中國石油,連續(xù)油管自動(dòng)防腐裝置的研制,冀東油田井下作業(yè)公司,連續(xù)油管自動(dòng)防腐裝置的研制,(),目 錄,確定目標(biāo),1,2,小組概況,課題選擇,提出方案并確定,制定對(duì)策,對(duì)策實(shí)施,鞏固措施,總結(jié)及今后打算,持續(xù)改進(jìn),效果評(píng)價(jià),3,4,6,8,10,5,9,7,一、小 組 概 況,注冊(cè)時(shí)間,2013,年,1,月,課題類型,創(chuàng)新型,連續(xù)油管自動(dòng)防腐裝置,小組人數(shù),10,人,成立時(shí)間,2012,年,7,月,小組名稱：井下公司生產(chǎn)保障,QC,小組,活動(dòng)時(shí)間,2013,年,1,月,-2013,年,12,月共計(jì)活動(dòng),35,次,286,小時(shí),活動(dòng)方式,分工負(fù)責(zé)、集中,活動(dòng)和分散活動(dòng),相結(jié)合,表,1,小組成員簡介表,序號(hào),姓名,性別,年齡,文化程度,職稱,組內(nèi)工作分工,1,吳成進(jìn),男,41,?？?工程師,組長,2,肖寅光,男,28,本科,工程師,數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),3,唐鵬飛,男,32,專科,助工,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人,4,劉文峰,男,38,本科,工程師,技術(shù)指導(dǎo),5,王峰,男,48,?？?助工,綜合分析,6,張宏偉,男,52,?？?助工,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人,7,張海強(qiáng),男,39,本科,助工,安裝調(diào)試,8,劉濤,男,38,?？?助工,制作負(fù)責(zé)人,二、課題選擇,1,、連續(xù)油管基本情況,連續(xù)油管作業(yè)是井下作業(yè)近年來出現(xiàn)的一種新型作業(yè)方式和技術(shù)，它通過一根整體的管子連續(xù)下入井內(nèi)完成各項(xiàng)井下作業(yè)施工。它同一般井下作業(yè)工藝技術(shù)相比具有無螺紋連接，作業(yè)可靠性和安全性高；極大地減少工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；可以不停產(chǎn)帶壓作業(yè)，減少對(duì)油層傷害的優(yōu)點(diǎn)。特別適合應(yīng)用于帶壓作業(yè)、水平井及大斜度井作業(yè)，被譽(yù)為“萬能作業(yè)”設(shè)備，在油氣勘探與開發(fā)中發(fā)揮越來越重要的作用。,二、課題選擇,圖,1,連續(xù)油管施工圖,圖,2,連續(xù)油管結(jié)構(gòu)圖,2,、存在主要問題和困難,井下作業(yè)公司自,2010,年開始，引進(jìn)連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備進(jìn)行施工作業(yè)。在作業(yè)完成后，管壁上時(shí)常會(huì)出現(xiàn)大面積的腐蝕和脫皮的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響連續(xù)油管的強(qiáng)度和使用壽命。圖,3,、圖,4,是因管體腐蝕導(dǎo)致報(bào)廢的連續(xù)油管和在排架底座收集的從管體掉落的銹渣。,二、課題選擇,圖,3,報(bào)廢連續(xù)油管,圖,4,收集的銹渣,3,、現(xiàn)狀調(diào)查,為進(jìn)一步了解連續(xù)油管每次施工作業(yè)的腐蝕程度。小組成員對(duì),2012,年下半年連續(xù)油管施工過程掉渣情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。