减少油管刺洗时间QC成果shang2.24.doc

减少油管刺洗时间 2005年石油工业QC小组成果发布会 减 少 油 管 刺 洗 时 间小组名称：分层工艺室第二QC小组发 布 人：陈建党单 位：中原油气高新股份有限公司采油四厂工艺研究所二OO五年一月十日目 录一、 小组概况二、 选题理由三、 现状调查四、 活动目标五、 原因分析六、 确定要因七、 制定对策八、 对策实施九、 效果评价十、 巩固措施十一、 体会及下步打算减 少 油 管 刺 洗 时 间一、小组概况（表1）小组名称分层工艺室第二QC小组成立时间2003年2月课题类型现场型注册编号采四QC2004-40活动次数18次出勤率100活动时间2004年212月QC教育学时72小时成 员 简 介姓 名文化程度职 称组内分工陈建党大 专工程师、组长方案策划，全面实施徐新华大 专工程师资料收集整理彭礼义中 专工程师制定方案李现东大 学副总工程师方案策划王飞大 学工程师现场调查王永平大 学工程师现场调查周团结中 专质量监督员现场实施刘安华中 专质量监督员现场实施常 凯中 专质量监督员现场实施二、选题理由我大队在作业井现场实施措施工艺过程中，经常出现由于刺洗油管工序时间长而不能按计划正常施工的现象，同时厂作业科也多次反映刺洗油管时间超标，无法严格按照井下作业工程定额标准结算单井作业费用，导致特车成本增加，延长了作业占井周期，直接影响到原油产量。作为厂科技部门，我们有职责改进和优化措施工艺，提高工作效率，减少占井周期，增加原油产量，因此将“减少油管刺洗时间”作为本次活动课题。三、现状调查1、数据调查小组成员于2004年3月5日-10日到作业大队技术组和生产组查阅了技术月报、作业质量跟踪记录及特车结算台帐，统计了2003年712月间作业大队在文南油田作业刺洗油管情况（表2）。表2 刺洗油管情况调查表时 间作业井次累计刺洗油管累计刺洗油管时间平均单井刺洗时间2003年7月63井次12320根643小时10.2小时2003年8月45井次11250根365小时8.1小时2003年9月46井次11800根414小时9.0小时2003年10月50井次12510根476小时9.5小时2003年11月53井次14530根679小时12.8小时2003年12月66井次13220根766小时11.6小时合计323井次75630根3343小时10.3小时2、现场调查图1 小组成员现场调查刺洗油管情况2004年3月11日文侧82-22井作业，小组成员到现场对刺洗油管工序进行了调查（图1）。现场操作过程是：刺洗时锅炉车提供0.5MPa压力的蒸汽给刺洗头，将带有密封胶塞的刺洗头放入油管接箍内，预热1-2分钟，取出刺洗头放入内径规，再将刺洗头放入油管内憋压，直至内径规从油管公扣端憋出，刺洗水由浊变清，完成单根油管刺洗（图2），耗时约需3分钟。图2 现场刺洗油管流程气流方向气流方向1、 刺洗头放入油管接箍，喷出蒸气预热油管2、内径规放入油管3、将刺洗头放入油管憋出内径规按照正常作业施工，该井应于开工后72小时内完工，油管刺洗时间应为8小时，而现场由于刺洗油管时间长达12小时，严重影响了后工序正常进行。因此油管刺洗时间长是存在的主要问题。四、活动目标8小时活动前 目标值10.3小时图3 活动目标柱状图15105单井平均刺洗油管时间0小组制定的活动目标是：将单井平均刺洗油管时间控制在8小时之内。 目标依据：小组成员查阅了企业标准井下作业工程定额，标准中规定单井刺洗油管工时为8小时，因此将活动目标定为单井平均油管刺洗时间不超过8小时。五、原因分析 未按标准操作控制刺洗时间意识不强刺洗热效率低蒸汽热量不足油 管 刺 洗 时 间 长3刺洗时间要求不明确过分强调刺洗质量图4 关 联 图蒸汽压力低熔蜡时间长2内径规结构不合理刺换油管不及时1油管预热时间短2004年4月6日，小组成员召开了原因分析会，绘制了关联图（图4）。 六、确定要因中原石油勘探局企业标准（Q/ZY0341.6-99）（替代Q/ZY0341.6-98）井下作业工程定额中原石油勘探局工程定额专业标准化委员会一 九 九 九 年 元 月验证一：油管预热时间短验证人：周团结 常凯 验证时间：2004年4月8日-10日井下作业工程定额标准中规定单井刺洗油管工时为8小时，经计算平均单根油管刺洗时间约为2.4分钟，现场单根油管刺洗时间约为3分钟，与标准要求基本相符。小组成员分析认为，若再延长油管预热时间，虽然可以使蜡较好地融化，但会增加刺洗时间而超定额。