影響檢泵作業(yè)質量的因素剖析及對策

鐘建文 芮興龍

中國石油長慶油田分公司 安全環(huán)保監(jiān)督部 （甘肅 慶城 745100）

影響檢泵作業(yè)質量的因素剖析及對策

鐘建文 芮興龍

中國石油長慶油田分公司 安全環(huán)保監(jiān)督部 （甘肅 慶城 745100）

通過對檢泵維修的日常工序管理及影響檢泵維修質量的客觀因素及關鍵部件工況環(huán)境的分折，尋找出提高檢泵作業(yè)質量的有效途徑。制定出切實可行的對策措施，全方位的提高檢泵維修質量水準。

檢泵質量 因素剖析對策措施

長慶油田分公司采油二處修井公司主要從事檢泵作業(yè)，年完成約5 500個標準井次，近年來各作業(yè)隊的返工率雖然正在逐步降低，但一些不可避免的返工井仍有發(fā)生。目前，返工率約3%，全年返工180井次，每個井次按14 000元計算，那么，全年因返工井損失168萬元，相當于一個作業(yè)隊一年在無效作業(yè)。這些返工井不但影響市場占有份額，制約著質量信譽，減少勞務收入和利潤目標，而且危機著作業(yè)隊的生存與發(fā)展，甚至一些負面效應波及的力度和幅度，不得不引起高度重視和關注，于是引出了影響檢泵作業(yè)質量因素剖析及對策措施的質量管理課題。

1 影響檢泵作業(yè)質量的原因分析

1.1 環(huán)境因素對作業(yè)質量的影響

油井井筒狀況日趨復雜，隨著老油田開發(fā)時間的延長及新投叢式大斜井的增多，油井油管桿、深井泵工況環(huán)境變差，斷、脫、漏卡、堵等影響作業(yè)質量的因素不斷增多。

1.1.1 井筒結垢的影響

自1980年8月在嶺8井發(fā)現(xiàn)結垢后，油田井筒結垢十分普遍。樊家川、馬嶺、上里塬城壕、悅22區(qū)、玄馬、城55區(qū)、元城101區(qū)、華池、南梁等油田的結垢比較嚴重。尾管、深井泵及套管內壁的垢主要為CaCO3、CaSO4，少數油井有BaSO4、SrSO4。結垢使套管孔眼堵死，泵筒內防沖距段堵死。初步統(tǒng)計分析油井含水30%以上結垢十分嚴重。隨著油田開發(fā)時間的推移，油層含油飽和度不斷降低，為垢物質的析出提供了必要條件，多層全采，油層水的不配伍，成垢離子在地層條件下結合形成垢。

油井周圍壓降漏斗的形成是近井油層、壓裂造成的裂縫處和射孔炮孔炮眼結垢的另一必要條件，油層中流體從供油邊緣向油井井筒的滲流過程中造成壓力不斷下降，形成壓降漏斗，使已形成的多相平衡狀態(tài)不斷破壞。

Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+CO2↑+H2O使碳酸鈣不斷析出，造成近井地層和孔眼堵塞。1998年至今，由于結垢造成的活塞卡泵、雙凡爾失靈、泵筒堵死、油管結垢粘在套管內壁拔不動鉆等類型的無效作業(yè)達980個標準井次。

1.1.2 井筒腐蝕影響

結垢油井大部分為中高含水井，下部油管桿長期浸泡在水中，硫酸鹽還原菌和水中溶解氣（CO2和H2S）對其腐蝕。

（1）硫酸鹽還原菌是一種厭氧菌，最適應的生長溫度為30～35℃（中溫型）和55～60℃（高溫型）pH值5.5～9.0,隴東油田地層水和洛河水都適應其生長。其腐蝕形態(tài)是油管桿、泵、環(huán)表面是一個個同心圓式小坑，呈麻點狀。

