油井抽油桿修舊利廢的質(zhì)量控制措施探討

肖彥英，余曉鐘，令永剛，朱西柱，胡東偉，王 偉

中國石油長慶油田分公司第十采油廠 （甘肅 慶陽 745100）

油井抽油桿修舊利廢的質(zhì)量控制措施探討

肖彥英，余曉鐘，令永剛，朱西柱，胡東偉，王 偉

中國石油長慶油田分公司第十采油廠 （甘肅 慶陽 745100）

根據(jù)金屬良好的延展性，對油田生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢舊抽油桿實施修復(fù)再利用是提高資產(chǎn)利用率和降低綜合生產(chǎn)成本的一大舉措，而建立嚴(yán)密的修舊利廢質(zhì)量監(jiān)控體系是確保修復(fù)桿滿足生產(chǎn)需求的關(guān)鍵。結(jié)合現(xiàn)場實際，通過規(guī)范修復(fù)工藝流程和監(jiān)管、加強修復(fù)桿質(zhì)量抽檢和鑒定、實施專桿專用和服役情況追蹤溯源，有效保證了修復(fù)抽油桿的性能指標(biāo)和服役質(zhì)量，達(dá)到了重復(fù)利用、降本增效的目的。

抽油桿；修舊利廢；質(zhì)量控制；降本增效

各油田有桿采油井修井過程中均會產(chǎn)生不能直接重復(fù)利用的抽油桿舊料，簡單的報廢處置或者棄置會造成資產(chǎn)浪費和生產(chǎn)材料成本增加，而隨著時間推移這類桿材逐年增多，問題也會愈加突出[1]。

1 建立抽油桿修復(fù)質(zhì)量控制體系的需求分析

近年來，面對國際原油價格低位徘徊給石油企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營帶來的巨大沖擊和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，各油田大力實施“開源節(jié)流、降本增效”措施。以中國石油長慶油田采油十廠為例，為緩解成本控降壓力，積極引入先進(jìn)的市場化抽油桿修復(fù)技術(shù)服務(wù)，對歷年積累的廢舊抽油桿進(jìn)行優(yōu)選和修復(fù)再利用，除了損傷嚴(yán)重、不具備修復(fù)條件的需報廢外，2015—2016年累計修舊利廢13.5×104m，節(jié)約抽油桿購置支出約83.7萬元。

修復(fù)抽油桿能否滿足油田生產(chǎn)需要決定了這一降本增效措施是否可行，而要保證修復(fù)抽油桿的性能指標(biāo)和服役質(zhì)量[2]，就需要從各環(huán)節(jié)建立一套可靠的質(zhì)量控制體系。長慶油田采油十廠結(jié)合生產(chǎn)實際，在實踐過程中探索、總結(jié)，在相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，完善形成自己的生產(chǎn)現(xiàn)場抽油桿修復(fù)質(zhì)量管理和監(jiān)控措施。

2 抽油桿修復(fù)質(zhì)量控制措施

2.1 規(guī)范抽油桿修復(fù)工藝流程和監(jiān)管

抽油桿修復(fù)工藝及服務(wù)商選擇是修復(fù)質(zhì)量控制的源頭，要把好選商這第一道關(guān)口，除了合理制定抽油桿修復(fù)技術(shù)服務(wù)商準(zhǔn)入門檻，根據(jù)質(zhì)量控制需求設(shè)置資質(zhì)、修復(fù)硬件設(shè)備、修復(fù)檢驗設(shè)備等必備條件外，還需充分發(fā)揮市場化競爭機制的優(yōu)勝劣汰作用，引入工藝過硬、質(zhì)量可靠的廠商。

為了避免市場化抽油桿修復(fù)服務(wù)的工藝和質(zhì)量參差不齊，發(fā)生因修復(fù)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致的舊抽油桿斷脫等井下事故，中國石油天然氣股份有限公司2015年出臺了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SYCQ 3581—2015《抽油桿修復(fù)技術(shù)規(guī)范》，對具體工藝流程進(jìn)行了明確。主要包括篩選、卸扶正器及接箍、清洗、校直、無損探傷、螺紋修復(fù)、接箍檢測及更換、淬火、拋丸、注扶正器、防腐、打標(biāo)上架等12道工序，而每一道工序均需達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。在《抽油桿修復(fù)技術(shù)規(guī)范》相關(guān)要求基礎(chǔ)上，采油十廠根據(jù)現(xiàn)場情況做了一些補充和完善，確定抽油桿修復(fù)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量技術(shù)要求，在技術(shù)服務(wù)合同中予以明確。具體步驟及主要質(zhì)量控制要求如下。