,序號(hào),施工時(shí)間,施工井號(hào),起下次數(shù),共計(jì)掉渣量（,g,）,平均下入深度（,m,）,平均掉渣量（,g,）,每米平均掉渣量（,mg/m,）,1,2012.6.7,LX11-14,4,33,3200,8.25,2.58,2,2012.6.18,G12-12,4,31,3200,7.81,2.44,3,2012.6.22,NP118X1,3,18,2500,5.98,2.39,4,2012.6.27,L3-10,3,24,2900,8.15,2.81,5,2012.7.2,G3102-18,5,29,2200,5.81,2.64,6,2012.7.7,G12-13,2,17,2800,8.26,2.95,7,2012.7.19,NP32-X3017,6,28,2100,4.66,2.22,8,2012.7.22,G94-42,2,13,2600,6.71,2.58,32,2012.12.28,M30-7,3,22,2800,7.33,2.62,合 計(jì),156,1268,3000,8.13,2.7,二、課題選擇,表,2,連續(xù)油管掉渣量統(tǒng)計(jì)表,根據(jù)連續(xù)油管報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)和使用手冊(cè)，按照連續(xù)有關(guān)下深,3000,米計(jì)算，每米掉渣量,2.7mg,情況下，連續(xù)油管理論使用次數(shù)約在,26,井次。而從井下公司實(shí)際使用情況看，從,2011,年,3,月至,2012,年,12,月份共計(jì)報(bào)廢連續(xù)油管兩盤，平均每盤使用,23,井次，和理論計(jì)算基本吻合。,這說明，本體腐蝕成為了導(dǎo)致連續(xù)油管報(bào)廢的主要因素。,二、課題選擇,4,、腐蝕原理及同行業(yè)現(xiàn)狀,連續(xù)油管腐蝕的原因主要是油管本體在井內(nèi)接觸酸液等介質(zhì)后，在起出后與空氣中的氧接觸產(chǎn)生氧化反應(yīng)導(dǎo)致腐蝕。,小組成員調(diào)查了其他油田連續(xù)油管腐蝕影響情況以及防腐措施。管材基本相同、工作環(huán)境大致一樣，腐蝕的嚴(yán)重程度也類似,而且都沒有有效得防腐措施。目前國內(nèi)采用的防腐措施就是往連續(xù)油管本體外壁涂抹防腐劑，使之與空氣中氧氣隔離而起到防止氧化、延緩腐蝕的作用。,二、課題選擇,5,、人工涂抹防腐劑現(xiàn)狀,部分油田只是簡單采用了人工向連續(xù)油管外壁涂抹防腐劑的方式進(jìn)行防腐處理。但這種方式存在以下,4,個(gè)方面的不足：,（,1,）增加了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。,（,2,）由于要配合人工涂抹防腐劑，這就降低了原有的起管速度，影響了整體的施工效率。,（,3,）由于連續(xù)油管從井內(nèi)起出來盤到管排架上，距離地面高度均在,6.6m,以上，人工只能涂抹到油管外壁的一面，防腐效果不佳，且防腐劑浪費(fèi)嚴(yán)重。其次，涂抹防腐劑人員需要登高才能工作，在安全上存在夾手和墜落的風(fēng)險(xiǎn)。,二、課題選擇,（一）課題目標(biāo)：,研制連續(xù)油管自動(dòng)防腐裝置,（二）連續(xù)油管自動(dòng)防腐裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能：,1,、全面防腐功能，全面均勻的對(duì)油管進(jìn)行防腐。,2,、自動(dòng)加劑功能，能夠自動(dòng)持續(xù)的加入防腐劑。,（三）目標(biāo)值：,將連續(xù)油管的每米掉渣量由,2.7mg/m,降低到,0.5mg/m,以下。,三、確定目標(biāo),通過對(duì)現(xiàn)狀調(diào)查和對(duì)同行業(yè)的調(diào)研情況，小組成員決定自行研制自動(dòng)防腐裝置，首先，仍然采用涂抹防腐劑的方式進(jìn)行防腐，但改進(jìn)的核心是防腐劑自動(dòng)供給裝置的設(shè)計(jì)、安裝和配套。,小組成員認(rèn)真分析實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的具體步驟和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，明確了裝置研制中的三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：涂抹器、供劑器及配套設(shè)備的設(shè)計(jì)。,涂抹器,直接和油管接觸，給油管涂抹防腐劑,供劑器,持續(xù)給涂抹器供給防腐劑,自動(dòng)防腐,裝置,配套設(shè)計(jì),連接供劑器和涂抹器，確定合理的安裝位置，組裝調(diào)試,四、方案的提出和確定,小組成員針對(duì)三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路通過“頭腦風(fēng)暴法”進(jìn)行分析，分別提出了主要解決思路,。