注水井口裝置質(zhì)量控制淺析

欒濤，葛云鵬，武志勇，王冬林

（1.曹妃甸新天液化天然氣有限公司，河北 唐山 063200；2.陜西省天然氣股份有限公司，陜西 西安 710018；3.中國船級(jí)社質(zhì)量認(rèn)證公司，北京 100000；4.中國石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院，陜西 西安 710077；5.北京隆盛泰科石油管科技有限公司，北京 100101）

注水井口裝置主要由上下法蘭、大小四通、懸掛器、連接管線及閘閥等組成，主要起懸掛井內(nèi)油管、密封油套管環(huán)形空間、控制注水和洗井方式等作用。注水井口具有流程簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛使用在長(zhǎng)慶油田、吉林油田、中原油田、勝利油田等各大油田上發(fā)揮著重大作用。

1 注水井口裝置質(zhì)量控制此處要點(diǎn)應(yīng)包括生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制

1.1 注水井口裝置制造過程質(zhì)量控制

注水井口裝置生產(chǎn)流程為：注水井口裝置原材料驗(yàn)收—各零部件制造—零部件組裝及總裝—整機(jī)壓力試驗(yàn)—涂漆—外觀、標(biāo)志、包裝驗(yàn)收—發(fā)運(yùn)。其中，原材料驗(yàn)收、整機(jī)壓力試驗(yàn)為質(zhì)量控制重點(diǎn)，應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注。各生產(chǎn)過程質(zhì)量控制如下：

原材料驗(yàn)收：各種鍛件、鑄鋼件、圓鋼及管材采購必須有質(zhì)量證明書，且質(zhì)量證明書與實(shí)物標(biāo)識(shí)必須一致，原材料復(fù)檢理化試驗(yàn)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

各零部件制造：零部件按技術(shù)圖紙和規(guī)范進(jìn)行加工，注水井口裝置進(jìn)、出端卡箍或接頭均為絲扣連接，絲扣連接端、油管、套管螺紋尺寸應(yīng)符合GB/T 9253.2要求，粗糙度應(yīng)符合圖紙加工要求，零件應(yīng)無飛邊、毛刺等外觀缺陷。

零部件組裝及總裝：密封、壓力表等配套件總裝前應(yīng)檢查資料資料完整，并且各部件經(jīng)檢驗(yàn)合格，整機(jī)組裝符合裝配工藝要求。

整機(jī)壓力試驗(yàn)：本體強(qiáng)度靜水壓試驗(yàn)壓力不小于規(guī)定試驗(yàn)壓力，試壓過程必須經(jīng)歷兩次保壓期，兩次保壓期穩(wěn)壓時(shí)間均不小于3min，穩(wěn)壓期間無滲漏、無冒汗、壓力穩(wěn)定。

噴漆：外表面應(yīng)做噴漆防銹處理，涂防銹底漆一道，面漆一道。并采用木箱包裝。底漆、面漆粘接牢靠，涂層表面質(zhì)量良好。

外觀、標(biāo)志、包裝驗(yàn)收：整機(jī)標(biāo)志完整、齊全、醒目，涂裝外觀符合要求，包裝一般采用木箱包裝。

發(fā)運(yùn)：檢查出廠資料必須齊全、完整，出廠資料主要包括產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告等，吊裝無明顯磕碰。

1.2 注水井口裝置質(zhì)量控制要點(diǎn)

注水井口裝置質(zhì)量控制要點(diǎn)主要包括工藝文件質(zhì)量控制、原材料質(zhì)量控制、壓力測(cè)試質(zhì)量控制，詳見下述。

（1）工藝文件質(zhì)量控制。注水井口裝置工藝文件一般包括圖紙、生產(chǎn)工藝文件、檢驗(yàn)工藝文件等。注水井口圖紙不同于壓力容器等設(shè)備，壓力容器圖紙需要有設(shè)計(jì)資質(zhì)的第三方出具，而注水井口圖紙一般為廠家自己設(shè)計(jì)，業(yè)主僅對(duì)部分關(guān)鍵安裝尺寸予以規(guī)定，但圖紙作為生產(chǎn)廠家指導(dǎo)生產(chǎn)的最重要文件之一，所以各生產(chǎn)廠家保證圖紙?jiān)O(shè)計(jì)質(zhì)量為質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。生產(chǎn)工藝文件、檢驗(yàn)工藝文件必須安排專人對(duì)其中的技術(shù)指標(biāo)與業(yè)主技術(shù)協(xié)議進(jìn)行核對(duì)，確保滿足技術(shù)協(xié)議要求，生產(chǎn)和檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝文件和檢驗(yàn)工藝文件執(zhí)行。