因此确定为非要因。验证二：内径规结构不合理验证人：陈建党 刘安华验证时间：2004年4月1日-5月8日内径规是检验油管是否畅通和最小内通径的检测工具，“油管过规”是检验油管能否保证测试工具、过管射孔和抽油杆附件顺利通过的重要工作。图5 现场刺洗油管使用的内径规小组成员对现场情况进行了分析，将直径为59mm的内径规（图5）放入内径为62mm油管中刺洗时，如果油管内壁结蜡，则二者间几乎没有间隙存在，传热速度慢，热效率很低，只能依靠蒸汽将蜡缓慢融化后推进内径规直至通出油管完成刺洗。小组成员分析后认为，目前使用的内径规结构不合理，可以通过改进内径规增加导热面积来提高刺洗效率，最终达到减少刺洗时间的目的，因此确定内径规结构不合理为要因。验证三：刺洗时间要求不明确验证人：王飞 刘安华王永平验证时间：2004年4月10日-5月8日小组成员验证过程中现场走访了作业队部分施工人员，询问是否知道关于油管刺洗时间的要求，大部分工人回答“没有”，查阅作业班报表也没有相关记载。小组与作业大队生产组联系，在月度生产例会上明确要求各队作业时要将每井油管刺洗时间控制在8小时以内。4月25日-30日，小组再到现场调查时，大部分作业队、作业监督都反映在保证质量的前提下，按照规定时间要求就无法完成全井油管刺洗的工作量。因此刺洗时间要求是否明确对刺洗油管时间的长短没有直接影响，确定为非要因。七、制定对策表3 对 策 表要因对策目标措施负责人完成时间内径规结构不合理改进内径规单根油管刺洗时间2.4分钟设计导热槽提高融蜡能力刘安华陈建党2004年6月30日八、对策实施aaa导热通槽（宽2-12mm）导热槽图6 设计制作导热规实施一: 改进油管内径规2004年5月10日，小组成员根据对策计划，为了增加内径规的导热面积，使用60mm油管本体设计制作成59mm1200mm带导热槽的内径规，我们称之为“导热规”（图6）。在规体分别设计了两个和四个对称方向的导热通槽，根据导热规外径参数要求和管材内径，设计了四种参数的导热槽，“槽宽和槽深”依次为22mm、42mm、82mm及122mm,分别编号为2（4）a/b/c/d。小组于2004年5月15-16日分别在作业十八队文72-151井和作业六队文82-35井进行了现场试验（表4）。表4导热规刺洗油管试验结果内径规型号油管采样数（根）刺洗油管时间（分钟）平均单根用时（分钟）结论导热规2型a10272.7基本无效果b10252.5有效果，可以试用c5265.2效果差，不适用d5285.6效果差，不适用4型a5265.1效果差，不适用b5265.2效果差，不适用c4276.7效果差，不适用d4317.8效果差，不适用普通内径规10282.8试验证明，导热槽增加了油管导热面积，在一定程度上减少了刺洗时间，按试验数据计算，2b型导热规较改进前平均单根刺洗油管时间下降0.3分钟，推算单井刺洗时间预计减少1-2小时，与目标仍有差距。有没有更好地提高热效率的方法呢？小组成员集思广益，认真剖析了试验结果，发现导热槽越宽，则越多的蒸汽直接从油管内部穿过，既浪费了热能又减小了推动内径规前进的动力，油管刺洗效果差；而宽度过窄数量最少的导热槽，导热面积小，效果不明显。因此关键是要设计出既能增大导热面积，又不减少前进动力的内径规才能实现目标。2004年5月20日，小组成员受“螺杆钻具”的启发设计了“螺旋式内径规”。设计思路是：将60mm油管加工制作成外径59mm1200mm、一端密封的规体，规体表面纵向对称加工2条宽4mm深2 mm的螺旋导热通槽。图7螺旋内径规工作原理图气流方向旋转方向运动方向螺旋槽原理是：工作时，以密封的一端为末端放置在油管内，用蒸汽推动，由于螺旋槽增大了导热面积使蜡块快速融解，高压蒸汽作用于螺旋槽产生水力作用，使导热规旋转钻进（图7），达到快速刺洗油管的目的。2004年5月22日小组成员开始制作，但在导热槽螺旋角度的选择上产生了争议，部分成员认为螺旋角越大导热效果越好，产生的动力也会越大，是这样吗？23日小组成员制作了螺旋角分别为30、60、80的螺旋式内径规，到作业十二队文72-434井进行了验证（表5）。表5螺旋式内径规现场验证结果螺旋式内径规型号油管采样根数刺洗油管时间平均单根用时结论螺旋角3010根23分钟2.3分钟螺旋角6010根19分钟1.9分钟效果最好螺旋角8010根22分钟2.2分钟60 0.5MPaFXFYF60 L图8 螺旋式油管内径规受力分析示意图扭矩力M试验表明螺旋角60时效果最好。