石油井架失效形式與維護(hù)對(duì)策分析

張浩 張坤(勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心， 山東 東營(yíng) 257000)

石油井架失效形式與維護(hù)對(duì)策分析

張浩 張坤(勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心， 山東 東營(yíng) 257000)

石油井架在施工中會(huì)遇到各種形式的傷害，造成井架承載能力下降，通過(guò)分析近些年井架檢測(cè)結(jié)果，得出修井機(jī)井架和鉆井井架常見(jiàn)的失效形式，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了維護(hù)對(duì)策和建議，以保證井架的安全使用。

井架；失效；維護(hù)

石油井架是鉆、修井生產(chǎn)中的重要設(shè)備。在施工過(guò)程中，它必須承受鉆柱、套管及游動(dòng)系統(tǒng)的重量，最重可達(dá)到500多噸。井架的承載能力在一定程度上決定了鉆機(jī)的鉆深能力和修井機(jī)的修井能力。由于井架的作業(yè)特性和搬遷、安裝過(guò)程中諸多因素的影響，井架結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸產(chǎn)生程度不同的腐蝕、變形、疲勞等局部或整體的缺陷，對(duì)井架結(jié)構(gòu)承載能力均有不同程度的影響，直接關(guān)系到鉆、修井作業(yè)的安全，所以分析出鉆、修井井架的主要失效形式，準(zhǔn)確評(píng)定各類(lèi)石油井架的實(shí)際承載能力，對(duì)有效利用井架能力，避免安全事故，具有重大的意義。

1 修井井架失效形式

1.1 不規(guī)范的頻繁搬家導(dǎo)致修井井架碰傷

修井井架搬家頻率極高，一般1到2周就能搬家一次，因此在搬移的過(guò)程中往往會(huì)產(chǎn)生磕碰等外傷。經(jīng)過(guò)檢測(cè)修井井架主要受傷集中在中段背部橫斜拉筋處和附近的主立柱上，主要原因是由于搬家時(shí)游車(chē)大鉤橫放在此處，路上顛簸時(shí)容易產(chǎn)生碰撞損傷。井架搬卸時(shí)野蠻作業(yè)、摔放也會(huì)導(dǎo)致井架立柱等發(fā)生變形。特別要注意立柱的彎曲變形，對(duì)井架受力影響非常大，此類(lèi)失效形式約占80%。

1.2 繃?yán)K受力不均導(dǎo)致修井井架主立柱整體彎曲

修井機(jī)井架工作時(shí)本身就具有一定的傾角，若繃?yán)K受力不均勻，在受較大載荷的情況下井架立柱由于受力嚴(yán)重不均勻，有時(shí)會(huì)發(fā)生整體扭曲導(dǎo)致主立柱變形。此類(lèi)失效形式約占20%。

1.3 井架立柱焊縫開(kāi)裂

焊縫開(kāi)裂的原因比較多，和焊接質(zhì)量，受力情況等等都有影響。一般來(lái)說(shuō)立柱上的主要焊縫非碰撞撕裂導(dǎo)致的開(kāi)裂比較少見(jiàn)，但是一旦存在就是重大安全隱患，如今年檢測(cè)到的某單位修井井架，根部焊縫已經(jīng)有開(kāi)裂現(xiàn)象，需要立即停工大修。此類(lèi)隱患需要井架管理單位經(jīng)常檢查尤其對(duì)根部等重點(diǎn)部位加強(qiáng)日常作業(yè)前的檢查。

1.4 由于內(nèi)部封閉銹蝕，導(dǎo)致立柱壁厚變薄

井架主立柱為管柱型材的如果有孔隙，灌進(jìn)雨水會(huì)造成內(nèi)部封閉腐蝕，在立柱根部積水處壁厚明顯變薄存在安全隱患，此類(lèi)隱患較為隱蔽，不容易發(fā)現(xiàn)，在投產(chǎn)長(zhǎng)的大修井架上發(fā)生較多，雖然所占比重不大，但是由于其隱蔽性，引起的后果往往較嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)引起井架使用單位注意。

2 鉆井井架失效形式

2.1 不規(guī)范的搬遷運(yùn)輸導(dǎo)致鉆井井架桿件或立柱碰撞損傷

鉆井井架搬家時(shí)為分段運(yùn)輸，其立柱為圓鋼的往往損傷較嚴(yán)重，使用該型材的主要為4500米的A型井架，從損傷部位看，主要集中在井架前立柱和部分外側(cè)斜橫撐，出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題主要有兩方面原因：一是井架在搬遷運(yùn)輸中，隨意使用不合理的墊杠或野蠻操作造成的；二是與圓管自身的特點(diǎn)有關(guān)。此類(lèi)失效形式約占70%。油田部分在用4500米A型井架承載能力偏低，普遍都存在該類(lèi)損傷。

2.2 鉆井井架底部背橫梁彎曲

由于游車(chē)大鉤在裝卸水龍頭或其他起下單根作業(yè)時(shí)前后擺動(dòng)過(guò)大碰撞井架底部導(dǎo)致背橫梁產(chǎn)生彎曲，此類(lèi)損傷在K型井架中非常多見(jiàn)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致橫撐兩端焊縫撕裂，兩側(cè)立柱產(chǎn)生彎曲變形，此類(lèi)失效形式約占30%。

2.3 疲勞銹蝕等老化因素造成老舊大慶II型井架承載能力下降

油田在用的大慶II型塔架普遍投產(chǎn)已達(dá)20年以上，由于多年的野外作業(yè)，其存在主要問(wèn)題還是大部分井架銹蝕較嚴(yán)重，桿件產(chǎn)生疲勞裂紋等。老舊井架普遍存在隨意動(dòng)焊現(xiàn)象，由于焊接處處理不當(dāng)，導(dǎo)致銹蝕加大，存在安全隱患。

3 維護(hù)對(duì)策分析

(1)對(duì)于修井井架搬運(yùn)碰撞問(wèn)題，一定要注意在游車(chē)和井架之間加放木墊塊和保護(hù)層，對(duì)游車(chē)加以固定以免發(fā)生碰撞。作業(yè)時(shí)注意每天都要檢查井架繃?yán)K的松緊情況，防止發(fā)生井架立柱扭曲的發(fā)生。

(2)對(duì)于鉆井井架的搬運(yùn)，一定要避免野蠻搬運(yùn)，對(duì)井架各部分加以固定好后才能運(yùn)輸，使用木質(zhì)墊杠避免墊杠導(dǎo)致立柱損傷現(xiàn)象發(fā)生。

(3)加強(qiáng)井架檢測(cè)和使用的管理工作。由于部分井架使用單位借口任務(wù)緊、工況不合適或資金緊張等原因，有大量的井架超期服役，安全狀況未知。需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)井架檢測(cè)工作的重要性，做到應(yīng)檢盡檢，避免事故發(fā)生。

(4)加快大慶II型等老舊井架的的報(bào)廢速度或降級(jí)使用，加強(qiáng)生產(chǎn)中的監(jiān)督，嚴(yán)禁在井架立柱和其他關(guān)鍵部位隨意動(dòng)焊；加強(qiáng)日常生產(chǎn)中的巡檢工作，對(duì)關(guān)鍵焊縫每次開(kāi)工前進(jìn)行安全檢查；制定完善制度，對(duì)于存在安全隱患的井架要及時(shí)進(jìn)行修理，修復(fù)后經(jīng)過(guò)檢測(cè)才能投入生產(chǎn)。

張浩，工程師，現(xiàn)在勝利油田技術(shù)檢測(cè)中心從事石油設(shè)備檢測(cè)與評(píng)價(jià)工作。