（2）CO2溶解在水中電解生成CO32-，其腐蝕狀況在油管、桿表面形成蟲蛀狀帶，油桿接箍上形蜂窩狀。1999年到2001年由于腐蝕發(fā)生尾管斷裂落井，油桿蝕縮徑斷脫。油管腐蝕穿洞裂口等無效作業(yè)280個標準井次。

1.1.3井下臟物堵塞

發(fā)生堵塞類型：①投產洗井時，排液不徹底造成的井筒先天不足,井筒中的黃土與井下石蠟、膠質混合物和黑色沉淀淤泥，使花管眼、雙凡爾座孔堵塞，消弱了濾液能力，泵況變差；②鉆井液傷害油層，鉆井液中的固體顆料進入油層，將油層的孔隙堵塞造成油層表面上能量充足,油井產能降低。能量得不到有效的釋放。由于此原因引起投產、檢泵、隔水采油的無效作業(yè)近3年達350個標準井次左右。

1.1.4 油管桿偏磨的影響

油管桿偏磨影響檢泵質量，主要表現(xiàn)在叢式大斜井和部分泵掛深度（平均1 400m）較深的直井上，導致油管相互磨損、斷脫、油管出現(xiàn)裂縫、滾輪接箍卡死、脫落、輪軸斷裂、本體斷裂、三扶四限扶正塊破裂。1995年叢式大斜井正式投產以來，共發(fā)生此類影響作業(yè)質量問題約190個標準井次。

1.1.5 氣鎖現(xiàn)象的影響

自1996年長6、長8層和原Y9主力層的開發(fā)，氣鎖現(xiàn)象制約著檢泵質量的提高，初步統(tǒng)計，至今，由于氣鎖現(xiàn)象發(fā)生無效作業(yè)約130個標準井次。

1.1.6 油層坍塌和出砂的影響

油層坍塌和出砂在隴東油田不常見，但由于井噴和負壓洗井、混氣水排液、負壓射孔等工藝的應用，曾經導致過15口井檢泵作業(yè)3～5d，地層出砂，發(fā)生卡泵、雙凡爾失靈的無效作業(yè)約18個標準井次。

1.2 深井泵、油管、油桿、附件、工具對檢泵質量的影響

深井泵的檢修質量和運輸工作是影響檢泵作業(yè)質量的最基本因素，特別是檢修待發(fā)泵、試壓、測活塞、固定凡爾漏失量尤為關鍵，下面對深井泵各部件逐項剖析。

1.2.1 游動凡爾罩

必須具備以下4個方面的性能：①要有良好的導向性能，減少閥體在球室內漂移；②要有適宜的流通面積，減少液力損失；③要有合理閥球回跳高度；④要有足夠的強度與耐磨性，良好的抗強腐蝕能力。從近3年的施工作業(yè)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)游動凡爾罩發(fā)生斷裂、漏失或出液不暢的僅7口井。

1.2.2 凡爾球、凡爾座

凡爾球、凡爾座在抽吸系統(tǒng)中，屬最小配件，也是最為關鍵的配件，是深井泵的“心臟”，數千萬立方米的液量都是通過球與座的“跳動配合”抽出井筒的，球與座的配合間隙尤為重要，目前現(xiàn)場上檢測方法有透光法、口吸法、泵筒內的抽拉法3種，基本上可以判定球與座的配合情況，在富有H2S和CO2溶解氣的地層水中，均有被腐蝕的現(xiàn)象，下泵生產15d發(fā)生嚴重漏失，井口憋不起壓力。

1.2.3 固定凡爾總成

凡爾罩公扣粘扣、密封性變差，漏失、試壓不合格、運輸過程中保管不善，導致返工的有15個標準井次。

1.2.4 活塞

鍍鉻層脫落，活塞磨損，卡泵的比較頻繁，主要原因有2個方面：①活塞與襯款間隙過小，得不到原油的充分潤滑；②鍍鉻質量差或鍍層不耐磨損和鍍層對井筒的適應性差。

1.2.5 油管

經現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：①少數新井油管公扣強度較低，造成上卸粘扣發(fā)生漏失；②長期生產的油管上卸扣次數頻繁，加上生產過程中載荷沖擊，公扣部分錐度不足，上扣預緊時發(fā)生一定數量的漏失；③結蠟結垢嚴重的井，在油管內壁凝結成環(huán)狀同心圓，使油管的內徑變小，清洗過程中刺不掉；④油管內壁垢在一鉆過程中脫在深井泵內，活塞探不到底，造成無效作業(yè)。

