煤層氣用油、套管質(zhì)量抽檢方案優(yōu)化

劉猛，孫鵬鵬，郭炳智

中國(guó)石油煤層氣有限責(zé)任公司(北京100028)

煤層氣用油、套管質(zhì)量抽檢方案優(yōu)化

劉猛，孫鵬鵬，郭炳智

中國(guó)石油煤層氣有限責(zé)任公司(北京100028)

對(duì)煤層氣公司現(xiàn)有油、套管質(zhì)量抽檢方案進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析幾年來(lái)的檢測(cè)情況可發(fā)現(xiàn)，該方案需要很大的經(jīng)濟(jì)投入。對(duì)比國(guó)家抽樣標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合煤層氣公司供貨特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，目前現(xiàn)有的油、套管質(zhì)量檢驗(yàn)抽樣方案可以進(jìn)一步優(yōu)化。建議煤層氣公司采用統(tǒng)計(jì)抽樣的方式進(jìn)行，從而確保煤層氣公司油、套管質(zhì)量檢驗(yàn)的科學(xué)性和經(jīng)濟(jì)性。

抽樣方案;油、套管;質(zhì)量檢測(cè)

1 煤層氣公司現(xiàn)有油、套管抽檢方案

油、套管是石油行業(yè)一種常用的井下物資，在油氣井的排采中有著不可或缺的作用，產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣也直接影響著每一口油氣井的產(chǎn)量。中國(guó)石油煤層氣有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱煤層氣公司)為了控制油、套管產(chǎn)品質(zhì)量，防止不合格品投入使用，于2012年開(kāi)始委托中國(guó)石油集團(tuán)公司石油管工程技術(shù)研究院對(duì)油、套管供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量抽檢。中國(guó)石油集團(tuán)公司石油管工程技術(shù)研究院技術(shù)專家，根據(jù)煤層氣公司油、套管的采購(gòu)方式及使用過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的抽檢方案進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，以保證油、套管產(chǎn)品質(zhì)量。

抽檢方案分為檢測(cè)項(xiàng)目和抽檢比例兩部分內(nèi)容。抽檢項(xiàng)目分為理化實(shí)驗(yàn)、螺紋參數(shù)、無(wú)損探傷、壁厚檢測(cè);抽樣方式為固定比例抽檢，按單次檢測(cè)總支數(shù)的5%進(jìn)行抽樣，若檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品再按總支數(shù)的5%進(jìn)行擴(kuò)大檢測(cè)。

煤層氣公司經(jīng)過(guò)3年來(lái)的檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了許多質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的油、套管，隨之也淘汰了幾家國(guó)內(nèi)油、套管供應(yīng)商，產(chǎn)品質(zhì)量不合格率不斷下降。由2012年的4.3%到2013年的3.0%，再到2014年的0.98%，質(zhì)量明顯提高，已基本達(dá)到行業(yè)內(nèi)工廠的內(nèi)控水平。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析幾年來(lái)的檢測(cè)狀況發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的檢測(cè)項(xiàng)目比較符合煤層氣公司的質(zhì)量要求，但在抽樣比例方面存在需要改進(jìn)的余地。隨著近幾年煤層氣公司的快速發(fā)展，油、套管用量也不斷增大，如繼續(xù)采用固定比例抽樣方式進(jìn)行檢測(cè)，則隨著檢查總體數(shù)量的增多，樣本數(shù)量也隨之增大，同時(shí)檢測(cè)成本也會(huì)大幅度增加。近幾年，管桿檢測(cè)業(yè)務(wù)給煤層氣公司造成了很大的經(jīng)濟(jì)投入。因目前煤層氣公司油、套管不合格率已經(jīng)達(dá)到行業(yè)內(nèi)工廠內(nèi)控水平，可以考慮將現(xiàn)有的抽樣方法進(jìn)行優(yōu)化，轉(zhuǎn)化為一種更為科學(xué)合理的統(tǒng)計(jì)抽樣方案。

