油井抽油杆修旧利废的质量控制措施探讨

肖彦英，余晓钟，令永刚，朱西柱，胡东伟，王 伟

中国石油长庆油田分公司第十采油厂 （甘肃 庆阳 745100）

油井抽油杆修旧利废的质量控制措施探讨

肖彦英，余晓钟，令永刚，朱西柱，胡东伟，王 伟

中国石油长庆油田分公司第十采油厂 （甘肃 庆阳 745100）

根据金属良好的延展性，对油田生产过程中产生的废旧抽油杆实施修复再利用是提高资产利用率和降低综合生产成本的一大举措，而建立严密的修旧利废质量监控体系是确保修复杆满足生产需求的关键。结合现场实际，通过规范修复工艺流程和监管、加强修复杆质量抽检和鉴定、实施专杆专用和服役情况追踪溯源，有效保证了修复抽油杆的性能指标和服役质量，达到了重复利用、降本增效的目的。

抽油杆；修旧利废；质量控制；降本增效

各油田有杆采油井修井过程中均会产生不能直接重复利用的抽油杆旧料，简单的报废处置或者弃置会造成资产浪费和生产材料成本增加，而随着时间推移这类杆材逐年增多，问题也会愈加突出[1]。

1 建立抽油杆修复质量控制体系的需求分析

近年来，面对国际原油价格低位徘徊给石油企业生产经营带来的巨大冲击和严峻挑战，各油田大力实施“开源节流、降本增效”措施。以中国石油长庆油田采油十厂为例，为缓解成本控降压力，积极引入先进的市场化抽油杆修复技术服务，对历年积累的废旧抽油杆进行优选和修复再利用，除了损伤严重、不具备修复条件的需报废外，2015—2016年累计修旧利废13.5×104m，节约抽油杆购置支出约83.7万元。

修复抽油杆能否满足油田生产需要决定了这一降本增效措施是否可行，而要保证修复抽油杆的性能指标和服役质量[2]，就需要从各环节建立一套可靠的质量控制体系。长庆油田采油十厂结合生产实际，在实践过程中探索、总结，在相应技术标准基础上，完善形成自己的生产现场抽油杆修复质量管理和监控措施。

2 抽油杆修复质量控制措施

2.1 规范抽油杆修复工艺流程和监管

抽油杆修复工艺及服务商选择是修复质量控制的源头，要把好选商这第一道关口，除了合理制定抽油杆修复技术服务商准入门槛，根据质量控制需求设置资质、修复硬件设备、修复检验设备等必备条件外，还需充分发挥市场化竞争机制的优胜劣汰作用，引入工艺过硬、质量可靠的厂商。

为了避免市场化抽油杆修复服务的工艺和质量参差不齐，发生因修复质量不达标导致的旧抽油杆断脱等井下事故，中国石油天然气股份有限公司2015年出台了企业标准Q/SYCQ 3581—2015《抽油杆修复技术规范》，对具体工艺流程进行了明确。主要包括筛选、卸扶正器及接箍、清洗、校直、无损探伤、螺纹修复、接箍检测及更换、淬火、抛丸、注扶正器、防腐、打标上架等12道工序，而每一道工序均需达到相应的质量控制标准。在《抽油杆修复技术规范》相关要求基础上，采油十厂根据现场情况做了一些补充和完善，确定抽油杆修复各环节的质量技术要求，在技术服务合同中予以明确。具体步骤及主要质量控制要求如下。

1）筛选。对旧抽油杆进行筛选，将不符合要求的抽油杆剔除，包括：目测抽油杆体折断、死弯的；目测抽油杆体腐蚀坑点大于1 mm，且腐蚀坑点所占面积大于杆体面积20%的；目测抽油杆有裂纹的。

2）卸扶正器及接箍。使用专用工具，以不伤害杆体为原则，去除抽油杆上的扶正器及接箍。

3）清洗。使用专用清洗设备对待修抽油杆进行除油、除蜡、除垢等处理，清洗后的抽油杆体应无油、蜡、垢，目测可见杆体本色。

4）校直。由于过去常用的滚压修复工艺存在校直后修复杆早期失效的问题[3]，因而需使用专用校直机对待修抽油杆进行校直处理。校直后抽油杆任意300 mm长度内的直线度偏差应≤1.5 mm；杆体端部450 mm长度内的直线度偏差应≤2.5 mm；螺纹轴心线与杆体轴心线的同轴度200 mm长度内偏差应≤0.5 mm。