（2）原材料質(zhì)量控制。注水井口裝置原材料主要包括鑄件、鍛件、鋼管、鋼制密封件等，各工廠零部件一般均是采購原材料再自己機(jī)加工完成，所以原材料質(zhì)量控制重點(diǎn)在于原材料采購廠家的選擇、原材料質(zhì)證書的檢查以及入廠之后的性能復(fù)試。注水井口裝置各零部件對(duì)原材料的材質(zhì)和生產(chǎn)方式有不同要求，一般常見的注水井口裝置各零部件材質(zhì)及生產(chǎn)方式要求見表1。

對(duì)于不同部件，應(yīng)采取不同的質(zhì)量控制等級(jí)，對(duì)于井口法蘭、大小四通、閥體、閥蓋等零部件，采用鑄件相比鍛件來說，鑄件質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)明顯大于鍛件，質(zhì)量控制等級(jí)應(yīng)該適當(dāng)提高；對(duì)于懸掛器零部件等零部件，由于懸掛器是注水井口裝置中的關(guān)鍵零部件，它需要承受沖擊、彎扭、高載荷的各種惡劣的油田環(huán)境，因此，需采用鍛件并應(yīng)調(diào)質(zhì)處理，懸掛器零部件由于實(shí)際使用環(huán)境條件惡劣并且重要零部件，因此，質(zhì)量控制等級(jí)也應(yīng)該予以提高；除此以外，還應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)使用環(huán)境對(duì)注水井口使用影響適當(dāng)調(diào)整質(zhì)量控制等級(jí)。在核對(duì)原材料時(shí)，要特別注意材料“以高代低”問題，很多制造廠認(rèn)為，以高級(jí)別材料代用低級(jí)別材料不需要業(yè)主同意，廠家直接代用即可，但業(yè)主一般技術(shù)協(xié)議均對(duì)材料理化性能有明確規(guī)定，高級(jí)別材料性能數(shù)值往往不能滿足低級(jí)別材料性能要求，因此，一般對(duì)于注水井口裝置的材料代用都必須征得業(yè)主同意，才能進(jìn)行代用。

表1 一般常見的注水井口裝置各零部件材質(zhì)及生產(chǎn)方式要求

（3）壓力測(cè)試質(zhì)量控制。普通注水井口裝置一般僅需進(jìn)行本體靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)，注水井口裝置等級(jí)達(dá)到PSL 3G、PSL4時(shí)才須進(jìn)行氣壓試驗(yàn)。

本體靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)一般采用水進(jìn)行，試驗(yàn)一般在涂漆前完成，但如果零部件均采用鍛件材料制造而成，試驗(yàn)也可以在涂漆之后進(jìn)行，試驗(yàn)過程包括三個(gè)階段，初始保壓期、壓力降至0、第二次保壓期，兩次保壓期按照標(biāo)準(zhǔn)要求均不應(yīng)少于3分鐘，注水井口裝置在試驗(yàn)壓力下，不應(yīng)有異常聲響、冒汗、泄漏等現(xiàn)象；氣壓試驗(yàn)應(yīng)采用氮?dú)鉃樵囼?yàn)介質(zhì)，試驗(yàn)裝置必須完全在水池中浸沒，閥門應(yīng)開啟，試驗(yàn)壓力為裝置的額定工作壓力，保壓時(shí)間不少于15分鐘，在保壓期間水池內(nèi)無可見氣泡，壓降不超過2.0MPa為合格。一般來說，對(duì)于水壓測(cè)試和氣壓測(cè)試泄漏并不明顯，為了保證安全和觀察效果，需要制造廠安裝高清晰、全方位攝像頭在壓力實(shí)驗(yàn)室仔細(xì)觀察。

