)致壓力擬和系數(shù)有誤差，驗(yàn)證結(jié)果，測(cè)量值比加壓值略偏高。雖然不超出誤差范圍，但屬于不理想的案例。2008年壓力儀器刻度優(yōu)質(zhì)率是： （34-1）/34=97%,十四、A-2遺留問題及下步打算,2009年，測(cè)試分公司還要購買新的壓力儀器，我們必須對(duì)壓力刻度裝置升級(jí)，適應(yīng)各種儀器信號(hào)的識(shí)別，確保儀器刻度的優(yōu)質(zhì)率98%以上。,結(jié)束語,在本次QC