“掘金”再制造

□文/本刊記者 張建

我國自主研發(fā)的廢舊油管再制造技術(shù)日前通過中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定。這項(xiàng)由寧夏大多石油裝備再制造公司自主研發(fā)的廢舊油管再制造技術(shù)，成功將“自蔓延”陶瓷復(fù)合鋼管技術(shù)應(yīng)用于石油領(lǐng)域，開創(chuàng)了全球先例，具有廣闊的應(yīng)用前景，已在中國石油吉林油田、長慶油田，中國石化勝利油田等成功應(yīng)用，累計(jì)再制造油管1萬多噸。應(yīng)用實(shí)踐表明，再制造油管壽命是普通油管的5倍以上，能夠創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

廢舊油管迎來綠色革命

廢舊油管再制造技術(shù)可謂譜寫了再制造領(lǐng)域的新篇章。再制造是一種對(duì)廢舊產(chǎn)品實(shí)施高技術(shù)修復(fù)和改造的產(chǎn)業(yè)。再制造技術(shù)是國家“十二五”重點(diǎn)規(guī)劃技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)了廢舊資源的再利用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能減排社會(huì)效益，對(duì)發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)起到了重要的推動(dòng)作用。

廢舊油管再制造技術(shù)是利用“自蔓延”反應(yīng)生成的液態(tài)金屬，在離心力作用下，填充在廢舊油管腐蝕和磨損的缺陷處，與基管管壁形成冶金結(jié)合，從而恢復(fù)廢舊油管的幾何尺寸實(shí)現(xiàn)再制造。這項(xiàng)技術(shù)成功解決了陶瓷復(fù)合鋼管的長度、直線度、粗糙度和陶瓷針孔裂紋等重大技術(shù)難題。再制造油管的防腐、耐磨和防垢等技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及美國API標(biāo)準(zhǔn)要求。完成再造的廢舊油管，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于新的油管。

由于再制造油管的耐腐蝕性能和耐磨損性能是無與倫比的，因此，它最適宜用在惡劣的環(huán)境中，比如可以用于注水井。再制造的金屬陶瓷內(nèi)襯復(fù)合油管陶瓷層的極強(qiáng)的抗腐蝕能力，不但保護(hù)了油管不受腐蝕，同時(shí)也防止了油管腐蝕產(chǎn)生的Fe++融入地下，堵塞油層。采油井的情況比注水井復(fù)雜，除了有注水井的各種腐蝕因素存在外，還會(huì)由于抽油桿、井筒的不規(guī)則等原因，使油管內(nèi)壁和抽油桿產(chǎn)生摩擦。情況嚴(yán)重的油井，幾十天就可以把油管磨漏或把抽油桿磨斷。尤其是狗腿度過大的斜井，磨損更為嚴(yán)重，一年要多次修井。金屬陶瓷內(nèi)襯復(fù)合油管的陶瓷層硬度很高，保護(hù)油管內(nèi)壁不被磨損。再制造油管可以進(jìn)行無內(nèi)補(bǔ)口焊接，用于腐蝕、結(jié)垢、結(jié)蠟的油氣集輸管道。

自2007年起，再制造油管在中國石油吉林油田7個(gè)采油廠得到應(yīng)用，至2010年11月，共計(jì)將吉林油田9509噸廢舊油管再制造，生產(chǎn)出再制造產(chǎn)品金屬陶瓷內(nèi)襯復(fù)合油管7967噸，再制造率達(dá)80%以上，生產(chǎn)出的再制造油管在吉林油田近300口腐蝕、磨損、結(jié)垢的油水井中使用。在使用過程中，從未發(fā)生腐蝕、磨損和結(jié)垢的現(xiàn)象。

2010年初，再制造油管在中國石油長慶油田第五采油廠4口水井開始應(yīng)用，將2000根廢舊油管進(jìn)行再制造，生產(chǎn)出1881根再制造廢舊油管，再制造率達(dá)94%。到目前為止，4口水井運(yùn)行情況良好，未發(fā)生腐蝕、結(jié)垢現(xiàn)象。

