王利畏 王利民（. 中石化中原石油工程設(shè)計(jì)有限公司，河南 鄭州450046；. 中國(guó)石化河南油田分公司采油一廠，河南 南陽(yáng)4733）

0 引言

井下油管、抽油桿通過(guò)回收、檢測(cè)、修復(fù)合格后重新投用，是油田生產(chǎn)降本增效的一項(xiàng)重要工作。中石油、中石化的眾多油田企業(yè)，大多建有油管（桿）檢修車間。傳統(tǒng)的油管（桿）檢修作業(yè)以分散建設(shè)、人工操作、簡(jiǎn)易處理為主要形式，逐步向規(guī)?；I(yè)化、機(jī)電一體化集中高效的生產(chǎn)線方式轉(zhuǎn)變，從而促進(jìn)了與此相關(guān)的各項(xiàng)工藝技術(shù)、專用設(shè)備的快速發(fā)展。

1 油管（桿）檢修典型工藝路線

（1）油管檢測(cè)、修復(fù)生產(chǎn)線：

（2）抽油桿檢測(cè)、修復(fù)生產(chǎn)線：

2 油管（桿）檢修工藝技術(shù)

2.1 油管（桿）清洗技術(shù)

清洗工藝是油管（桿）檢修生產(chǎn)的首要工序，清洗質(zhì)量直接關(guān)系到檢測(cè)、修復(fù)過(guò)程的可靠性。清洗的目的是要徹底清除油管（桿）內(nèi)外壁的油污和附著物，為后續(xù)的探傷檢測(cè)、修扣換扣、試壓檢驗(yàn)等工序創(chuàng)造有利條件。由于油管長(zhǎng)細(xì)中空、抽油桿細(xì)長(zhǎng)柔性的工件特點(diǎn)，油管（桿）清洗由簡(jiǎn)易到復(fù)雜有多種技術(shù)方式。

2.2 油管（桿）探傷技術(shù)

油管（桿）探傷用于工件表面和內(nèi)部的無(wú)損檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)坑洞、裂紋等缺陷，主要有渦流、超聲波、磁粉、漏磁檢測(cè)等技術(shù)。渦流檢測(cè)法由于其在被檢體表面產(chǎn)生趨膚效應(yīng)，渦電流在導(dǎo)體橫截面上不均勻分布，檢測(cè)信號(hào)易受高頻干擾，檢測(cè)過(guò)程不穩(wěn)定，檢測(cè)結(jié)果不易保證。超聲波檢測(cè)要求工作表面平滑，通常需要藕合劑輔助，工況要求相對(duì)較嚴(yán)格，缺陷種類不易辨認(rèn)，探傷技術(shù)難度大，易受操作人員經(jīng)驗(yàn)水平等主客觀因素影響。適合于厚度較大的工件檢驗(yàn)，對(duì)油管（桿）探傷有一定局限性。磁粉檢測(cè)靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、缺陷易于辨認(rèn)，適用于磁化范圍內(nèi)鐵磁性工件表面和近表面的裂痕及夾渣等細(xì)微缺陷，對(duì)于油管（桿）的內(nèi)部缺陷不易檢測(cè)。檢測(cè)過(guò)程易受操作人員的操作方法、操作水平及環(huán)境等因素的影響，檢測(cè)效率低。

漏磁檢測(cè)方法是通過(guò)測(cè)量被檢測(cè)對(duì)象（主要是鐵磁性工件）周圍附近的磁場(chǎng)，來(lái)探測(cè)和評(píng)估內(nèi)部和外部缺陷的幾何形狀及位置關(guān)系，諸如裂紋、孔洞、銹蝕、氣孔等。由于制造油管（桿）的材料均屬于導(dǎo)磁性材料，為采用磁性檢測(cè)方法提供了基礎(chǔ)。漏磁檢測(cè)法克服了磁粉檢測(cè)法的不足，對(duì)于工件表面或內(nèi)部出現(xiàn)的缺陷都能夠準(zhǔn)確檢測(cè)，且檢測(cè)速度快，自動(dòng)化程度高。

圖1 油管漏磁檢測(cè)原理圖

圖2 抽油桿漏磁檢測(cè)原理圖

2.3 絲扣修復(fù)工藝技術(shù)

油管（桿）絲扣修復(fù)工藝主要是指油管絲扣修理、油管（桿）接箍更換。目前國(guó)內(nèi)普遍采用數(shù)控管螺紋車床與油管（桿）液壓擰扣機(jī)設(shè)備進(jìn)行絲扣修理和拆裝。采用數(shù)控管螺紋車床配套鋸床和車床自動(dòng)傳送線，能夠自動(dòng)完成油管壞扣的切除，以及油管自動(dòng)上料、進(jìn)料、定位、夾持旋轉(zhuǎn)、修扣、出料和下料的全過(guò)程，絲扣修復(fù)質(zhì)量符合API SPEC STD 5B 規(guī)定的尺寸和公差要求。為增強(qiáng)油管螺紋的防腐和耐磨性能，可以進(jìn)行鍍銅或磷化處理，有助于減少螺紋粘扣、磨損。但是鍍銅等螺紋涂覆處理一般需要人工操作，通常應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要選擇使用。