1.2.6 油桿

油桿對檢泵質量的影響因素也比較多。①抽油桿應力超過疲勞極限，隨著上下沖程的交替，隨的載荷不斷發(fā)生從小到大的重復變化，例如平均沖程按8次/min，抽油桿一天受交變應力8×103～1.7×104次，一年要承受交變應力3×106～6×106沖次，而鋼質抽油桿的疲勞極限一年僅為107沖次，抽油桿的安全使用期為1.9～3.7a（開井時率為90%），而正常服役的抽油桿據不完全統(tǒng)計都在5a以上（特別是淺泵掛或低產量井上）；②軸向應力影響，抽油桿最容易在距接頭10～20cm處斷裂，主要原因是在工作中要產生軸向作用，抽油管過渡段在加厚部分的軸向曲率的作用下，產生的應力要大大超過設計的計算值。液擊大大加快了疲勞損壞，使供液能力差的井比供液能力好的井抽油桿斷裂的頻率高。腐蝕、超載、抽油桿組合不當、設計組合執(zhí)行等強度原則不完善、抽油桿上下調換頻次少及制造缺陷的影響。

1.2.7 油管掛短節(jié)及滑桿

用Φ62mm的油管人工車床自制的油管掛短節(jié)，對檢泵質量影響也較大，自1995～2001年初步統(tǒng)計，在無N80油管掛短節(jié)使用的情況下，選用自制的管掛短節(jié)發(fā)生漏失，管串落井事故達107個標準井次，滑桿斷、滑桿絲扣部分過長，逼帽不到位頂死游動凡爾球發(fā)生無效作業(yè)也多達40個標準井次。

1.3 工序責任管理影響檢泵作業(yè)質量的因素分析

（1）工序責任管理影響檢泵作業(yè)質量因素的一個重要方面，主要表現(xiàn)以下幾點：①崗位職工責任性較差，對入井管串、桿、泵、工具附件檢查不嚴細，誤下入有質量缺陷的管、桿、泵、井下工具附件；②崗位職工對入井管串的質量標準、操作規(guī)程不清楚；③現(xiàn)場檢查質量缺陷的方法和經驗不足；④現(xiàn)場質量缺陷的檢測手段不齊全；⑤質量控制體系文件落實較差，各工序處于半受控狀態(tài)。

（2）檢泵申請所提供的檢泵原因和技術要求不準確，影響作業(yè)質量主要表現(xiàn)為：①檢泵原因不準，崗位工人分散了檢查部位的精力；②對施工工序質量和施工工程質量的技術改進措施掌握不夠，要求不準；③檢泵申請?zhí)峁┑牟糠志o態(tài)、動態(tài)數據有誤，影響作業(yè)質量。

（3）施工前的方案、設計交底不清，執(zhí)行申請要求的施工率低，油管桿已經起完，才清楚施工目的，一些質量缺陷查找就困難了。

2 提高檢泵作業(yè)質量的對策

根據井筒結垢、腐蝕、結蠟、氣鎖、油層坍塌、臟物、偏磨等環(huán)境因素和泵、管、桿、井下工具附件的質量材料、結構工藝技術環(huán)節(jié)，以及操作人員的水平、素質、能力等3大關口，按照人、材、機、環(huán)、法的質量管理模式，找出提高檢泵作業(yè)質量的有效途徑如下：