2010年12月，延長油田靖邊采油廠靖31157 ——01井和靖31156——02井使用再制造金屬陶瓷內(nèi)襯復(fù)合油管進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)前每年修井3井次以上，試驗(yàn)到目前為止，這兩口井運(yùn)行正常。

2010年，中國石化勝利油田勝利采油廠將再制造廢舊油管應(yīng)用于3口腐蝕和結(jié)垢的注水井，目前，3口注水井仍在正常運(yùn)行中，未發(fā)生腐蝕和結(jié)垢的情況。

2014年4月初，中國海油發(fā)展工程技術(shù)公司與中國海油有限公司天津分公司達(dá)成合作意向，引進(jìn)油管再制造技術(shù)，讓業(yè)已廢舊的10萬米油管實(shí)現(xiàn)大變身。早在3月底，海油發(fā)展工程技術(shù)增產(chǎn)公司與天津分公司曹妃甸作業(yè)公司及康菲聯(lián)管會(huì)就前往中國石油長慶油田，深入考察金屬陶瓷內(nèi)襯防腐管柱工藝及廢舊油管翻新工藝，并參觀了生產(chǎn)加工流程，認(rèn)為該技術(shù)可有效解決海上油田管柱腐蝕問題，有效降低油田生產(chǎn)成本。

據(jù)悉，目前海油發(fā)展工程技術(shù)增產(chǎn)公司已經(jīng)引進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)，下一步將對(duì)曹妃甸作業(yè)區(qū)2萬米廢舊油管進(jìn)行再制造加工，并盡快應(yīng)用到油田現(xiàn)場。渤海油田各作業(yè)區(qū)庫房閑置的約10萬米廢舊油管將逐步實(shí)現(xiàn)再造，再赴海上油田立新功。

變廢為寶帶來雙重效益

廢舊報(bào)廢的油管如果能回收再利用，定將助力油田降低成本，同時(shí)也符合國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大政策。

小資/圖

使用再制造廢舊油管可以在許多方面節(jié)約投資。修復(fù)再造油管體現(xiàn)出許多優(yōu)點(diǎn)，抗腐、耐磨、不結(jié)垢，是普通油管5倍的壽命，使用壽命長，節(jié)約了投資。此外，可以降低判廢標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)省投資。按以前的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)壁厚5.5毫米的油管，各油田一般選壁厚＜3——3.5毫米時(shí)判廢。利用鋁熱離心法再制造廢舊油管時(shí)，熔融的鐵合金層填充到油管內(nèi)壁的犁溝或腐蝕坑中，與油管基體冶金結(jié)合，恢復(fù)了油管的強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，采用內(nèi)襯陶瓷方法后，可以將判廢標(biāo)準(zhǔn)從壁厚＜3——3.5毫米降到壁厚2.7毫米。

油管是石油生產(chǎn)的主要設(shè)備之一，大體上每鉆進(jìn)1m需消耗油管15kg左右，約占油井管的25%，占石油工業(yè)用鋼總量的10%。更重要的是，油管在石油開采的過程中，由于偏磨和腐蝕，每年會(huì)大量報(bào)廢而必須更新。

以某油田為例，2006年上半年總油井?dāng)?shù)17940口，其中抽油機(jī)井12381口，桿管偏磨井2537口，占采油井開井?dāng)?shù)的20.5%。生產(chǎn)周期小于180天的偏磨油井占偏磨井總數(shù)一半以上，達(dá)到55.7%；因管桿偏磨造成的年作業(yè)井次為3395井次，作業(yè)費(fèi)用13366萬元，因管桿偏磨年報(bào)廢抽油桿98.8萬米，報(bào)廢油管132.8萬米，管桿報(bào)廢的費(fèi)用為18195萬元。兩項(xiàng)費(fèi)用合起來高達(dá)3.561億元。

目前全國20個(gè)陸上油田約有油井30萬口，按平均井深1800米計(jì)算，共有油管54000萬米，約500萬噸。在輕微腐蝕、磨損的油水井中，油管最多使用15年，而腐蝕、磨損嚴(yán)重的油水井中，不足幾個(gè)月就可能報(bào)廢。按平均使用壽命8年計(jì)算，每年要報(bào)廢約62萬噸油管；按80%可以內(nèi)襯陶瓷再制造，約50萬噸。按當(dāng)前市價(jià)，J55油管約7000元/噸；廢舊油管再制造的價(jià)格是人民幣6500元/噸，低于新油管的價(jià)格。

