中国石油,连续油管自动防腐装置的研制,冀东油田井下作业公司,连续油管自动防腐装置的研制,(),目 录,确定目标,1,2,小组概况,课题选择,提出方案并确定,制定对策,对策实施,巩固措施,总结及今后打算,持续改进,效果评价,3,4,6,8,10,5,9,7,一、小 组 概 况,注册时间,2013,年,1,月,课题类型,创新型,连续油管自动防腐装置,小组人数,10,人,成立时间,2012,年,7,月,小组名称：井下公司生产保障,QC,小组,活动时间,2013,年,1,月,-2013,年,12,月共计活动,35,次,286,小时,活动方式,分工负责、集中,活动和分散活动,相结合,表,1,小组成员简介表,序号,姓名,性别,年龄,文化程度,职称,组内工作分工,1,吴成进,男,41,专科,工程师,组长,2,肖寅光,男,28,本科,工程师,数据统计,3,唐鹏飞,男,32,专科,助工,现场负责人,4,刘文峰,男,38,本科,工程师,技术指导,5,王峰,男,48,专科,助工,综合分析,6,张宏伟,男,52,专科,助工,现场负责人,7,张海强,男,39,本科,助工,安装调试,8,刘涛,男,38,专科,助工,制作负责人,二、课题选择,1,、连续油管基本情况,连续油管作业是井下作业近年来出现的一种新型作业方式和技术，它通过一根整体的管子连续下入井内完成各项井下作业施工。
它同一般井下作业工艺技术相比具有无螺纹连接，作业可靠性和安全性高；极大地减少工作量，降低劳动强度；可以不停产带压作业，减少对油层伤害的优点特别适合应用于带压作业、水平井及大斜度井作业，被誉为“万能作业”设备，在油气勘探与开发中发挥越来越重要的作用二、课题选择,图,1,连续油管施工图,图,2,连续油管结构图,2,、存在主要问题和困难,井下作业公司自,2010,年开始，引进连续油管作业设备进行施工作业在作业完成后，管壁上时常会出现大面积的腐蚀和脱皮的现象，严重影响连续油管的强度和使用寿命图,3,、图,4,是因管体腐蚀导致报废的连续油管和在排架底座收集的从管体掉落的锈渣二、课题选择,图,3,报废连续油管,图,4,收集的锈渣,3,、现状调查,为进一步了解连续油管每次施工作业的腐蚀程度小组成员对,2012,年下半年连续油管施工过程掉渣情况进行了统计序号,施工时间,施工井号,起下次数,共计掉渣量（,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 计,156,1268,3000,8.13,2.7,二、课题选择,表,2,连续油管掉渣量统计表,根据连续油管报废标准和使用手册，按照连续有关下深,3000,米计算，每米掉渣量,2.7mg,情况下，连续油管理论使用次数约在,26,井次。
而从井下公司实际使用情况看，从,2011,年,3,月至,2012,年,12,月份共计报废连续油管两盘，平均每盘使用,23,井次，和理论计算基本吻合这说明，本体腐蚀成为了导致连续油管报废的主要因素二、课题选择,4,、腐蚀原理及同行业现状,连续油管腐蚀的原因主要是油管本体在井内接触酸液等介质后，在起出后与空气中的氧接触产生氧化反应导致腐蚀小组成员调查了其他油田连续油管腐蚀影响情况以及防腐措施管材基本相同、工作环境大致一样，腐蚀的严重程度也类似,而且都没有有效得防腐措施目前国内采用的防腐措施就是往连续油管本体外壁涂抹防腐剂，使之与空气中氧气隔离而起到防止氧化、延缓腐蚀的作用二、课题选择,5,、人工涂抹防腐剂现状,部分油田只是简单采用了人工向连续油管外壁涂抹防腐剂的方式进行防腐处理但这种方式存在以下,4,个方面的不足：,（,1,）增加了人员的劳动强度2,）由于要配合人工涂抹防腐剂，这就降低了原有的起管速度，影响了整体的施工效率3,）由于连续油管从井内起出来盘到管排架上，距离地面高度均在,6.6m,以上，人工只能涂抹到油管外壁的一面，防腐效果不佳，且防腐剂浪费严重其次，涂抹防腐剂人员需要登高才能工作，在安全上存在夹手和坠落的风险。