5）无损探伤。使用抽油杆专用探伤设备进行杆体无损漏磁探伤及杆头磁粉探伤，以抽油杆内部横向裂纹深度应＜0.102 mm、纵向裂纹深度应＜0.508 mm为合格。无损探伤是整个抽油杆修复流程中至关重要的一道工序，对设备精度、灵敏度有较高要求，需要定期使用标准抽油杆调试设备。

6）螺纹修复。检查抽油杆螺纹，对有倒牙、变形、豁口等严重缺陷的报废处理，对微小碰伤、毛刺和粗糙边棱的用配套板牙校正，并用螺纹规检查是否合格。

7）接箍检测及更换。对卸下来的抽油杆接箍进行清洗，除去内螺纹上的油污和铁锈，并进行检测，检测结果应符合表1要求。

表1 修复抽油杆接箍检测项目及指标要求

8）淬火。使用专用设备淬火再进行回火处理，表面淬硬层深度应达到杆体直径的5%～15%，淬硬层应保持连续。

9）抛丸。使用抛丸机对抽油杆做抛丸处理，去除表面氧化皮等杂质提高外观质量，同时提高抽油杆疲劳断裂抗力。

10）塑扶正器。使用注塑成型机热塑抽油杆扶正块，成型后应无气泡、飞边毛刺和凹痕等缺陷，在抽油杆上的锁紧力应达到13 kN以上[4]。

11）防腐。采用浸泡方式对修复抽油杆做防腐，防锈剂要求均匀平滑、无粗糙滞留。

12）打标上架。使用打标机在抽油杆扳手方或螺纹端头做出修复产品标记，标记内容包括维修厂家代码或代号、维修年月；安装抽油杆螺纹护帽，涂抹防锈润滑脂；修复抽油杆上架储放，上覆遮盖物。

实际操作过程中，除了服务合同明文要求乙方严格执行上述工艺规范和质量控制指标、由乙方加强过程质量控制外，甲方加强作业过程的监管和不定期检查也显得非常必要，通常是月度例行检查和不打招呼随机督查两种方式相结合，避免管理松散、设备故障和操作人员懒散等造成的修复质量下滑。

2.2 加强修复抽油杆质量验收和抽检

为进一步保障抽油杆修复后的产品质量达标，采油厂对每一批次修复抽油杆实施100%现场外观质量验收和一定比例的专业性抽检，外观验收由采油厂有关部门组成的验收组实施，主要根据现场生产经验和合同要求目测修复杆情况，而专业性抽检则是经现场随机抽样、委托第三方有国家相应检测检验资质的机构测试，并出具相应的力学、材料学检验报告。

修复抽油杆专业性检验比例并不是一个定值，既需要满足质量控制需求，又要尽量减少检验量以降低检验成本支出，通常在0.1%～1.0%之间。如连续几批次检验合格、质量稳定，抽检可适当放宽，而一旦检验出现不合格指标，该批次修复产品不予通过验收、重新修复或报废，同时其后批次的修复抽油杆专业性抽检比例适当上调，至产品质量波动问题消除后抽检率恢复常态。

以2016年某批次修复抽油杆第三方专业性检验为例，采油厂随机抽取了Φ16 mm、Φ19 mm、Φ22 mm修复抽油杆各2根，送长庆油田技术监测中心进行了检测评价。

检验评价依据中石油行业标准SY/T 5029—2013《抽油杆》对抽油杆表面硬度、心部硬度、表面淬硬层深度、抗拉强度、屈服强度等重要指标来评判产品是否合格[5]，如表2所示。检验项目主要包括硬度、表面淬硬层深度和拉伸量3个分项。

1）硬度检验。送检6根抽油杆表面硬度、心部硬度检验结果见表3。

检验结果表明，6根修复抽油杆表面硬度最低为44.0HRC，最高为59HRC，均符合标准中表面硬度≥42HRC的技术要求；6根修复抽油杆心部硬度最低为26.4HRC，最高为32.6HRC，均符合标准中心部硬度≥20HRC的技术要求。

表2 钢制抽油杆材料及力学性能

表3 硬度检测结果

2）表面淬硬层深度检验。检验结果表明，6根修复杆表面淬硬层深度为1.50～2.15 mm之间，占杆体直径9.4%～11.1%，符合抽油杆标准中HY型抽油杆表面淬硬层深度应为杆体直径的5%～15%的质量要求。