,開放式,封閉式,涂抹器,分析決策,儲(chǔ)氣罐,供劑器,輸油泵,分析決策,A1,A2,B1,B2,組裝調(diào)試,C1,成本低，設(shè)計(jì)簡單，浪費(fèi)防腐劑,成本高，設(shè)計(jì)困難，效果好,成本高，設(shè)計(jì)簡單，無緩沖量，不易調(diào)節(jié)控制,成本較低，設(shè)計(jì)困難，有緩沖量，易調(diào)節(jié)控制,四、方案的提出和確定,小組成員根據(jù)主要解決思路，將其組合形成了四套實(shí)施方案。,開放式,封閉式,涂抹器,分析決策,儲(chǔ)氣罐,供劑器,輸油泵,分析決策,A1,A2,B1,B2,組裝調(diào)試,C1,方案,：,A1B1 C1,方案,：,A1B2 C1,方案,：,A2B1 C1,方案,：,A2B2 C1,四、方案的提出和確定,小組成員通過價(jià)值工程法分析方案，對(duì)四種方案進(jìn)行測算。,方案,價(jià)值形式,工程核算（元）,難易程度,采用情況,I,F/C=V,增加成本,6700,較難,否,II,F/C=V,增加成本,5800,困難,否,F/C,=V,增加成本,9200,一般,否,F/C=V,增加成本,5900,較易,是,F,功能；,C,成本；,V,價(jià)值；,提高較??；,提高較大,根據(jù)價(jià)值工程法測算，小組選擇方案,為最終活動(dòng)方案，并制作了研制流程圖。,設(shè)計(jì)封閉式涂抹器,設(shè)計(jì)儲(chǔ)氣罐供劑器,配套設(shè)計(jì)，,組裝調(diào)試,試運(yùn)行,四、方案的提出和確定,表,3,方案價(jià)值分析表,根據(jù)最佳方案研制流程圖，我們制定了如下對(duì)策計(jì)劃。,序號(hào),目標(biāo),對(duì)策,措施,實(shí)施地點(diǎn),預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間,負(fù)責(zé)人,1,設(shè)計(jì)涂抹器,涂抹覆蓋率達(dá)到,100%,將涂抹器設(shè)計(jì)成封閉狀，且易裝卸,1,、設(shè)計(jì)涂抹器形狀和裝卸方式。,2,、設(shè)計(jì)涂抹器涂抹方式和密封方式,制作車間,2013.03.01-2013.3.30,唐鵬飛,崔志軍,肖寅光,2,設(shè)計(jì)供劑器,漏失量小于,1ml/m,采用儲(chǔ)氣罐提供動(dòng)力給涂涂抹器供給防腐劑,1,、設(shè)計(jì)儲(chǔ)氣罐。,2,、選擇合適的供 給壓力。,制作車間,2013.03.01-2013.5.30,唐鵬飛,吳成進(jìn),劉文峰,3,設(shè)計(jì)連接方式,采用合適管路和控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)功能,1,、選擇合適管路,2,、設(shè)計(jì)控制方式,3,、選擇合理安裝位置,施工現(xiàn)場,2013.6.01-2013.6.30,劉文峰,王峰,肖寅光,4,試運(yùn)行,安裝調(diào)試,1,、繪制組裝圖，連接配套,2,、現(xiàn)場安裝調(diào)試,施工現(xiàn)場辦公室,2013.7.01-2013.7.30,崔志軍,張海強(qiáng),五、制定對(duì)策,表,5,對(duì)策制定表,實(shí)施,1,：設(shè)計(jì)涂抹器,（,1,）涂抹器外形設(shè)計(jì)：考慮到涂抹器便于人工搬遷、拆卸靈活、涂抹器內(nèi)容積能夠滿足連續(xù)油管在一定速度下的消耗。經(jīng)反復(fù)研究，確定將涂抹器外形設(shè)計(jì)成卡箍狀，對(duì)涂抹器內(nèi)容積和油管經(jīng)過耗劑量的關(guān)系進(jìn)行了測算，確定了涂抹器的合適尺寸。,六、對(duì)策實(shí)施,圖,5,涂抹器殼體,圖,6,涂抹器殼體,實(shí)施,1,：設(shè)計(jì)涂劑器,（,2,）涂抹器涂抹方式設(shè)計(jì)：考慮到涂抹器內(nèi)腔填充物要求選用耐磨、耐腐蝕、且導(dǎo)流和吸附性好，孔隙度高的材料，經(jīng)綜合分析和市場調(diào)研，確定采用耐磨硅膠海綿作為填充性材料。并在制作車間進(jìn)行了試驗(yàn)，該材料涂抹均勻，容量大，效果良好。