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2005 年石油工业 QC 小组成果发布会 减少油管刺洗时间 - 1 -二 OO 五年一月十日目目 录录小组概况选题理由现状调查活动目标原因分析确定要因制定对策对策实施效果评价巩固措施体会及下步打算减少油管刺洗时间 - 2 -减 少 油 管 刺 洗 时 间一、小一、小组组概况概况（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减少油管刺洗时间 - 3 -常 凯中 专质量监督员现场实施二、二、选题选题理由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“减少减少油管刺洗油管刺洗时间时间”作为本次活动课题。三、三、现现状状调查调查1、数据、数据调查调查小组成员于 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 刺洗油管情况刺洗油管情况调查调查表表时 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 小时减少油管刺洗时间 - 4 -2、 、现场调查现场调查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。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、活四、活动动目目标标图 1 小组成员现场调查刺洗油管情况图 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减少油管刺洗时间 - 5 -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。目目标标依据：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、原因分析五、原因分析 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）。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内径规结构不合理内径规结构不合理刺换油管不及时1 油管预热时间短减少油管刺洗时间 - 6 -中原石油勘探局企业标准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 月六、确定要因六、确定要因验证验证一：油管一：油管预热时间预热时间短短验证人：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。因此确定为非要因非要因。验证验证二：内径二：内径规结规结构不合理构不合理验证人：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。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，则二者间几乎没图 5 现场刺洗油管使用的内径规减少油管刺洗时间 - 7 -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，因此确定内径内径规结规结构不合理构不合理为为要因。要因。验证验证三：刺洗三：刺洗时间时间要求不明确要求不明确验证人：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。非要因。七、制定七、制定对对策策表 3 对对 策策 表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 日减少油管刺洗时间 - 8 -aaa导热通槽（宽 2- 12mm）导热槽图 6 设计制作导热规八、八、对对策策实实施施实实施一施一: 改改进进油管内径油管内径规规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a10272.7基本无效果b10252.5有效果，可以有效果，可以试试用用c5265.2效果差，不适用2 型d5285.6效果差，不适用a5265.1效果差，不适用导热规4 型 b5265.2效果差，不适用减少油管刺洗时间 - 9 -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。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。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减少油管刺洗时间 - 10 -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 分分钟钟效果最好效果最好螺旋角 8010 根22 分钟2.2 分钟试验表明螺旋角 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60 0.5MPaFXFY F60 L图 8 螺旋式油管内径规受力分析示意图扭矩力 M减少油管刺洗时间 - 11 -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径向力径向力FYF COS60=2.31351030.51.15103N扭矩MFY59/