2 常見質(zhì)量問題及處理

注水井口裝置在實(shí)際質(zhì)量控制中，出現(xiàn)質(zhì)量問題及處理如下。

2.1 原材料性能不合格問題及處理及處理

由表1可以看出，閥體、閥蓋、井口法蘭、大小四通等零部件均可以采用鑄件生產(chǎn)制造，一般鑄件相對(duì)于鍛件來說，性能差很多，特別是對(duì)于有些有低溫要求使用的注水井口裝置，鑄件很難滿足低溫使用環(huán)境的沖擊性能要求，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常在鑄件原材料入廠復(fù)檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)沖擊性能不滿足技術(shù)要求的情況，這在質(zhì)量控制中應(yīng)予以重點(diǎn)注意。對(duì)于業(yè)主來說，應(yīng)強(qiáng)化材料采購廠家規(guī)定，將一些質(zhì)量體系不完善、甚至無營業(yè)制造的原料廠家排除在外；對(duì)于工廠來說，應(yīng)加強(qiáng)材料采購廠家質(zhì)量管理和實(shí)地考察，加強(qiáng)材料入廠復(fù)檢力度。

2.2 外觀質(zhì)量問題及處理

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)焊縫缺陷、閘閥螺紋有碰傷缺陷以及法蘭存在凹坑、黑皮缺陷，詳見圖1、圖2、圖3，焊縫缺陷主要表現(xiàn)為咬邊、凹坑、未焊滿等，螺紋碰傷缺陷會(huì)引起壓力測(cè)試加壓過程泄漏，因此，在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)外觀質(zhì)量的檢查，對(duì)于焊縫缺陷可以通過補(bǔ)焊、重新焊接等方式處理，對(duì)于螺紋碰傷缺陷嚴(yán)重時(shí)只能報(bào)廢處理。

2.3 本體靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)問題及處理

圖1 閘閥螺紋外觀缺陷

圖2 焊縫咬邊缺陷

圖3 法蘭存在凹坑、黑皮等缺陷

由于注水井口通常不要求進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，這里重點(diǎn)對(duì)水壓試驗(yàn)進(jìn)行說明。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)本體靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)泄漏、冒汗問題，這種問題產(chǎn)生的原因一般是焊接未焊透、未焊滿或者鋼制密封件安裝不到位、毛刺劃傷密封件等原因，另外，GB/T 22513標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定本體靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)要進(jìn)行兩次保壓，每次保壓時(shí)間不低于3分鐘，但是，很多工廠為了趕進(jìn)度，認(rèn)為只進(jìn)行一次保壓，保壓時(shí)間5分鐘就可以保證質(zhì)量了，這樣做完全違背了標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，對(duì)于本體靜水壓強(qiáng)度試驗(yàn)問題，主要是嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)控焊接質(zhì)量以及密封件質(zhì)量。

2.4 油田業(yè)主投訴問題及處理

通過對(duì)注水井口裝置在各大油田長(zhǎng)期使用情況的跟蹤調(diào)查，收集了近八年注水井口在現(xiàn)場(chǎng)使用和驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)的各類型問題，累計(jì)統(tǒng)計(jì)98個(gè)質(zhì)量問題，質(zhì)量問題分為：原材料質(zhì)量問題（占比20%）、工藝文件質(zhì)量問題（10%）、壓力測(cè)試質(zhì)量問題（占比25%）、外觀質(zhì)量問題（占比34%）及其他質(zhì)量問題（11%），按照排列圖分析法的判定法則為概率在0～80%的問題為主要問題，對(duì)問題進(jìn)行排列圖分析，發(fā)現(xiàn)原材料質(zhì)量問題、外觀質(zhì)量問題和壓力測(cè)試質(zhì)量問題占比79%，為主要問題，為了減少業(yè)主投訴和降低質(zhì)量問題風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)優(yōu)先對(duì)主要問題進(jìn)行質(zhì)量控制。

3 結(jié)語

注水井口裝置作為油田生產(chǎn)的重要設(shè)備，近年來，在石油、天然氣等行業(yè)中使用越來越廣泛，由于注水井口裝置承受高壓力，對(duì)其質(zhì)量把控必須嚴(yán)格要求，本文詳細(xì)闡述了注水井口裝置的質(zhì)量控制，希望對(duì)注水井口質(zhì)量控制提供幫助。