2 煤層氣公司新制油、套管質(zhì)量抽檢方案比較

目前行業(yè)內(nèi)除了固定比例抽樣方案外，還有一種建立在概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的統(tǒng)計(jì)抽樣方案。通過(guò)對(duì)兩種方案的比較可發(fā)現(xiàn)，后者更為科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)適用。

2.1 固定抽檢方式的特點(diǎn)

固定比例抽樣方式特點(diǎn):

1)現(xiàn)場(chǎng)抽樣實(shí)施方便、簡(jiǎn)潔易操作。

2)但固定百分比抽樣檢驗(yàn)存在著大批嚴(yán)、小批寬的不合理性。換言之，即質(zhì)量相同的產(chǎn)品，因檢查批數(shù)量不同卻受到不同的處理。這就有可能存在油、套管供貨商為了規(guī)避產(chǎn)品被拒收的風(fēng)險(xiǎn)刻意小批量供貨的問(wèn)題。

3)公司檢測(cè)費(fèi)用投入較大。

2.2 統(tǒng)計(jì)抽樣方案的特點(diǎn)

統(tǒng)計(jì)抽樣方案是建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的一種抽樣方案。統(tǒng)計(jì)抽樣方案的特點(diǎn)如下:

1)統(tǒng)計(jì)抽樣方案規(guī)定的抽樣原則可有效減少人為的偏見(jiàn)。

2)統(tǒng)計(jì)抽樣方案能在抽樣前量化油、套管制造企業(yè)與使用方的風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行適當(dāng)控制。

3)統(tǒng)計(jì)抽樣方案可確定樣本量，樣本量的不同與接收概率無(wú)關(guān)。

4)統(tǒng)計(jì)抽樣方案運(yùn)用概率論對(duì)樣本結(jié)果進(jìn)行推斷、評(píng)價(jià)總體特征，所得出的檢測(cè)結(jié)論具有科學(xué)的依據(jù)。

5)統(tǒng)計(jì)抽樣方案分類細(xì)、原理復(fù)雜，不易理解。

目前基于統(tǒng)計(jì)抽樣的抽樣方式逐漸引起行業(yè)各單位的重視。中國(guó)石化勝利油田、普光氣田已經(jīng)全面使用統(tǒng)計(jì)抽樣方案的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油、套管產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收檢驗(yàn)，長(zhǎng)慶油田也在2012年開(kāi)始了統(tǒng)計(jì)抽樣的準(zhǔn)備與培訓(xùn)工作?？梢?jiàn)統(tǒng)計(jì)抽樣方案將來(lái)會(huì)成為石油行業(yè)對(duì)油、套管檢驗(yàn)的一種慣用方案。

3 煤層氣公司油、套管產(chǎn)品抽樣方案的選定

基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論的統(tǒng)計(jì)抽樣理論已經(jīng)非常成熟，國(guó)家也制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。煤層氣公司油、套管產(chǎn)品抽樣方案的優(yōu)化工作主要為對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)與剖析，然后結(jié)合煤層氣公司特點(diǎn)選定抽樣方案。

3.1 抽樣標(biāo)準(zhǔn)的選擇

油、套管產(chǎn)品從原材料準(zhǔn)備開(kāi)始到成品出廠均有一套嚴(yán)格的追溯程序。煉鋼時(shí)通過(guò)熔煉爐號(hào)區(qū)分每一爐鋼的質(zhì)量;軋管時(shí)通過(guò)熔煉爐號(hào)與軋制批號(hào)區(qū)分每一批管坯的質(zhì)量;熱處理時(shí)通過(guò)熔煉爐號(hào)、熱處理批號(hào)、試驗(yàn)批號(hào)區(qū)分每一熱處理爐產(chǎn)品的質(zhì)量;接下來(lái)無(wú)損檢測(cè)、水壓試驗(yàn)、管螺紋加工、噴漆、噴標(biāo)、打捆等工序都是按照熱處理爐號(hào)、批號(hào)、管號(hào)來(lái)區(qū)分每一支油、套管。