二、课题选择,（一）课题目标：,研制连续油管自动防腐装置,（二）连续油管自动防腐装置应实现以下功能：,1,、全面防腐功能，全面均匀的对油管进行防腐2,、自动加剂功能，能够自动持续的加入防腐剂三）目标值：,将连续油管的每米掉渣量由,2.7mg/m,降低到,0.5mg/m,以下三、确定目标,通过对现状调查和对同行业的调研情况，小组成员决定自行研制自动防腐装置，首先，仍然采用涂抹防腐剂的方式进行防腐，但改进的核心是防腐剂自动供给装置的设计、安装和配套小组成员认真分析实现这一目标的具体步骤和关键环节，明确了装置研制中的三个关键点：涂抹器、供剂器及配套设备的设计涂抹器,直接和油管接触，给油管涂抹防腐剂,供剂器,持续给涂抹器供给防腐剂,自动防腐,装置,配套设计,连接供剂器和涂抹器，确定合理的安装位置，组装调试,四、方案的提出和确定,小组成员针对三个关键点的设计思路通过“头脑风暴法”进行分析，分别提出了主要解决思路,开放式,封闭式,涂抹器,分析决策,储气罐,供剂器,输油泵,分析决策,A1,A2,B1,B2,组装调试,C1,成本低，设计简单，浪费防腐剂,成本高，设计困难，效果好,成本高，设计简单，无缓冲量，不易调节控制,成本较低，设计困难，有缓冲量，易调节控制,四、方案的提出和确定,小组成员根据主要解决思路，将其组合形成了四套实施方案。
开放式,封闭式,涂抹器,分析决策,储气罐,供剂器,输油泵,分析决策,A1,A2,B1,B2,组装调试,C1,方案,：,A1B1 C1,方案,：,A1B2 C1,方案,：,A2B1 C1,方案,：,A2B2 C1,四、方案的提出和确定,小组成员通过价值工程法分析方案，对四种方案进行测算方案,价值形式,工程核算（元）,难易程度,采用情况,I,F/C=V,增加成本,6700,较难,否,II,F/C=V,增加成本,5800,困难,否,F/C,=V,增加成本,9200,一般,否,F/C=V,增加成本,5900,较易,是,F,功能；,C,成本；,V,价值；,提高较小；,提高较大,根据价值工程法测算，小组选择方案,为最终活动方案，并制作了研制流程图设计封闭式涂抹器,设计储气罐供剂器,配套设计，,组装调试,试运行,四、方案的提出和确定,表,3,方案价值分析表,根据最佳方案研制流程图，我们制定了如下对策计划序号,目标,对策,措施,实施地点,预计设计时间,负责人,1,设计涂抹器,涂抹覆盖率达到,100%,将涂抹器设计成封闭状，且易装卸,1,、设计涂抹器形状和装卸方式2,、设计涂抹器涂抹方式和密封方式,制作车间,2013.03.01-2013.3.30,唐鹏飞,崔志军,肖寅光,2,设计供剂器,漏失量小于,1ml/m,采用储气罐提供动力给涂涂抹器供给防腐剂,1,、设计储气罐。
