沈國(guó)華

(中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司 天津300452)

0 引 言

油管占石油工業(yè)用鋼總量的10%,以上，是油田生產(chǎn)中的消耗品和成本支出大項(xiàng)。由于常年受到腐蝕和偏磨，油管管材和螺紋很容易受損，按平均壽命10年計(jì)算，我國(guó)各油田每年產(chǎn)生的廢油管量約70萬(wàn)噸。通過(guò)油管修復(fù)，可將部分廢舊無(wú)用油管變?yōu)闈M足使用要求的油管，對(duì)于每年報(bào)廢大量油管的油田企業(yè)來(lái)說(shuō)，石油管材修復(fù)再利用不僅能延長(zhǎng)管材服役周期，也能大量挽回油田的間接損失，為企業(yè)節(jié)省成本、保障生產(chǎn)，減少能耗和污染，蘊(yùn)藏著可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

以往評(píng)價(jià)油管是否能夠再次下井作業(yè)，主要依靠肉眼觀察、簡(jiǎn)單測(cè)量、經(jīng)驗(yàn)判斷以及陸地水壓試驗(yàn)等手段，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且不可靠，有時(shí)不得不通過(guò)更換整個(gè)井口油管來(lái)解決問(wèn)題。面對(duì)更換下來(lái)新舊程度不一的大量油管，如何充分利用這些資源，如何應(yīng)對(duì)管材價(jià)格高、供貨緊張的市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)，一直困擾著油田作業(yè)公司。

針對(duì)上述問(wèn)題，渤海油田某作業(yè)公司對(duì)油管損壞機(jī)理、油管檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性的全面研究，結(jié)合相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，形成了一套行之有效的油管檢測(cè)方法和維修方案，實(shí)現(xiàn)了快速分檢油管、減少人工投入和材料消耗的目的，保證入井油管的質(zhì)量滿足生產(chǎn)需要。

1 油管損壞機(jī)理

油管長(zhǎng)期在高溫、含油氣水等的井口復(fù)雜環(huán)境中工作，并承受摩擦力、液柱力、變交載荷等，導(dǎo)致其連接絲扣和管體的漏失、磨損、腐蝕、結(jié)垢損壞等問(wèn)題。

1.1 油管絲扣損壞

由于井下油管主要是通過(guò)絲扣連接，因此，絲扣的好壞直接決定了油管的使用效果。絲扣損壞的主要原因有兩個(gè)：①部分在用油管絲扣磨損嚴(yán)重，造成公母扣間隙加大，在頻繁交變載荷作用下，絲扣的塑性變形會(huì)使絲扣咬合出現(xiàn)縫隙，最終導(dǎo)致漏失和脫扣。②隨著井深增加，溫度升高，油管絲扣連接處所受應(yīng)力集中情況逐步加劇，動(dòng)載荷對(duì)油管漏失的影響非常顯著，隨著載荷波動(dòng)次數(shù)和幅度的增加，造成有缺陷的油管絲扣漏失。

1.2 油管腐蝕

油管腐蝕屬于化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)，是油管內(nèi)外表面金屬與井液發(fā)生反應(yīng)造成的，在硫化氫、二氧化碳、水及微生物等腐蝕介質(zhì)的綜合作用下，絕大多數(shù)油管金屬出現(xiàn)腐蝕情況，特別是當(dāng)油管遭受打擊、碰撞和咬傷表面防護(hù)層露出內(nèi)層金屬后腐蝕加劇，在油管表面形成不同形狀、體積的腐蝕，造成油管漏失，抵抗拉伸和扭曲等的能力降低，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致斷裂。

1.3 油管結(jié)垢

油管結(jié)垢絕大多數(shù)情況出現(xiàn)在水井上，個(gè)別油井上也會(huì)出現(xiàn)，導(dǎo)致油管結(jié)垢的因素較多，包括二氧化碳、溫度、壓力、氯離子溶解氧和采出液流動(dòng)狀態(tài)的影響等。油管結(jié)垢導(dǎo)致油井產(chǎn)能下降、井柱垢卡、斷脫頻繁、檢泵周期縮短和集輸受堵，從而加大現(xiàn)場(chǎng)管理難度，增加生產(chǎn)作業(yè)成本。

2 油管檢測(cè)

油田常用的油管檢測(cè)方法有漏磁檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法和磁粉探傷法。由于油管一般為高碳鋼材料制成，具有良好的導(dǎo)磁性能，很適用于漏磁檢測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)，且漏磁檢測(cè)法具有成熟可靠、成本低、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，漏磁檢測(cè)法在油管檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。

2.1 檢測(cè)原理

應(yīng)用漏磁檢測(cè)法，在油管對(duì)外施磁場(chǎng)的屏蔽和管道缺陷對(duì)磁場(chǎng)折射的共同作用下，缺陷在外表空間形成缺陷漏磁場(chǎng)，在施加正交磁化場(chǎng)時(shí)，油管各類缺陷都能被可靠檢測(cè)，包括通孔和絲扣損傷、管體內(nèi)壁偏磨、劃傷等缺陷等。

2.2 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

2.2.1 探傷

檢測(cè)油管壁、偏磨、腐蝕后的壁厚，油管有效壁厚不小于新油管規(guī)定壁厚的 87.5%,，油管無(wú)裂縫、機(jī)械損傷和其他缺陷。

2.2.2 檢扣

油管接箍?jī)?nèi)螺紋、油管外螺紋表面無(wú)損傷、殘缺，油管接箍、油管外螺紋滿足螺紋檢驗(yàn)要求。

3 油管修復(fù)

3.1 油管清洗

目前，油管內(nèi)外壁清洗方法主要有高壓水射流清洗法、水煮法、中頻加熱清洗法，綜合環(huán)保影響和清洗效果考慮，一般采用高壓水射流和中頻加熱清洗相結(jié)合的方法，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，清洗效率高、效果好，操作簡(jiǎn)單，無(wú)環(huán)境污染，清洗廢水經(jīng)過(guò)處理后可循環(huán)利用。

3.2 絲扣修復(fù)

油管公扣螺紋損傷的，通過(guò)車床重新加工絲扣；母扣螺紋損傷的，通過(guò)更換接箍來(lái)解決。

3.3 管桿防護(hù)

管桿外壁、內(nèi)壁及絲扣清理完畢后，運(yùn)至合格品場(chǎng)地，在其外壁涂抹防銹油、絲扣涂抹絲扣油保護(hù)，防止銹蝕。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

近年來(lái)，油田作業(yè)公司普遍面臨新油管短缺、舊油管大量閑置等問(wèn)題，為了降低油田開(kāi)采成本，開(kāi)展油管修復(fù)再利用工作勢(shì)在必行，部分作業(yè)公司啟動(dòng)了自動(dòng)油管清洗檢測(cè)線建設(shè)項(xiàng)目，進(jìn)一步拓展了油管修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用空間。

以渤海油田某作業(yè)公司為例，近年來(lái)開(kāi)始進(jìn)行舊油管的修復(fù)再利用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。按照實(shí)際發(fā)生費(fèi)用進(jìn)行分析，平均每根油管修復(fù)成本約400元，按新油管價(jià)值的80%,計(jì)算修復(fù)后的油管價(jià)值900元，扣除每根油管的殘值 375元，實(shí)際每根油管增加經(jīng)濟(jì)效益約 600元。該油田作業(yè)公司 2017年共完成舊油管修復(fù)再利用1,300根，實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益為 78萬(wàn)元，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了良好的間接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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