油、套管使用單位一般按重量訂貨，制造企業(yè)為了方便產(chǎn)品的管理與追溯，通常是將某一連續(xù)生產(chǎn)周期內(nèi)生產(chǎn)的油、套管向使用單位發(fā)貨。

通過(guò)以上兩點(diǎn)分析可知，油、套管產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程可視為連續(xù)的，使用單位雖然按重量訂貨，但生產(chǎn)企業(yè)為了方便管理與追溯通常按照一定期間內(nèi)生產(chǎn)的油、套管折算成重量供貨，也可視為連續(xù)接收。

對(duì)照GB/T 2828-2003《計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序》標(biāo)準(zhǔn)，GB/T 2828.2-2008適用于孤立批的驗(yàn)收檢驗(yàn)，不適合作為油、套管的抽樣標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 2828.3-2012為跳批抽樣檢驗(yàn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，分析煤層氣公司油、套管供貨商的質(zhì)量水平，選用該標(biāo)準(zhǔn)會(huì)加大煤層氣公司的使用風(fēng)險(xiǎn)。GB/T 2828.4-2008適用于評(píng)審機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品的評(píng)定抽檢，也不適合作為煤層氣公司油、套管的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 2828.5-2012與GB/T 2828.1-2012類似，都適合驗(yàn)收連續(xù)生產(chǎn)連續(xù)接收的產(chǎn)品，區(qū)別在于GB/T 2828.5-2012更適合驗(yàn)收檢驗(yàn)質(zhì)量要求高的產(chǎn)品但檢測(cè)樣本量較少的產(chǎn)品，實(shí)際操作比較困難。綜合分析，油、套管產(chǎn)品更適合選用GB/T 2828.1-2012作為抽樣標(biāo)準(zhǔn)［1-5］。

3.2 抽樣方案的選擇

在GB/T 2828.1-2012標(biāo)準(zhǔn)中，一個(gè)完整的抽樣過(guò)程涉及樣本選取、檢驗(yàn)水平，接收質(zhì)量限3個(gè)方面的內(nèi)容。

3.2.1 樣本選取方面

按照GB/T 2828.1-2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，樣本可按照一次正常抽取，也可按2次或多次抽取，同時(shí)按照檢驗(yàn)情況設(shè)計(jì)了正常、放寬、加嚴(yán)轉(zhuǎn)移規(guī)則。為了使抽樣更易操作，降低抽樣成本便于煤層氣公司管理，推薦選用正常一次抽樣方案。

3.2.2 檢驗(yàn)水平選取方面

按照GB/T 2828.1-2012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢驗(yàn)水平分為特殊檢驗(yàn)水平與一般檢驗(yàn)水平，特殊檢驗(yàn)水平適用于必須使用相對(duì)小的樣本量而且能容忍較大風(fēng)險(xiǎn)的情形下，所以油、套管現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)不適用特殊檢驗(yàn)水平。一般檢驗(yàn)水平又分為3個(gè)等級(jí)，等級(jí)越高，樣本量越大，考慮到質(zhì)量抽檢的經(jīng)濟(jì)成本，檢驗(yàn)水平宜定為一般檢驗(yàn)水平Ⅰ級(jí)。

