袁業(yè)啟
(中原油田分公司采油一廠裝備科,河南 濮陽 457001)
中原油田分公司采油一廠抽油桿修復線建于1995年,主要工藝有清洗、除銹、卸扣、淬火、拋丸、桿體探傷、桿端頭探傷。年修復能力40萬m。隨著井下采油工藝的發(fā)展,此修復線技術含量偏低、節(jié)能效果不佳、安全系數低(尤其是鍋爐)、生產效率低等問題逐漸暴露。為此亟需對管桿修復工藝進行技術改造。
采油一廠抽油桿修復工藝技術研究與應用項目本著完善工藝、提高能力、節(jié)能增效的原則,對抽油桿修復線全面改造,實現(xiàn)清洗、桿體探傷、拋丸強化、端頭探傷、防腐及分揀的一體化管理,實現(xiàn)自動化檢測修復、自動分揀的抽油桿分級管理,提高抽油桿應用管理水平。抽油桿修復線通過近兩年的改造,并于2010年9月1日投入使用,達到了既定目標。
(1)實施方案
采用天然氣熱輻射技術進行改造。熱源通過輻射箱內鋁鈦合金反射板將熱能直接輻射到油桿上,使油桿受熱升溫至90~150℃,附著的油、蠟熔化后進入外刷清洗裝置進行刷洗。摒棄原來能耗大、成本高的蒸汽、化學處理方式。
(2)工藝流程 (圖1)
(3)新清洗工藝的技術特點
①能耗低。采用輻射加熱,加熱速度快,適用于抽油桿連續(xù)或間歇清洗。
②實現(xiàn)全封閉運行。無污染,清洗速度為60~80根/h,滿足生產需求。
③輸送方式為鏈條加滾輪,噪聲低。
(4)新工藝技術指標
①清洗抽油桿直徑19~25mm;
②清洗抽油桿長度8~9.14m;
③清洗速度60~80根/h(可調);
④清洗質量好;
⑤加熱溫度90~150℃(可調)。
(1)實施方案
應用桿體無損檢測新技術,提高了靈敏度及效率,實現(xiàn)在線檢測。
(2)技術特點
①檢測儀器靈敏度高,采樣速度快。儀器的信號處理濾波器由原來8級提高到256級,使濾波器濾波頻率更寬。儀器的檢測靈敏度由原來的3dB提高到12dB。采樣卡采樣頻率提高,并由ISA總線升級PCI總線,采樣速度3k提高至10k,大大降低漏檢率。
②檢測探頭總成采用外掛浮動式(圖2),便于檢測盲區(qū)的控制和探頭的清洗;外掛浮動式探頭采用探芯與探頭盒(耐磨裝置)分離的設計,提高探頭的使用壽命。
(1)實施方案
摒棄原有的人工熒光磁粉探傷,采用全自動熒光磁粉端頭無損探傷技術,由電腦監(jiān)控顯示,實現(xiàn)桿端頭缺陷自動檢測。
(2)工藝特點
①漏檢率為零。
②靈敏度高。
③計算機圖像處理,變人工肉眼觀察為攝像實時跟蹤攝錄。
(3)改造后技術指標
①檢測范圍。采用復合磁化技術,能對所有規(guī)格的抽油桿端頭兩端500mm區(qū)域內,全方位裂紋缺陷進行檢測。
②檢測速度60~80根/h(可調);
③靈敏度為橫向線狀缺陷深度≤0.102mm,縱向缺陷深度<0.51mm。
④計算機圖像處理。圖像可實現(xiàn)放大、縮小、記錄、打印等功能。
①新裝接箍擰扣機1臺,抽油桿合格后即上接箍,完善了修復工藝流程,杜絕了現(xiàn)場上接箍的安全隱患。
②合格抽油桿自動進入防腐程序,然后打入分選滾道線對抽油桿進行型號分選后打入相應3個垛位,實現(xiàn)抽油桿的分類、分級管理。
滿足3/4″、7/8″、1″三種規(guī)格抽油桿修復。
清洗速度60~80根/時,天然氣消耗20m3/h,溫度90~150℃(可調)。
盲區(qū)≤50mm,速度80根/h。采用了浮動式壓輪,變徑端盲區(qū)小,靈敏度高,誤判率低;采用外掛式檢測探頭,便于檢測盲區(qū)的控制和探頭的清洗、減小探頭芯的磨損。
采用通電法加線圈法的復合磁化工藝,檢測兩端500mm內缺陷或裂紋,并在端頭探傷前增設新型桿頭涮扣裝置,可檢測A-15/50標準試片裂紋,漏檢率為零,全程跟蹤攝錄,圖像清晰。
改造后,抽油桿修復能力由原來的年40萬m提高到年50萬m,并積極采用了新工藝、新技術,實現(xiàn)了安全、節(jié)能、高效、環(huán)保,降低了勞動強度,改善了工作環(huán)境,提高了自動化操作水平。
自2010年8月份投用以來,共修復抽油桿61萬多m,無一例桿短現(xiàn)象發(fā)生,天然氣消耗由原來500m3/d下降到150m3/d,清洗、檢測等修復速度也由原來的40~60根/h提高至60~80根/h左右,徹底解決了修復工藝存在的技術難題和技術瓶頸,達到了井下問題地面解決的目的,極大地滿足了油田生產需求。
該成果在新技術應用、節(jié)能、安全環(huán)保等方面獨特的創(chuàng)造性、先進性,達到了國內油田抽油桿修復工藝技術上的領先水平。
(1)天然氣費用
采用直燃式清洗:天然氣由500m3/d下降至150m3/d,每年按350個工作日計算,共節(jié)約天然氣122 500m3,按天然氣1.17元/m3計算,可節(jié)約費用14.332 5萬元。
(2)設備維護費
原設備維護費年需10萬元,現(xiàn)僅需2萬元,年節(jié)約8萬元。
(3)作業(yè)費用
應用新技術后,可減少因抽油桿修復質量問題引起的作業(yè)返工5井次/年,按每口井作業(yè)費用5萬元計算,每年可節(jié)約生產費用25萬元。
僅這三項,年可節(jié)約47.332 5萬元。
抽油桿修復工藝技術改造后,管桿修復質量提高,為延長檢泵周期打下堅實基礎,達到了井下問題地面解決的目的。同時減少了安全隱患,降低了車間噪聲污染,實現(xiàn)了環(huán)保和清潔生產,具有較好的社會效益。