牟荻

摘? 要：連續(xù)管作業(yè)技術(shù)在油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于鉆井、測井、錄井、完井、修井等作業(yè)領(lǐng)域。目前，國內(nèi)的連續(xù)管作業(yè)設(shè)備研發(fā)進(jìn)程逐漸加快，眾多公司已經(jīng)能自主研發(fā)出適應(yīng)于石油工程應(yīng)用的連續(xù)管作業(yè)設(shè)備，但國內(nèi)的連續(xù)管作業(yè)技術(shù)較國外先進(jìn)水平仍有一定的差距。連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的質(zhì)量管理在我國連續(xù)管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展中起到重要作用。因此，本文開展連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的質(zhì)量管理策略研究，就國內(nèi)連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝過程管理及針對連續(xù)管的故障管理提出相應(yīng)的策略，為國內(nèi)連續(xù)管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：連續(xù)管? 安裝? 失效? 質(zhì)量管理? 策略

中圖分類號：TE931? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）05（c）-0172-05

Quality Management Strategy for Coiled Tubing Equipment Operation

MU Di

（Kingdream Public Limited Company，Wuhan， Hubei Province， 430223 China）

Abstract： Coiled tubing operation technology plays an important role in oil and gas exploration and development. It has been widely used in drilling， logging， logging， completion， workover and other operation fields. At present， the R&D process of continuous pipe operation equipment in China is gradually accelerating. Many companies have been able to independently develop coiled tubing operation equipment suitable for petroleum engineering applications， but there is still a certain gap between domestic coiled tubing operation technology and foreign advanced level. The quality management of coiled tubing operation equipment plays an important role in the development of coiled tubing operation technology in China. Therefore， this paper studies the quality management strategy of coiled tubing operation equipment， and puts forward corresponding strategies for the installation process management of domestic coiled tubing operation equipment and the fault management of coiled tubing， so as to provide reference for the development of domestic coiled tubing operation technology.

Key Words： Coiled tubing; Installation; Failure; Quality management; Strategy

我國自1972年從波恩公司引進(jìn)第一臺連續(xù)管作業(yè)機(jī)，在四川油田進(jìn)行了酸化、沖砂等簡單作業(yè)，隨后便在全國各油田進(jìn)行推廣。于21世紀(jì)初，由中國石油集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所率先自主研發(fā)出了國產(chǎn)連續(xù)管作業(yè)機(jī)，應(yīng)用于油田現(xiàn)場，取得了良好的效果[1]。發(fā)展至今，國產(chǎn)連續(xù)管設(shè)備以其快速、高效的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)各大油田。但在國外技術(shù)壟斷的背景下，國內(nèi)連續(xù)管作業(yè)技術(shù)和裝備與國外先進(jìn)水平存在一定差距。

連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的質(zhì)量管理水平與我國連續(xù)管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)。連續(xù)管作業(yè)技術(shù)以快速、高效著稱，其設(shè)備的安裝過程直接影響作業(yè)效率;此外在連續(xù)管作業(yè)過程中，連續(xù)管管體會產(chǎn)生各種失效形式，存在安全隱患。因此，為了提高連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的使用效率，降低連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的故障損失，對連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的質(zhì)量管理策略進(jìn)行分析與完善，確保我國連續(xù)管作業(yè)技術(shù)高速、穩(wěn)定地發(fā)展。

1? 連續(xù)管作業(yè)機(jī)的基本組成及類型

1.1 連續(xù)管作業(yè)機(jī)的類型

連續(xù)管作業(yè)機(jī)的類型可以劃分為車裝式、拖車式、橇裝式、復(fù)合式4類。其中車裝式和拖車式在陸上油田使用，撬裝式在海上油田使用，復(fù)合式是指連續(xù)管復(fù)合鉆機(jī)。