3）拉伸试验。检验结果表明，6根修复抽油杆应力-应变曲线无屈服现象，其中编号为16-1的抽油杆抗拉强度符合SY/T 5029—2013中D级抽油杆拉伸试验力学性能规定，其他5根符合HY级抽油杆性能规定。

从室内检验评价结果可以看到，通过专业性测试，该批次抽油杆标准化修复的抽油杆已达到标准抽油杆相关指标。

2.3 实施修复杆专杆专用和追踪溯源

室内专业性检验既有测试试验规范、结论数据可靠的优点，也有检验不可能100%覆盖、试验模拟情况不能替代井下服役环境的局限性，因此对修复抽油杆产品进行专杆专用和应用效果追踪成为采油厂修复抽油杆质量管理体系中不可或缺的一个环节。

根据产品追踪和提高修复产品适应性、避免二次修复等实际需要，采油厂将修复抽油杆主要集中用于某一油藏区块的超服役抽油杆和杆故障高频井整井更换，并建立相应资料台账，记录具体井更换情况和所用修复抽油杆批次。

3 修复抽油杆应用效果评价

3.1 服役效果

按照2.3所述修复抽油杆专杆专用和质量追踪办法，对2015年整井应用修复抽油杆的25口井近两年来的修井作业情况和杆服役情况进行追踪，与同区块近年来更换新购抽油杆的4口井、未大比例更换抽油杆的其他井进行了数据分析，分析结论如表4。

从追踪数据来看，整井更换后的修复抽油杆因杆故障引起的修井作业较更换前井均下降了0.16井次/年，与应用新购抽油杆的井杆故障频率相近，仅差0.01井次/年。

表4 采油十厂不同类别抽油杆服役井对比分析表

3.2 经济效益

废旧抽油杆按照市场废旧钢铁价格报废处置仅0.16万元/t，而处置前或者不处置需占用相应的物料存储场地，还增加了人工成本。近两年采油十厂累计修复再利用废旧抽油杆13.5×104m，如表5所示，较购置新料可节约材料成本83.7万元。扣除假若按报废废旧钢材处置可收回的约3.9万元，综合降低生产达成本79.8万元。

3.3 社会效益

开展抽油杆修旧利废，通过完善的质量控制而得以推行，有效节约了社会资源，还带动了社会就业，效益显著。

表5 抽油杆修旧利废降本增效统计表

4 结论

1）采油企业引进应用抽油杆修复技术是盘活废旧资产、控制材料成本的有效举措，有助于低油价背景下开源节流、降本增效。

2）抽油杆修复质量控制是一个系统工程，需从修复工艺优选、流程及质量规范、产品验收把关和服役情况追踪等各环节综合入手。

[1]于爱云.抽油杆修复工艺及质量研究分析[J].科技与企业,2012(7)：294.

[2]王 巍.抽油杆修复技术在大庆油田第一采油厂的应用[J].中国科技财富,2011(2)：168.

[3]刘晓林.滚压抽油杆常见质量问题及原因分析[J].石油工业技术监督,2014,30(4)：14-16.

[4]全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会.抽油杆：SY/T 5029—2013[S].北京：石油工业出版社,2013.

[5]采油采气专业标准化委员会.抽油杆扶正器：SY/T 5832—2009[S].北京：石油工业出版社,2009.

According to the good ductility of metal,the implementation of the repair and reutilization of waste and old oil pumping rod produced in oilfield production process is an important measure to improve asset utilization rate and reduce comprehensive production cost,and the establishment of the strict quality control system for the repair and reutilization of waste and old oil pumping rod is the key to ensuring the repaired oil pumping rod to meet the needs of production.Combining with the actual situation,the performance indexes and service quality of the repaired oil pumping rod are effectively ensured through the standardizing repair process and supervision,strengthening the quality inspection and identification of the repaired rod identification,implementating special service conditions of special rod and tracing the service condition of the repaired rod.The objective of production cost reducting and economic benefit increasing is achieved.

oil pumping rod;repairing the old and utilizing the waste;quality control;cost reducing and benefit increasing

肖彦英（1985-），男，工程师，现从事油田开发工艺技术研究工作。

贾 强

2017-09-11