對(duì)于再制造企業(yè)來說，年產(chǎn)4萬噸再制造廢舊油管，年產(chǎn)值2.6億元；利潤7228.21萬元；上交稅費(fèi)2282.8萬元。對(duì)油田來說，4萬噸新油管要投資2.8億元，僅按再制造廢舊油管的壽命要高于新油管5倍計(jì)算，相當(dāng)于節(jié)省了80%的投資?？梢?，廢舊油管再制造從經(jīng)濟(jì)效益來說，是生產(chǎn)者和使用者雙贏的好項(xiàng)目。

廢舊油管再制造不僅有巨大的經(jīng)濟(jì)意義，還有巨大的社會(huì)意義。按噸鋼的CO2排放量為2噸計(jì)算，如果再制造50萬噸油管，每年將減少CO2排放量近百萬噸，節(jié)約鋼鐵資源50萬噸，節(jié)能43萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

比肩歐美成就鼎立之勢

我國的再制造技術(shù)和產(chǎn)品都是可以信賴的。在全世界再制造領(lǐng)域，我國與歐洲、美國形成了三足鼎立。業(yè)內(nèi)人士表示，我國的再制造率能達(dá)到70%——80%，而在歐洲也只有60%——70%。

據(jù)了解，目前歐美國家所采取的再制造技術(shù)以“換件修理法和尺寸修理法”為主。對(duì)于損傷程度較重的零件直接更換新件；對(duì)于損傷程度較輕的零件，則利用傳統(tǒng)的車、磨、鏜等機(jī)械加工手段，在改變零件尺寸的同時(shí)恢復(fù)零件的幾何精度，再與加大尺寸的非標(biāo)新品零件配副。這種再制造的模式相對(duì)來說較簡單，但是存在較明顯的不足，如舊件再制造率較低、浪費(fèi)較大等。

而中國特色的再制造模式是在歐美“換件修理法和尺寸修理法”上將“表面修復(fù)和性能提升法”作為再制造的主要技術(shù)方法，同時(shí)又結(jié)合無損檢測、表面工程和熔覆成形等先進(jìn)技術(shù)，在恢復(fù)零件三維尺寸的同時(shí)，又提升了其整體性能。

廢舊油管再制造利國利民，但要實(shí)現(xiàn)規(guī)模推廣，還要做很多工作，比如再制造工廠輻射半徑不宜超過500公里，并要進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度，降低生產(chǎn)成本等。

要保證再制造產(chǎn)品的質(zhì)量，還必須有完善的質(zhì)量檢測系統(tǒng)。目前廢舊油管再制造中有基本的檢測手段，但有一些還有待改進(jìn)。如內(nèi)襯陶瓷檢測，現(xiàn)在是用自制內(nèi)視鏡目測，有必要量化；判斷廢舊油管腐蝕、磨損情況的漏磁探傷機(jī)，只能定性測量，不能定量測量。如果能做到定量測量并給出油管損傷的形態(tài)，就更有利于再制造生產(chǎn)了。

油管是石油行業(yè)的專用設(shè)備，不但有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還有國際通用的API標(biāo)準(zhǔn)。再制造后的廢舊油管在機(jī)械強(qiáng)度、防腐、耐磨等方面，均有大幅度提高的空間。因此，有必要出臺(tái)再制造廢舊油管的標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)不同使用環(huán)境的需要。

API規(guī)范對(duì)油管判廢有嚴(yán)格的規(guī)定：壁厚減少12.5%即報(bào)廢。這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的安全系數(shù)太大，是對(duì)資源的浪費(fèi)，所以國內(nèi)各油田均未執(zhí)行。要進(jìn)一步擴(kuò)大廢舊油管再制造的應(yīng)用，就要出臺(tái)一個(gè)更科學(xué)的判廢標(biāo)準(zhǔn)，既可以保證生產(chǎn)安全，又可以不錯(cuò)過再制造的最佳時(shí)機(jī)，使資源得到最大限度利用。