,圖,7,硅膠海綿實(shí)物圖,六、對(duì)策實(shí)施,實(shí)施,1,：設(shè)計(jì),涂抹,器,（,3,）涂抹器密封方式設(shè)計(jì)：考慮油管在涂抹器腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，密封部位既要保證不泄露防腐劑，又要有一定彈性確保油管本體順利滑動(dòng)且不劃傷油管本體，經(jīng)市場調(diào)研和材料試驗(yàn)，最后選定樹脂擋板,+,密封槽的密封方式。樹脂擋板韌性和彈性均適中，將樹脂擋板卡入涂抹器兩端密封槽，經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)?zāi)軌驖M足設(shè)計(jì)要求。,圖,8,樹脂擋板實(shí)物圖,圖,9,卡擋板的密封槽,六、對(duì)策實(shí)施,實(shí)施,1,：設(shè)計(jì),涂抹,器,（,4,）設(shè)計(jì)完成后的整體組裝情況。,六、對(duì)策實(shí)施,圖,11,涂抹器實(shí)物圖,圖,10,涂抹器實(shí)物圖,小組成員在車間對(duì)設(shè)計(jì)的涂抹器進(jìn)行了涂抹試驗(yàn)，在涂抹器內(nèi)充滿防腐劑的情況下，能夠涂抹,25m,的連續(xù)油管本體，而且即使涂抹器內(nèi)防腐劑不足,20%,的情況下仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)油管的全面，均勻涂抹。而且連續(xù)油管運(yùn)動(dòng)通暢無阻礙，設(shè)計(jì)成功。,實(shí)施,2,：設(shè)計(jì)供劑器,（,1,）供劑器外觀及尺寸設(shè)計(jì),供劑器要求能夠持續(xù)均勻的給涂抹器供給防腐劑，因此既要有一定壓力，而且能夠可調(diào)節(jié)，且緩沖量大。小組成員經(jīng)設(shè)計(jì)和測算，設(shè)計(jì)了儲(chǔ)氣罐式供油器，該裝置利用連續(xù)油管設(shè)備自帶氣源（該氣源能持續(xù)供給,0.8MPa,空氣流），將空氣壓入儲(chǔ)氣罐，將預(yù)裝入儲(chǔ)氣罐的防腐劑持續(xù)供給涂劑器。,六、對(duì)策實(shí)施,圖,13,供劑器實(shí)物圖,圖,12,供劑器結(jié)構(gòu)示意圖,實(shí)施,2,：設(shè)計(jì)供油器,為檢驗(yàn)供劑器實(shí)際效果，小組成員將供劑器和涂抹器連接，試驗(yàn)不同供劑壓力下涂抹器漏失量和涂抹比率。經(jīng)試驗(yàn)，供劑器出液壓力為,0.5-0.7MPa,時(shí)，既能保證涂抹器不漏失，又能保證涂抹器供劑量充足。因此通過調(diào)整減壓閥將供劑壓力定在,0.6MPa,。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，在供劑壓力,0.6MPa,情況下，涂抹比率,100%,且漏失量為,0,，成功達(dá)到設(shè)計(jì)要求。,六、對(duì)策實(shí)施,圖,14,涂抹器漏失量和涂抹比率和供油壓力的關(guān)系圖,六、對(duì)策實(shí)施,圖,15,繞絲彈簧管線實(shí)物圖,實(shí)施,3,：設(shè)計(jì)連接方式,（,1,）優(yōu)選供劑管線,確定了供劑管線的規(guī)格經(jīng)計(jì)算供劑壓力是一個(gè)恒定值（,0.6MPa,），供劑管線承受的壓力較小，因此采用直徑,8mm,額定承壓壓力,5MPa,的繞絲彈簧管線；這樣既能保證管線有一定的承壓性，而且能夠伸縮，自由度較大。,六、對(duì)策實(shí)施,實(shí)施,3,：設(shè)計(jì)連接方式,（,2,）確定涂抹器安裝位置。,經(jīng)綜合考慮供劑器的位置、涂抹器的安裝便捷程度以及穩(wěn)定程度，決定將涂抹器安裝在連續(xù)油管排管器上方，供劑器安裝在連續(xù)油管滾筒的下前方。,涂抹器,供劑器,圖,16,安裝示意圖,六、對(duì)策實(shí)施,實(shí)施,4,：試運(yùn)行,該裝置于,2013,年,8,月在,NP13-X4003,井首次安裝應(yīng)用，經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)，該裝置運(yùn)行情況良好，涂抹防腐劑均勻，起到了顯著效果。,圖,17,現(xiàn)場安裝圖,圖,18,使用后效果圖,序號(hào),施工時(shí)間,施工井號(hào),起下次數(shù),共計(jì)掉渣量（,g,）,平均下入深度（,m,）,平均掉渣量（,g,）,每米平均掉渣量（,mg/m,）,1,2013.8.3,