石油井架失效形式與維護(hù)對策分析

張浩 張坤(勝利油田技術(shù)檢測中心， 山東 東營 257000)

石油井架失效形式與維護(hù)對策分析

張浩 張坤(勝利油田技術(shù)檢測中心， 山東 東營 257000)

石油井架在施工中會遇到各種形式的傷害，造成井架承載能力下降，通過分析近些年井架檢測結(jié)果，得出修井機井架和鉆井井架常見的失效形式，并針對這些問題提出了維護(hù)對策和建議，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。在施工過程中，它必須承受鉆柱、套管及游動系統(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的鉆深能力和修井機的修井能力。由于井架的作業(yè)特性和搬遷、安裝過程中諸多因素的影響，井架結(jié)構(gòu)會逐漸產(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)確評定各類石油井架的實際承載能力，對有效利用井架能力，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，因此在搬移的過程中往往會產(chǎn)生磕碰等外傷。經(jīng)過檢測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游車大鉤橫放在此處，路上顛簸時容易產(chǎn)生碰撞損傷。井架搬卸時野蠻作業(yè)、摔放也會導(dǎo)致井架立柱等發(fā)生變形。特別要注意立柱的彎曲變形，對井架受力影響非常大，此類失效形式約占80%。

1.2 繃?yán)K受力不均導(dǎo)致修井井架主立柱整體彎曲

修井機井架工作時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，有時會發(fā)生整體扭曲導(dǎo)致主立柱變形。此類失效形式約占20%。

1.3 井架立柱焊縫開裂

焊縫開裂的原因比較多，和焊接質(zhì)量，受力情況等等都有影響。一般來說立柱上的主要焊縫非碰撞撕裂導(dǎo)致的開裂比較少見，但是一旦存在就是重大安全隱患，如今年檢測到的某單位修井井架，根部焊縫已經(jīng)有開裂現(xiàn)象，需要立即停工大修。此類隱患需要井架管理單位經(jīng)常檢查尤其對根部等重點部位加強日常作業(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，此類隱患較為隱蔽，不容易發(fā)現(xiàn)，在投產(chǎn)長的大修井架上發(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)范的搬遷運輸導(dǎo)致鉆井井架桿件或立柱碰撞損傷

鉆井井架搬家時為分段運輸，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)此類問題主要有兩方面原因：一是井架在搬遷運輸中，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有關(guān)。此類失效形式約占70%。油田部分在用4500米A型井架承載能力偏低，普遍都存在該類損傷。

2.2 鉆井井架底部背橫梁彎曲

由于游車大鉤在裝卸水龍頭或其他起下單根作業(yè)時前后擺動過大碰撞井架底部導(dǎo)致背橫梁產(chǎn)生彎曲，此類損傷在K型井架中非常多見，嚴(yán)重的會導(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)對策分析

(1)對于修井井架搬運碰撞問題，一定要注意在游車和井架之間加放木墊塊和保護(hù)層，對游車加以固定以免發(fā)生碰撞。作業(yè)時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)對于鉆井井架的搬運，一定要避免野蠻搬運，對井架各部分加以固定好后才能運輸，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)加強井架檢測和使用的管理工作。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)一步強調(diào)井架檢測工作的重要性，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廢速度或降級使用，加強生產(chǎn)中的監(jiān)督，嚴(yán)禁在井架立柱和其他關(guān)鍵部位隨意動焊；加強日常生產(chǎn)中的巡檢工作，對關(guān)鍵焊縫每次開工前進(jìn)行安全檢查；制定完善制度，對于存在安全隱患的井架要及時進(jìn)行修理，修復(fù)后經(jīng)過檢測才能投入生產(chǎn)。

張浩，工程師，現(xiàn)在勝利油田技術(shù)檢測中心從事石油設(shè)備檢測與評價工作。