2,、选择合适的供 给压力制作车间,2013.03.01-2013.5.30,唐鹏飞,吴成进,刘文峰,3,设计连接方式,采用合适管路和控制器实现自动功能,1,、选择合适管路,2,、设计控制方式,3,、选择合理安装位置,施工现场,2013.6.01-2013.6.30,刘文峰,王峰,肖寅光,4,试运行,安装调试,1,、绘制组装图，连接配套,2,、现场安装调试,施工现场办公室,2013.7.01-2013.7.30,崔志军,张海强,五、制定对策,表,5,对策制定表,实施,1,：设计涂抹器,（,1,）涂抹器外形设计：考虑到涂抹器便于人工搬迁、拆卸灵活、涂抹器内容积能够满足连续油管在一定速度下的消耗经反复研究，确定将涂抹器外形设计成卡箍状，对涂抹器内容积和油管经过耗剂量的关系进行了测算，确定了涂抹器的合适尺寸六、对策实施,图,5,涂抹器壳体,图,6,涂抹器壳体,实施,1,：设计涂剂器,（,2,）涂抹器涂抹方式设计：考虑到涂抹器内腔填充物要求选用耐磨、耐腐蚀、且导流和吸附性好，孔隙度高的材料，经综合分析和市场调研，确定采用耐磨硅胶海绵作为填充性材料并在制作车间进行了试验，该材料涂抹均匀，容量大，效果良好。
图,7,硅胶海绵实物图,六、对策实施,实施,1,：设计,涂抹,器,（,3,）涂抹器密封方式设计：考虑油管在涂抹器腔内运动时，密封部位既要保证不泄露防腐剂，又要有一定弹性确保油管本体顺利滑动且不划伤油管本体，经市场调研和材料试验，最后选定树脂挡板,+,密封槽的密封方式树脂挡板韧性和弹性均适中，将树脂挡板卡入涂抹器两端密封槽，经现场试验能够满足设计要求图,8,树脂挡板实物图,图,9,卡挡板的密封槽,六、对策实施,实施,1,：设计,涂抹,器,（,4,）设计完成后的整体组装情况六、对策实施,图,11,涂抹器实物图,图,10,涂抹器实物图,小组成员在车间对设计的涂抹器进行了涂抹试验，在涂抹器内充满防腐剂的情况下，能够涂抹,25m,的连续油管本体，而且即使涂抹器内防腐剂不足,20%,的情况下仍能实现对连续油管的全面，均匀涂抹而且连续油管运动通畅无阻碍，设计成功实施,2,：设计供剂器,（,1,）供剂器外观及尺寸设计,供剂器要求能够持续均匀的给涂抹器供给防腐剂，因此既要有一定压力，而且能够可调节，且缓冲量大小组成员经设计和测算，设计了储气罐式供油器，该装置利用连续油管设备自带气源（该气源能持续供给,0.8MPa,空气流），将空气压入储气罐，将预装入储气罐的防腐剂持续供给涂剂器。
六、对策实施,图,13,供剂器实物图,图,12,供剂器结构示意图,实施,2,：设计供油器,为检验供剂器实际效果，小组成员将供剂器和涂抹器连接，试验不同供剂压力下涂抹器漏失量和涂抹比率经试验，供剂器出液压力为,0.5-0.7MPa,时，既能保证涂抹器不漏失，又能保证涂抹器供剂量充足因此通过调整减压阀将供剂压力定在,0.6MPa,经多次实验，在供剂压力,0.6MPa,情况下，涂抹比率,100%,且漏失量为,0,，成功达到设计要求六、对策实施,图,14,涂抹器漏失量和涂抹比率和供油压力的关系图,六、对策实施,图,15,绕丝弹簧管线实物图,实施,3,：设计连接方式,（,1,）优选供剂管线,确定了供剂管线的规格经计算供剂压力是一个恒定值（,0.6MPa,），供剂管线承受的压力较小，因此采用直径,8mm,额定承压压力,5MPa,的绕丝弹簧管线；这样既能保证管线有一定的承压性，而且能够伸缩，自由度较大六、对策实施,实施,3,：设计连接方式,（,2,）确定涂抹器安装位置经综合考虑供剂器的位置、涂抹器的安装便捷程度以及稳定程度，决定将涂抹器安装在连续油管排管器上方，供剂器安装在连续油管滚筒的下前方涂抹器,供剂器,图,16,安装示意图,六、对策实施,实施,4,：试运行,该装置于,2013,年,8,月在,NP13-X4003,井首次安装应用，经现场试验，该装置运行情况良好，涂抹防腐剂均匀，起到了显著效果。
图,17,现场安装图,图,18,使用后效果图,序号,施工时间,施工井号,起下次数,共计掉渣量（,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,。