（1）把提高有關檢泵作業(yè)的操作人員、管理人員、技術人員的綜合素質當作提高檢泵作業(yè)質量的第一道工序來抓，特別是加強責任性教育、專業(yè)技術標準、操作規(guī)程、工具用具的結構、原理學習，鍛煉現(xiàn)場判斷、解決問題的能力，提高查找工序質量缺陷的水平，積累現(xiàn)場經驗。

（2）對檢泵作業(yè)入井的管、桿、泵、井下工具附件材料的質量（結構、性能、用途、工作靈敏度、可靠性等），實施入井許可證制度，由專門的專業(yè)人員鑒定后方可使用。

（3）對入井管柱、桿柱、工具用具附件的工況要定期進行分析，提出針對性比較強的工況改進措施，長時間上卸扣的油管公扣與接箍配合時，公扣錐度不夠，可將油管接箍卸下來倒向，用不經常卸的一端上在經常卸扣的公扣處，用接箍不常卸扣處與公扣錐度不夠處相連，防止油管漏失。

（4）采取一定的工藝方法加強井筒入井所有管桿柱、工具用的環(huán)境綜合治理工作。①對結垢嚴重的井實施針對治理，控制含水上升幅度，抑制自生礦物析出；②2層或2層以上合采，水質不配伍，實施分隔采油，阻止不配伍水質在油管外壁和套管內壁結垢；③油管內壁有結垢的附著物時，先下一定數量的油管后，將活塞油桿下入泵筒內，再下油管實施管桿套下，防止垢物落入泵筒內；④氣鎖嚴重影響泵凡爾工作的油井，將套管氣控制放空，或者是套管氣引出定向燃燒，降低套壓，波及凡爾工作，解除氣鎖，或者是井下管串上組配氣錨，或使用防氣泵等；⑤井底較臟的油井，井筒內臟物過多，在動液面、沉沒度允許的條件下，適當提高泵掛深度也是提高檢泵作業(yè)質量的有效辦法。或者是完井后不用抽油機試抽，用修井車抽吸，出液正常后，迅速完井開抽?；蛘呦卤们敖ㄗh洗井，或者下泵進采用雙花管用74～148μm（100～120目）的銅絲布包扎，或者完井后開抽10min左右，人工操作輕微碰泵3～5次；⑥桿柱經常斷脫的油井，下油桿時同一級別經常上下調換位置，使桿柱處于等強度拉力的環(huán)境中工作；⑦腐蝕嚴重的井，配置陰極保護裝置；⑧結蠟結垢比較嚴重的井，井下管串組配化學防蠟、磁防蠟、防垢器或者是人工地面除蠟除垢。

（5）出臺《井下作業(yè)質量獎懲規(guī)定》、《井下作業(yè)管理規(guī)程》、《質量控制體系文件》等一系列制度，約束激勵機制和辦法，健全質量保證體系。

[1]姜軍.采南油田提高井下作業(yè)質量技術及應用[J].石油質協(xié)通訊，2007,33(8).

[2]何鑫華.提高檢泵作業(yè)質量 延長油井免修期[J].內江科技,2010(3).

[3]王俊奇,曹強,李鋼,等.延長油井檢泵周期的新技術及應用[J].鉆采工藝,2005,25(3).

[4]李勇,張宏.建立質量保障體系 加強重點工序質量控制延長油井檢泵周期[J].石油工業(yè)技術監(jiān)督,2009,25(3).

[5]吳奇.井下作業(yè)工程師手冊[M].北京:石油工業(yè)出版社,2002.

The effective approach to the improvement of pump inspection quality is found out through the analysis on the routine process management of pump inspection and maintenance,the objective factors influencing the quality of pump inspection and maintenance,and the working conditions and environment of key parts.Meanwhile,some workable countermeasures are established in order to improve the quality of pump inspection and maintenance all-dimensionally.

quality of pump inspection;analysis of factors;countermeasures

鐘建文（1969-），男，現(xiàn)任長慶油田分公司安全環(huán)保監(jiān)督部第二安全環(huán)保監(jiān)督站監(jiān)督，修井工程師，國家注冊安全工程師。

尉立崗

2010-12-24