为了验证螺旋式油管内径规在油管内是否会旋转钻进，我们进行了受力分析：（图8）根据分析，计算内径规受力情况（表6）：表6 螺旋式油管内径规受力数据计算计算项目计算公式及计算过程计算结果单位螺旋式长度LD/Sin605910-33.142/1.7320.214m螺旋线总长L总L1.2/（L/2+410-3）2.3135m总受压面积SL总210-34.62710-3m2当油管通过为压力为0.5MPa（锅炉车输出的定额压力）的蒸汽时，导热槽受力F0.5106 S0.51064.62710-32.3135103N轴向力FXF Sin60=2.31351031.732/21.99103N径向力FYF COS60=2.31351030.51.15103N扭矩MFY59/210-31.1510359/210-333.925Nm螺旋式内径规重量为15千克，查摩擦系数手册得摩擦系数为0.8最大静摩擦力f摩MAX=0.89.8151.176102N结论油管通入蒸汽压力为0.5MPa，作用于螺旋式内径规产生的径向力FY1150N大于最大静摩擦力f摩MAX117.6N，因此螺旋式内径规会在油管内快速旋转钻进。内径规产生的旋转在现场试验中也得到了验证。改进前油管内径规图9 改进前后油管内径规对比图螺旋槽改进后螺旋式内径规设计达到了增大导热面积，同时增加了内径规前进动力的目的（图9）。图10 多功能螺旋内径规示意图通径部分刮蜡部分切削部分为了进一步提高螺旋式内径规的刮蜡效果，我们又做了改进，使之同时具有了通径、刮蜡和切削功能三项功能，最大钢体外径均为59mm。改进后的螺旋式内径规命名为“多功能螺旋内径规”（图10）。工作时，蒸汽通过导热槽时油管内壁迅速导热，蒸汽压力作用于螺旋槽产生的反作用力使规体反方向旋转，切削刀片旋转刮削油管内壁，融蜡及脏物被旋转的刮蜡片携带，随蒸汽流出，规体通出油管完成刺洗， 2004年6月22日-25日，小组成员分别在作业8队文269-17井、作业18队文72-418井和作业14队文72-423井再次对油管刺洗情况进行对比（表7）。表7 普通内径规与多功能螺旋式内径规效果对比名称井号改进前内径规多功能螺旋内径规刺洗油管根数提高刺洗效率单井减少刺洗时间刺洗油管单根用时/全井折算用时文269-174分钟/13.3小时2.8分钟/9.6小时208根27.83.7小时文72-4233分钟/9.5小时2分钟/6.3小时190根33.93.2小时文72-4183.5分钟/16小时2.2分钟/11.5小时280根28.14.5小时平均3.5分钟/13小时2.3分钟/9.1小时226根29.23.8小时结论使用多功能螺旋式内径规平均单井减少油管刺洗时间3.8小时九、效果评价(一)、目标检查2005年1月2日-5日小组成员再次到作业大队技术组和生产组查阅技术月报、作业质量跟踪记录及特车结算台帐，调查统计了作业大队2004年712月间在文南油田作业井油管刺洗情况（表8）。表8 刺洗油管情况调查表时 间作业井次累计刺洗油管刺洗油管时间平均单井刺洗时间2004年7月42井次9663根273小时6.5小时2004年8月40井次9818根224小时5.6小时2004年9月57井次12682根348小时6.1小时2004年10月50井次11604根330小时6.6小时2004年11月45井次9456根365小时8.1小时2004年12月46井次13282根382小时8.3小时合计280井次66505根1922小时6.9小时7-12月，累计作业280井次，刺洗油管66505根，平均单井油管刺洗时间降至6.9小时，较去年同期减少3.4小时，实现了活动目标（图14）。8小时活动前 目标值活动后10.3小时图11 目标检查柱状图15105单井平均刺洗油管时间06.9小时 （二）、效益评价1、直接经济效益活动前月平均单井刺洗油管时间10.3小时，活动后月平均刺洗油管6.9小时，同期对比平均单井节约3.4小时。7-12月累计作业280井次，6个月节约特车费用：280井次3.4小时/井次145元/小时138040元投入费用：制作多功能螺旋式内径规10个300元/个3000元综合经济效益：138040元-3000元135040元2、社会效益提高了特车利用率，降低了特车费用，加快了作业进度，提高了作业工效，减轻了职工的劳动强度，减少了油井占井周期，使作业井能及早投产，同时使班组职工亲身体会到了技术革新带来的好处, 进一步增强了职工群众的创新