1）篩選。對舊抽油桿進(jìn)行篩選，將不符合要求的抽油桿剔除，包括：目測抽油桿體折斷、死彎的；目測抽油桿體腐蝕坑點大于1 mm，且腐蝕坑點所占面積大于桿體面積20%的；目測抽油桿有裂紋的。

2）卸扶正器及接箍。使用專用工具，以不傷害桿體為原則，去除抽油桿上的扶正器及接箍。

3）清洗。使用專用清洗設(shè)備對待修抽油桿進(jìn)行除油、除蠟、除垢等處理，清洗后的抽油桿體應(yīng)無油、蠟、垢，目測可見桿體本色。

4）校直。由于過去常用的滾壓修復(fù)工藝存在校直后修復(fù)桿早期失效的問題[3]，因而需使用專用校直機對待修抽油桿進(jìn)行校直處理。校直后抽油桿任意300 mm長度內(nèi)的直線度偏差應(yīng)≤1.5 mm；桿體端部450 mm長度內(nèi)的直線度偏差應(yīng)≤2.5 mm；螺紋軸心線與桿體軸心線的同軸度200 mm長度內(nèi)偏差應(yīng)≤0.5 mm。

5）無損探傷。使用抽油桿專用探傷設(shè)備進(jìn)行桿體無損漏磁探傷及桿頭磁粉探傷，以抽油桿內(nèi)部橫向裂紋深度應(yīng)＜0.102 mm、縱向裂紋深度應(yīng)＜0.508 mm為合格。無損探傷是整個抽油桿修復(fù)流程中至關(guān)重要的一道工序，對設(shè)備精度、靈敏度有較高要求，需要定期使用標(biāo)準(zhǔn)抽油桿調(diào)試設(shè)備。

6）螺紋修復(fù)。檢查抽油桿螺紋，對有倒牙、變形、豁口等嚴(yán)重缺陷的報廢處理，對微小碰傷、毛刺和粗糙邊棱的用配套板牙校正，并用螺紋規(guī)檢查是否合格。

7）接箍檢測及更換。對卸下來的抽油桿接箍進(jìn)行清洗，除去內(nèi)螺紋上的油污和鐵銹，并進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果應(yīng)符合表1要求。

表1 修復(fù)抽油桿接箍檢測項目及指標(biāo)要求

8）淬火。使用專用設(shè)備淬火再進(jìn)行回火處理，表面淬硬層深度應(yīng)達(dá)到桿體直徑的5%～15%，淬硬層應(yīng)保持連續(xù)。

9）拋丸。使用拋丸機對抽油桿做拋丸處理，去除表面氧化皮等雜質(zhì)提高外觀質(zhì)量，同時提高抽油桿疲勞斷裂抗力。

10）塑扶正器。使用注塑成型機熱塑抽油桿扶正塊，成型后應(yīng)無氣泡、飛邊毛刺和凹痕等缺陷，在抽油桿上的鎖緊力應(yīng)達(dá)到13 kN以上[4]。

11）防腐。采用浸泡方式對修復(fù)抽油桿做防腐，防銹劑要求均勻平滑、無粗糙滯留。

12）打標(biāo)上架。使用打標(biāo)機在抽油桿扳手方或螺紋端頭做出修復(fù)產(chǎn)品標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容包括維修廠家代碼或代號、維修年月；安裝抽油桿螺紋護(hù)帽，涂抹防銹潤滑脂；修復(fù)抽油桿上架儲放，上覆遮蓋物。

實際操作過程中，除了服務(wù)合同明文要求乙方嚴(yán)格執(zhí)行上述工藝規(guī)范和質(zhì)量控制指標(biāo)、由乙方加強過程質(zhì)量控制外，甲方加強作業(yè)過程的監(jiān)管和不定期檢查也顯得非常必要，通常是月度例行檢查和不打招呼隨機督查兩種方式相結(jié)合，避免管理松散、設(shè)備故障和操作人員懶散等造成的修復(fù)質(zhì)量下滑。