車載式連續(xù)管作業(yè)機(jī)的所有設(shè)備放置在卡車底盤上，卡車的車身長度為12m左右，與拖車對比其車身較短。車載式連續(xù)管作業(yè)機(jī)一般是分體式的，其所有設(shè)備布置在2輛卡車上，其特點(diǎn)是可用于山區(qū)、丘陵等道路、井場條件不好的地區(qū)。此外，由于其注入頭與滾筒一般分別放置在2輛卡車上，所以安裝連續(xù)管作業(yè)設(shè)備時，需要現(xiàn)場將滾筒上的連續(xù)管牽引到注入頭上。

拖車式連續(xù)管作業(yè)機(jī)的所有設(shè)備都放置在拖掛車上，拖掛車的車身長度為20m左右，對比于卡車的車身較長。拖車式連續(xù)管作業(yè)機(jī)一般是一體式的，所有設(shè)備放置在一臺拖掛車上，集成度較高，其特點(diǎn)是因其車身較長，只適用于道路、井場等條件較好的作業(yè)環(huán)境。此外，其注入頭布置在車身尾部，運(yùn)輸時連續(xù)管安裝在注入頭上不拔出，作業(yè)時將注入頭、連續(xù)管整體吊裝至井口，無需現(xiàn)場穿管。

撬裝式連續(xù)管作業(yè)機(jī)的所有設(shè)備采取撬裝的形式，主要用于海上油氣田。由于注入頭撬裝模塊與滾筒撬裝模塊分開，所以也需要現(xiàn)場穿管。

復(fù)合連續(xù)管鉆機(jī)是連續(xù)管作業(yè)設(shè)備應(yīng)用到鉆井作業(yè)中而出現(xiàn)的一種形式，這種連續(xù)管作業(yè)機(jī)車身長度與拖車式相當(dāng)，自帶井架，井架豎起后注入頭可在井架上上下移動，無須另外的起重設(shè)備，也無須現(xiàn)場穿管。

1.2? 連續(xù)管作業(yè)機(jī)的基本組成

連續(xù)管作業(yè)機(jī)具有不同的類型，但其基本組成大同小異，主要包括注入頭、滾筒、連續(xù)管、控制室、動力裝置、防噴裝置。

注入頭（如圖1所示）由鏈條牽引總成、鵝頸管、防噴盒組成。鏈條牽引總成利用其與連續(xù)管產(chǎn)生的摩擦力起下連續(xù)管;頂部的鵝頸管起導(dǎo)向作用，并防止連續(xù)管彎曲半徑過小;底部的防噴盒用于起下連續(xù)管時隔離井筒壓力。

滾筒（如圖2所示）是盤繞連續(xù)管的裝置，滾筒直徑需要經(jīng)過設(shè)計，使連續(xù)管的彎曲半徑保持在一定值以上。升降式的滾筒可以擴(kuò)大滾筒盤繞連續(xù)管的容量。

連續(xù)管（如圖3所示）是一根連續(xù)不間斷的金屬管，其材料一般為碳素合金鋼，其強(qiáng)度和韌性很高，是連續(xù)管設(shè)備的核心。

控制室（如圖4所示）中有各種控制機(jī)構(gòu)和儀表，操作人員主要在控制室中操控和觀察連續(xù)管設(shè)備，部分控制室也可以升降。

動力裝置（如圖5所示）為連續(xù)管設(shè)備提供動力，大多數(shù)動力裝置的動力源是液壓泵和柴油機(jī)。

防噴裝置（如圖6所示）包括防噴器、防噴管和防噴盒，防噴盒一般安裝在注入頭底部，防噴裝置的作用主要是防止油氣開采過程中的井液外泄。

2? 石油機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量管理

伴隨我國的綜合國力不斷提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度不斷加快，對油氣能源的消耗不斷增加，這就需要國內(nèi)石油產(chǎn)品的進(jìn)一步創(chuàng)新。近年來，我國的各大石油企業(yè)持續(xù)改革，取得了一定的成效，但是仍然存在國內(nèi)、國際市場激烈競爭的環(huán)境。國內(nèi)石油企業(yè)想要快速發(fā)展，并在國內(nèi)和國際市場立足，必須優(yōu)化對企業(yè)的管理，以及對企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量管理[2]。