3.2.3 接受質(zhì)量限(AQL)選取方面

AQL值與過(guò)程平均有關(guān)。過(guò)程平均的定義為:在規(guī)定的時(shí)段或生產(chǎn)量?jī)?nèi)平均的過(guò)程水平(本文過(guò)程平均可用不合格品百分?jǐn)?shù)表示其質(zhì)量水平)。GB/ T 2828.1-2012標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)初衷是使合格產(chǎn)品高概率接收，即在選擇AQL值時(shí)應(yīng)參考企業(yè)的過(guò)程平均值。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)大部分油、套管制造企業(yè)過(guò)程平均低于1%，另參考2008～2011年針對(duì)國(guó)內(nèi)外的油、套管產(chǎn)品質(zhì)量抽檢統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，若將2008～2011年作為一個(gè)過(guò)程平均來(lái)衡量，則發(fā)現(xiàn)其過(guò)程平均遠(yuǎn)小于1%。再參考煤層氣公司2014年新制油、套管質(zhì)量抽檢情況，若將2014年作為一個(gè)過(guò)程平均來(lái)衡量，其過(guò)程平均為0.98%，在這個(gè)過(guò)程平均的情況下，未收到因油、套管質(zhì)量不合格引起的工程事故。綜合分析，將煤層氣公司AQL值定位1.0是比較合適的。AQL值為1.0，即若油、套管制造企業(yè)只要保證其產(chǎn)品過(guò)程平均水平小于1%，就可高概率被接收，反之則拒收。

綜上分析，煤層氣公司油、套管產(chǎn)品抽樣標(biāo)準(zhǔn)與方案為:GB/T 2828.1-2012正常檢驗(yàn)一次抽樣方案，一般檢驗(yàn)水平Ⅰ級(jí)，AQL=1.0抽樣方案，具體見(jiàn)表1。

表1 抽樣方案

4 結(jié)論及建議

煤層氣公司油、套管產(chǎn)品優(yōu)化后抽樣方案是現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員在近幾年來(lái)的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)中逐漸摸索出來(lái)的，既考慮了煤層氣公司對(duì)油、套管產(chǎn)品的質(zhì)量需求又控制了煤層氣公司的檢測(cè)成本，同時(shí)還兼顧現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的可操作性及制造企業(yè)的質(zhì)量水平等多方面因素。該方案的制定也會(huì)對(duì)煤層氣公司將來(lái)開(kāi)展其他產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)有一定的借鑒作用。

通過(guò)對(duì)煤層氣公司在油、套管產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中檢測(cè)情況的統(tǒng)計(jì)及抽檢方案的討論，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論和建議:

1)開(kāi)展油、套管質(zhì)量檢測(cè)業(yè)務(wù)，有效地提升了煤層氣公司油、套管的質(zhì)量水平。

2)對(duì)于煤層氣公司油、套管現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，統(tǒng)計(jì)抽樣方案相比較固定比例抽樣方案是更加科學(xué)合理的一種抽樣方案。

3)建議煤層氣公司油、套管現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)抽樣方式采用統(tǒng)計(jì)抽樣方案。

4)建議煤層氣公司對(duì)除油、套管外的其他物資也依據(jù)GB/T 2828-2003《計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序》標(biāo)準(zhǔn)，量身制定相應(yīng)的質(zhì)量檢測(cè)方案。

［1］GB/T 2828.1-2012計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分:按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃［S］.

［2］GB/T 2828.2-2008計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第2部分:按極限質(zhì)量(LQ)檢索的孤立批檢驗(yàn)抽樣方案［S］.

［3］GB/T 2828.3-2012計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第3部分:跳批抽樣程序［S］.

［4］GB/T 2828.4-2008計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第4部分:聲稱質(zhì)量水平的評(píng)定程序［S］.

［5］GB/T 2828.5-2012計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第5部分:按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批序貫抽樣檢驗(yàn)系統(tǒng)［S］.

The existing quality sampling plan of tubing and casing implemented in the coal bed gas companies is introduced.The sampling scheme requires a lot of economic investment according to the statistical analysis.Compared with the national sampling standard and according to the characteristics of the coal bed gas companies，it can be found that the existing tubing and casing quality inspection sampling plan can be further optimized.It is suggested that the coal bed gas companies use a statistical sampling method to ensure the tubing and casing quality inspection of the coal bed gas companies to be scientific and economic.

sampling plan;tubing and casing;quality detection

簫鈴

2015-07-11

劉猛(1989-)，男，主要從事油套管、抽油桿質(zhì)量控制工作。