2.2 加強修復(fù)抽油桿質(zhì)量驗收和抽檢

為進(jìn)一步保障抽油桿修復(fù)后的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)，采油廠對每一批次修復(fù)抽油桿實施100%現(xiàn)場外觀質(zhì)量驗收和一定比例的專業(yè)性抽檢，外觀驗收由采油廠有關(guān)部門組成的驗收組實施，主要根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗和合同要求目測修復(fù)桿情況，而專業(yè)性抽檢則是經(jīng)現(xiàn)場隨機抽樣、委托第三方有國家相應(yīng)檢測檢驗資質(zhì)的機構(gòu)測試，并出具相應(yīng)的力學(xué)、材料學(xué)檢驗報告。

修復(fù)抽油桿專業(yè)性檢驗比例并不是一個定值，既需要滿足質(zhì)量控制需求，又要盡量減少檢驗量以降低檢驗成本支出，通常在0.1%～1.0%之間。如連續(xù)幾批次檢驗合格、質(zhì)量穩(wěn)定，抽檢可適當(dāng)放寬，而一旦檢驗出現(xiàn)不合格指標(biāo)，該批次修復(fù)產(chǎn)品不予通過驗收、重新修復(fù)或報廢，同時其后批次的修復(fù)抽油桿專業(yè)性抽檢比例適當(dāng)上調(diào)，至產(chǎn)品質(zhì)量波動問題消除后抽檢率恢復(fù)常態(tài)。

以2016年某批次修復(fù)抽油桿第三方專業(yè)性檢驗為例，采油廠隨機抽取了Φ16 mm、Φ19 mm、Φ22 mm修復(fù)抽油桿各2根，送長慶油田技術(shù)監(jiān)測中心進(jìn)行了檢測評價。

檢驗評價依據(jù)中石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5029—2013《抽油桿》對抽油桿表面硬度、心部硬度、表面淬硬層深度、抗拉強度、屈服強度等重要指標(biāo)來評判產(chǎn)品是否合格[5]，如表2所示。檢驗項目主要包括硬度、表面淬硬層深度和拉伸量3個分項。

1）硬度檢驗。送檢6根抽油桿表面硬度、心部硬度檢驗結(jié)果見表3。

檢驗結(jié)果表明，6根修復(fù)抽油桿表面硬度最低為44.0HRC，最高為59HRC，均符合標(biāo)準(zhǔn)中表面硬度≥42HRC的技術(shù)要求；6根修復(fù)抽油桿心部硬度最低為26.4HRC，最高為32.6HRC，均符合標(biāo)準(zhǔn)中心部硬度≥20HRC的技術(shù)要求。

表2 鋼制抽油桿材料及力學(xué)性能

表3 硬度檢測結(jié)果

2）表面淬硬層深度檢驗。檢驗結(jié)果表明，6根修復(fù)桿表面淬硬層深度為1.50～2.15 mm之間，占桿體直徑9.4%～11.1%，符合抽油桿標(biāo)準(zhǔn)中HY型抽油桿表面淬硬層深度應(yīng)為桿體直徑的5%～15%的質(zhì)量要求。

3）拉伸試驗。檢驗結(jié)果表明，6根修復(fù)抽油桿應(yīng)力-應(yīng)變曲線無屈服現(xiàn)象，其中編號為16-1的抽油桿抗拉強度符合SY/T 5029—2013中D級抽油桿拉伸試驗力學(xué)性能規(guī)定，其他5根符合HY級抽油桿性能規(guī)定。

從室內(nèi)檢驗評價結(jié)果可以看到，通過專業(yè)性測試，該批次抽油桿標(biāo)準(zhǔn)化修復(fù)的抽油桿已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)抽油桿相關(guān)指標(biāo)。

2.3 實施修復(fù)桿專桿專用和追蹤溯源

室內(nèi)專業(yè)性檢驗既有測試試驗規(guī)范、結(jié)論數(shù)據(jù)可靠的優(yōu)點，也有檢驗不可能100%覆蓋、試驗?zāi)M情況不能替代井下服役環(huán)境的局限性，因此對修復(fù)抽油桿產(chǎn)品進(jìn)行專桿專用和應(yīng)用效果追蹤成為采油廠修復(fù)抽油桿質(zhì)量管理體系中不可或缺的一個環(huán)節(jié)。