石油機(jī)械產(chǎn)品是石油企業(yè)的根本所在，石油機(jī)械在油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，對石油機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量管理顯得尤為重要。連續(xù)管作業(yè)設(shè)備屬于石油機(jī)械產(chǎn)品的一種，21世紀(jì)初，國內(nèi)的石油企業(yè)自主研發(fā)連續(xù)管作業(yè)設(shè)備，并取得了良好的成效，目前連續(xù)管作業(yè)設(shè)備在國內(nèi)各大油田大量使用，應(yīng)用廣泛[3]。

連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的質(zhì)量管理涉及到設(shè)備的設(shè)計、制造、存儲、安裝、使用、回收、人員配置、設(shè)備管理等多個方面。設(shè)備的質(zhì)量管理直接影響到相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，表現(xiàn)出來的具體問題包括人員問題、制度問題、工藝問題、操作問題、設(shè)備問題、環(huán)境問題。

連續(xù)管作業(yè)設(shè)備現(xiàn)場作業(yè)前，首先要對其進(jìn)行安裝，安裝過程的安全及效率直接影響了連續(xù)管設(shè)備的作業(yè)效率及成本。例如，安裝時間越長，租賃吊車的時間越長，則費(fèi)用越高;安裝過程中所需的作業(yè)人員越多，則企業(yè)的效益也越低;安裝過程中故障的發(fā)生率越低，則作業(yè)時間越短。因此，有必要對連續(xù)管作業(yè)設(shè)備安裝過程的設(shè)計、實(shí)施、人員配置進(jìn)行質(zhì)量管理策略分析，以此提高企業(yè)效益。

連續(xù)管是連續(xù)管作業(yè)機(jī)的核心部件，連續(xù)管在作業(yè)過程中，管體會產(chǎn)生損傷，從而導(dǎo)致遇阻、遇卡、斷管、溜管等作業(yè)故障。這些故障產(chǎn)生的原因多種多樣，包括人員、設(shè)備、操作等各種原因。因此，加強(qiáng)對連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的質(zhì)量管理，減少連續(xù)管的故障率，對企業(yè)發(fā)展具有重要意義。

3? 連續(xù)管作業(yè)設(shè)備安裝過程質(zhì)量管理策略

3.1 連續(xù)管作業(yè)設(shè)備安裝過程

連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝過程主要包括安裝防噴裝置、穿管、安裝注入頭3個步驟。

3.1.1 安裝防噴裝置

防噴裝置的安裝包括防噴器和防噴管的安裝，先要將防噴器對準(zhǔn)井口裝置安裝并固定，接著將防噴管對準(zhǔn)防噴器安裝并固定。

3.1.2 穿管

穿管安裝是指將連續(xù)管經(jīng)過鵝頸管的導(dǎo)向穿進(jìn)注入頭的過程，對于一體式和復(fù)合式連續(xù)管作業(yè)設(shè)備，連續(xù)管在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場前已經(jīng)穿進(jìn)了注入頭，所以無須穿管安裝。

對于分體式和撬裝式連續(xù)管作業(yè)設(shè)備，首先將注入頭用吊車吊到滾筒附近，將鋼絲繩與連續(xù)管頭部連接，然后將連續(xù)管拉入鵝頸管，穿進(jìn)注入頭。

3.1.3 安裝注入頭

注入頭的安裝分為3類：吊裝、井臺座上安裝、復(fù)合連續(xù)管鉆機(jī)上的安裝。

吊裝是指用起重設(shè)備將注入頭吊起來，對準(zhǔn)防噴管，連接固定;井臺座上安裝是指用起重設(shè)備將注入頭吊到井臺座上，對準(zhǔn)防噴管，連接固定;復(fù)合連續(xù)管鉆機(jī)上安裝是指注入頭在自帶井架上，當(dāng)井架豎起后，注入頭上移，對準(zhǔn)防噴管，連接固定。

