中原油田抽油杆修复工艺的更新

袁业启

（中原油田分公司采油一厂装备科，河南 濮阳 457001）

中原油田分公司采油一厂抽油杆修复线建于1995年，主要工艺有清洗、除锈、卸扣、淬火、抛丸、杆体探伤、杆端头探伤。年修复能力40万m。随着井下采油工艺的发展，此修复线技术含量偏低、节能效果不佳、安全系数低（尤其是锅炉）、生产效率低等问题逐渐暴露。为此亟需对管杆修复工艺进行技术改造。

一、改造方案

采油一厂抽油杆修复工艺技术研究与应用项目本着完善工艺、提高能力、节能增效的原则，对抽油杆修复线全面改造，实现清洗、杆体探伤、抛丸强化、端头探伤、防腐及分拣的一体化管理，实现自动化检测修复、自动分拣的抽油杆分级管理，提高抽油杆应用管理水平。抽油杆修复线通过近两年的改造，并于2010年9月1日投入使用，达到了既定目标。

1.清洗工艺改造方案

（1）实施方案

采用天然气热辐射技术进行改造。热源通过辐射箱内铝钛合金反射板将热能直接辐射到油杆上，使油杆受热升温至90～150℃，附着的油、蜡熔化后进入外刷清洗装置进行刷洗。摒弃原来能耗大、成本高的蒸汽、化学处理方式。

（2）工艺流程 （图1）

（3）新清洗工艺的技术特点

①能耗低。采用辐射加热，加热速度快，适用于抽油杆连续或间歇清洗。

②实现全封闭运行。无污染，清洗速度为60～80根/h，满足生产需求。

③输送方式为链条加滚轮，噪声低。

（4）新工艺技术指标

①清洗抽油杆直径19～25mm；

②清洗抽油杆长度8～9.14m；

③清洗速度60～80根/h（可调）；

④清洗质量好；

⑤加热温度90～150℃（可调）。

2.探伤工艺改造方案

（1）实施方案

应用杆体无损检测新技术，提高了灵敏度及效率，实现在线检测。

（2）技术特点

①检测仪器灵敏度高，采样速度快。仪器的信号处理滤波器由原来8级提高到256级，使滤波器滤波频率更宽。仪器的检测灵敏度由原来的3dB提高到12dB。采样卡采样频率提高，并由ISA总线升级PCI总线，采样速度3k提高至10k，大大降低漏检率。

②检测探头总成采用外挂浮动式（图2），便于检测盲区的控制和探头的清洗；外挂浮动式探头采用探芯与探头盒（耐磨装置）分离的设计，提高探头的使用寿命。

3.抽油杆端头探伤工艺改造方案

（1）实施方案

摒弃原有的人工荧光磁粉探伤，采用全自动荧光磁粉端头无损探伤技术，由电脑监控显示，实现杆端头缺陷自动检测。

（2）工艺特点

①漏检率为零。

②灵敏度高。

③计算机图像处理，变人工肉眼观察为摄像实时跟踪摄录。

（3）改造后技术指标

①检测范围。采用复合磁化技术，能对所有规格的抽油杆端头两端500mm区域内，全方位裂纹缺陷进行检测。

②检测速度60～80根/h(可调)；

③灵敏度为横向线状缺陷深度≤0.102mm，纵向缺陷深度＜0.51mm。

④计算机图像处理。图像可实现放大、缩小、记录、打印等功能。

4.合格杆上接箍及分选工艺

①新装接箍拧扣机1台，抽油杆合格后即上接箍，完善了修复工艺流程，杜绝了现场上接箍的安全隐患。

②合格抽油杆自动进入防腐程序，然后打入分选滚道线对抽油杆进行型号分选后打入相应3个垛位，实现抽油杆的分类、分级管理。

二、技术创新点

1.修复抽油杆种类

满足3/4″、7/8″、1″三种规格抽油杆修复。

2.抽油杆清洗工艺

清洗速度60～80根/时，天然气消耗20m3/h，温度90～150℃（可调）。

3.抽油杆杆体探伤工艺

盲区≤50mm，速度80根/h。采用了浮动式压轮，变径端盲区小，灵敏度高，误判率低；采用外挂式检测探头，便于检测盲区的控制和探头的清洗、减小探头芯的磨损。

4.杆端头探伤工艺

采用通电法加线圈法的复合磁化工艺，检测两端500mm内缺陷或裂纹，并在端头探伤前增设新型杆头涮扣装置，可检测A-15/50标准试片裂纹，漏检率为零，全程跟踪摄录，图像清晰。

三、改造后现场应用情况

改造后，抽油杆修复能力由原来的年40万m提高到年50万m，并积极采用了新工艺、新技术，实现了安全、节能、高效、环保，降低了劳动强度，改善了工作环境，提高了自动化操作水平。

自2010年8月份投用以来，共修复抽油杆61万多m，无一例杆短现象发生，天然气消耗由原来500m3/d下降到150m3/d，清洗、检测等修复速度也由原来的40～60根/h提高至60～80根/h左右，彻底解决了修复工艺存在的技术难题和技术瓶颈，达到了井下问题地面解决的目的，极大地满足了油田生产需求。

该成果在新技术应用、节能、安全环保等方面独特的创造性、先进性，达到了国内油田抽油杆修复工艺技术上的领先水平。

四、经济效益评价

1.直接效益分析

（1）天然气费用

采用直燃式清洗：天然气由500m3/d下降至150m3/d，每年按350个工作日计算，共节约天然气122 500m3，按天然气1.17元/m3计算，可节约费用14.332 5万元。

（2）设备维护费

原设备维护费年需10万元，现仅需2万元，年节约8万元。

（3）作业费用

应用新技术后，可减少因抽油杆修复质量问题引起的作业返工5井次/年，按每口井作业费用5万元计算，每年可节约生产费用25万元。

仅这三项，年可节约47.332 5万元。

2.社会效益

抽油杆修复工艺技术改造后，管杆修复质量提高，为延长检泵周期打下坚实基础，达到了井下问题地面解决的目的。同时减少了安全隐患，降低了车间噪声污染，实现了环保和清洁生产，具有较好的社会效益。