根據(jù)產(chǎn)品追蹤和提高修復(fù)產(chǎn)品適應(yīng)性、避免二次修復(fù)等實際需要，采油廠將修復(fù)抽油桿主要集中用于某一油藏區(qū)塊的超服役抽油桿和桿故障高頻井整井更換，并建立相應(yīng)資料臺賬，記錄具體井更換情況和所用修復(fù)抽油桿批次。

3 修復(fù)抽油桿應(yīng)用效果評價

3.1 服役效果

按照2.3所述修復(fù)抽油桿專桿專用和質(zhì)量追蹤辦法，對2015年整井應(yīng)用修復(fù)抽油桿的25口井近兩年來的修井作業(yè)情況和桿服役情況進(jìn)行追蹤，與同區(qū)塊近年來更換新購抽油桿的4口井、未大比例更換抽油桿的其他井進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析，分析結(jié)論如表4。

從追蹤數(shù)據(jù)來看，整井更換后的修復(fù)抽油桿因桿故障引起的修井作業(yè)較更換前井均下降了0.16井次/年，與應(yīng)用新購抽油桿的井桿故障頻率相近，僅差0.01井次/年。

表4 采油十廠不同類別抽油桿服役井對比分析表

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

廢舊抽油桿按照市場廢舊鋼鐵價格報廢處置僅0.16萬元/t，而處置前或者不處置需占用相應(yīng)的物料存儲場地，還增加了人工成本。近兩年采油十廠累計修復(fù)再利用廢舊抽油桿13.5×104m，如表5所示，較購置新料可節(jié)約材料成本83.7萬元?？鄢偃舭磮髲U廢舊鋼材處置可收回的約3.9萬元，綜合降低生產(chǎn)達(dá)成本79.8萬元。

3.3 社會效益

開展抽油桿修舊利廢，通過完善的質(zhì)量控制而得以推行，有效節(jié)約了社會資源，還帶動了社會就業(yè)，效益顯著。

表5 抽油桿修舊利廢降本增效統(tǒng)計表

4 結(jié)論

1）采油企業(yè)引進(jìn)應(yīng)用抽油桿修復(fù)技術(shù)是盤活廢舊資產(chǎn)、控制材料成本的有效舉措，有助于低油價背景下開源節(jié)流、降本增效。

2）抽油桿修復(fù)質(zhì)量控制是一個系統(tǒng)工程，需從修復(fù)工藝優(yōu)選、流程及質(zhì)量規(guī)范、產(chǎn)品驗收把關(guān)和服役情況追蹤等各環(huán)節(jié)綜合入手。

[1]于愛云.抽油桿修復(fù)工藝及質(zhì)量研究分析[J].科技與企業(yè),2012(7)：294.

[2]王 巍.抽油桿修復(fù)技術(shù)在大慶油田第一采油廠的應(yīng)用[J].中國科技財富,2011(2)：168.

[3]劉曉林.滾壓抽油桿常見質(zhì)量問題及原因分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2014,30(4)：14-16.

[4]全國石油鉆采設(shè)備和工具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.抽油桿：SY/T 5029—2013[S].北京：石油工業(yè)出版社,2013.

[5]采油采氣專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會.抽油桿扶正器：SY/T 5832—2009[S].北京：石油工業(yè)出版社,2009.

According to the good ductility of metal,the implementation of the repair and reutilization of waste and old oil pumping rod produced in oilfield production process is an important measure to improve asset utilization rate and reduce comprehensive production cost,and the establishment of the strict quality control system for the repair and reutilization of waste and old oil pumping rod is the key to ensuring the repaired oil pumping rod to meet the needs of production.Combining with the actual situation,the performance indexes and service quality of the repaired oil pumping rod are effectively ensured through the standardizing repair process and supervision,strengthening the quality inspection and identification of the repaired rod identification,implementating special service conditions of special rod and tracing the service condition of the repaired rod.The objective of production cost reducting and economic benefit increasing is achieved.

oil pumping rod;repairing the old and utilizing the waste;quality control;cost reducing and benefit increasing

肖彥英（1985-），男，工程師，現(xiàn)從事油田開發(fā)工藝技術(shù)研究工作。

賈 強

2017-09-11