3.2 連續(xù)管作業(yè)設(shè)備安裝質(zhì)量管理策略

3.2.1 安裝過程的設(shè)計管理

國外油氣田的地理位置地勢較平坦，而國內(nèi)油氣田多位于盆地、丘陵等地勢較崎嶇的地理位置，由于拖車式連續(xù)管作業(yè)機(jī)車身較長，在轉(zhuǎn)彎半徑較小的道路無法行駛，因此，國內(nèi)的連續(xù)管作業(yè)機(jī)多采用車載分體式，車載式連續(xù)管作業(yè)機(jī)需要現(xiàn)場穿管，穿管過程耗時較長。此外，部分車載式連續(xù)管作業(yè)機(jī)自帶吊車，可用于安裝過程中的部分操作，但部分作業(yè)環(huán)境下仍然需要租賃大型吊車。

針對國內(nèi)連續(xù)管作業(yè)機(jī)作業(yè)環(huán)境下存在的這些問題，可以對車載式連續(xù)管作業(yè)機(jī)進(jìn)行再設(shè)計，如在作業(yè)機(jī)上安裝小型絞車與簡易井架，小型絞車可以用于穿管操作，可以減少穿管安裝的時間;注入頭安裝在簡易井架上，安裝作業(yè)時，將簡易井架旋升起來，注入頭在簡易井架上滑動升起，可以不用吊車，節(jié)省費(fèi)用。對連續(xù)管作業(yè)機(jī)進(jìn)行再設(shè)計的過程就是對連續(xù)管作業(yè)設(shè)備安裝過程的再設(shè)計，再設(shè)計過程中應(yīng)設(shè)置有專門人員記錄連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝過程，以及安裝中存在的問題，以便設(shè)計人員針對問題進(jìn)行設(shè)計。

3.2.2 安裝過程的操作管理

連續(xù)管作業(yè)設(shè)備安裝操作過程中，面臨防噴器與井口裝置的對準(zhǔn)精度問題、防噴管與防噴器的對準(zhǔn)精度問題、注入頭吊裝過程中的晃動問題?，F(xiàn)場作業(yè)時，這些問題的產(chǎn)生會延長連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝時間，影響作業(yè)效率。

針對這些問題，在連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝過程中，現(xiàn)場安裝人員要嚴(yán)格按照防噴裝置與注入頭的安裝要求，采取正確的對準(zhǔn)方式，及時對具體的安裝位置進(jìn)行調(diào)整，如有必要，需要對安裝位置進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，直至精確安裝位置，才能確保設(shè)備安裝的平穩(wěn)性。在注入頭安裝過程中，由于連續(xù)管已經(jīng)穿進(jìn)注入頭，要確保連續(xù)管不會對安裝過程造成干擾。

3.2.3 安裝過程的人員管理

在連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝質(zhì)量管理過程中，除了設(shè)計管理與操作管理外，對人員的管理也至關(guān)重要。公司應(yīng)保證好操作人員平時的理論專業(yè)知識及安裝技能的培訓(xùn)，并進(jìn)行定期考核;鼓勵新進(jìn)操作人員向資歷較長的操作人員吸取優(yōu)秀的工作經(jīng)驗(yàn)，以進(jìn)一步提升專業(yè)能力;安裝過程中，采取以老帶新的模式，幾名老員工帶1～2名新員工，提高連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝質(zhì)量[4]。

4? 連續(xù)管的質(zhì)量管理策略

4.1 連續(xù)管的失效模式

連續(xù)管主要應(yīng)用于油氣田井筒作業(yè)，作業(yè)環(huán)境較惡劣，其失效形式也復(fù)雜多樣。BJ公司統(tǒng)計了10年間連續(xù)管的失效形式，如圖7所示[5]。連續(xù)管的主要失效形式是機(jī)械損傷，腐蝕失效其次，腐蝕疲勞、操作失誤、加工制造、磨損/刮傷也占據(jù)很大一部分失效形式比率。加工制造失效形式可通過連續(xù)管的設(shè)計管理策略改善;機(jī)械損傷與操作失誤失效形式可通過連續(xù)管的操作管理策略改善;連續(xù)管產(chǎn)生機(jī)械損傷、磨損/刮傷之后，可通過及時判斷損傷程度，預(yù)判極限作業(yè)工況等檢測管理策略改善。因此，對連續(xù)管實(shí)施質(zhì)量管理策略，可有效降低連續(xù)管的故障率，提升連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的作業(yè)時長，提升國內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)效益。

4.2 連續(xù)管的質(zhì)量管理策略

4.2.1 連續(xù)管的操作質(zhì)量管理

注入頭夾持輸送連續(xù)管時，如果注入頭的夾持力過小，連續(xù)管會發(fā)生打滑與溜管，如果注入頭的夾持力過大，會造成連續(xù)管表面咬傷[6]。此外，由于操作人員的長時間連續(xù)管作業(yè)，可能產(chǎn)生誤操作的情況，導(dǎo)致連續(xù)管產(chǎn)生破壞性的損傷。因此，加強(qiáng)連續(xù)管的操作質(zhì)量管理可降低連續(xù)管的損傷率。企業(yè)人員應(yīng)制定連續(xù)管規(guī)范使用的標(biāo)準(zhǔn)，開展連續(xù)管操作人員培訓(xùn)，實(shí)施合理的換班機(jī)制，避免操作人員長期作業(yè)產(chǎn)生疲勞的情形。另外，企業(yè)管理人員應(yīng)加強(qiáng)與高校合作，開展連續(xù)管作業(yè)過程的力學(xué)研究，制定連續(xù)管合理的作業(yè)載荷條件，使連續(xù)管得到有效使用。

4.2.2 連續(xù)管的檢測質(zhì)量管理

連續(xù)管的檢查工作十分重要，連續(xù)管作業(yè)一定次數(shù)后，管體會出現(xiàn)磨損、刮傷等損傷，此時連續(xù)管仍然能繼續(xù)作業(yè)，但是作業(yè)的極限載荷卻有所降低，如果作業(yè)人員未能及時進(jìn)行檢測，仍將損傷的連續(xù)管用于原載荷情況，連續(xù)管將發(fā)生拉斷、折斷、壓扁等破壞性失效。國內(nèi)許多公司都已經(jīng)研發(fā)出安裝在連續(xù)管作業(yè)機(jī)上的連續(xù)管在線檢測裝置[7-9]，可檢測出連續(xù)管的狀態(tài)，避免連續(xù)管的破壞性失效。企業(yè)應(yīng)做好人員分工，分配專門的檢測操作人員與監(jiān)督人員，確保油氣田勘探開發(fā)工程健康運(yùn)行。

5? 結(jié)語

連續(xù)管作業(yè)技術(shù)是一項(xiàng)具有巨大潛力的井筒作業(yè)技術(shù)，在國內(nèi)處于高速發(fā)展期。對連續(xù)管作業(yè)設(shè)備的安裝方面進(jìn)行有效的質(zhì)量管理，能減少作業(yè)時間，降低安裝成本;對連續(xù)管的失效方面進(jìn)行質(zhì)量管理，能降低連續(xù)管的失效率，減少維修成本。因此，企業(yè)人員對連續(xù)管作業(yè)設(shè)備進(jìn)行有效的質(zhì)量管理能提高連續(xù)管作業(yè)技術(shù)的作業(yè)效率、增加企業(yè)效益，有助于我國的連續(xù)管作業(yè)技術(shù)持續(xù)高速發(fā)展。

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