2.4 油管試壓工藝技術(shù)

油管耐壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)油管綜合機(jī)械性能和絲扣密封性能的必要手段，使修復(fù)油管下井投用的安全使用性能得到較好保障。目前國(guó)內(nèi)普遍采用的是油管充水試壓工藝，其關(guān)鍵技術(shù)在于油管兩端絲扣的封堵。應(yīng)用較多的有兩種油管水試壓設(shè)備，一種是多管并聯(lián)充水試壓裝置，另一種是新型的油管全自動(dòng)水試壓裝置。

多管并聯(lián)水試壓裝置由多管試壓管匯演變而來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)一次多管試壓，由公共端統(tǒng)一供水。多管堵頭封堵、裝卸往往需要人工或機(jī)械配合，準(zhǔn)備工作時(shí)間較長(zhǎng)，屬于人工+機(jī)械的工作方式，在生產(chǎn)線作業(yè)模式中效率相對(duì)低，且多管并聯(lián)必然增加高壓管路系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，整體安全性相對(duì)低。

油管全自動(dòng)水試壓裝置由傳統(tǒng)的堵頭小車發(fā)展而來(lái)。傳統(tǒng)的堵頭小車方式需要人工現(xiàn)場(chǎng)控制，絲扣封堵時(shí)由于對(duì)中不準(zhǔn)或上扣力矩難以控制，容易導(dǎo)致上扣過(guò)緊損壞絲扣，過(guò)松會(huì)誤判不合格等問(wèn)題。相比傳統(tǒng)試壓小車，油管全自動(dòng)水試壓裝置采用全自動(dòng)微機(jī)操控，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示試壓過(guò)程；自動(dòng)化程度大大提高。在絲扣封堵、試壓時(shí)效、安全防護(hù)等方面有了較大改進(jìn)，已成為油管試壓檢驗(yàn)的主流設(shè)備，在國(guó)內(nèi)油田得到廣泛應(yīng)用。

2.5 油管（桿）矯直技術(shù)

油管（桿）矯直工藝可使部分彎曲程度在一定范圍內(nèi)的油管（桿）修復(fù)再利用，通常采用的是液壓矯直技術(shù)。國(guó)內(nèi)油田對(duì)于油管（桿）矯直工藝由于認(rèn)識(shí)不同存在不同選擇，一種觀點(diǎn)認(rèn)為油管（桿）矯直后存在內(nèi)應(yīng)力，可能會(huì)導(dǎo)致局部性能下降成為事故隱患，并且彎曲油管（桿）比例相對(duì)較少，可以直接報(bào)廢處理；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為油管（桿）矯直后可以降級(jí)或投入淺井使用。因此在選擇矯直工藝時(shí)，應(yīng)根據(jù)油井狀況、彎曲油管（桿）比例以及矯直油管（桿）的實(shí)際投用情況，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性、適用性等方面的對(duì)比。

2.6 油管（桿）分選技術(shù)

油田使用的油管、抽油桿分為不同的鋼級(jí)或級(jí)別，不同級(jí)別的油管（桿）根據(jù)其材質(zhì)、加工工藝不同，其化學(xué)成分、力學(xué)性能存在差異。國(guó)內(nèi)油田常用的油管一般包括P110、N80、J55等三種級(jí)別，管徑范圍抽油桿一般包括C、K、、D H等四種級(jí)別，桿徑范圍5/8"～1"。從井場(chǎng)回收的油管、抽油桿經(jīng)過(guò)清洗、探傷、修扣等一系列檢修過(guò)程，不同級(jí)別的油管（桿）檢修成品容易混雜，單純依靠人工挑選難以分辨，從而為下井投用帶來(lái)潛在風(fēng)險(xiǎn)。油管（桿）分選技術(shù)用于將檢修成品進(jìn)行自動(dòng)分級(jí)存放，從而為分類管理提供技術(shù)依據(jù)。

國(guó)內(nèi)外在金屬材料分選方面的研究一般基于電阻原理、硬度檢測(cè)、磁感應(yīng)等方法，其中磁感應(yīng)法應(yīng)用較為廣泛。傳統(tǒng)的磁感應(yīng)法為單頻率激磁，只能進(jìn)行“是/非”判斷，滿足不了多級(jí)別一次性分選。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的以預(yù)多頻激磁為核心的電磁渦流分選系統(tǒng)應(yīng)用于油管（桿）級(jí)別分選，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)念l率，使材料和組織相近的工件輸出的渦流響應(yīng)信號(hào)有明顯區(qū)別，從而達(dá)到多級(jí)別分選目的。

2.7 生產(chǎn)線自動(dòng)化技術(shù)

油管（桿）檢修生產(chǎn)線自動(dòng)化技術(shù)有效解決了傳統(tǒng)人工、機(jī)械作業(yè)方式造成的工藝流程不暢、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、安全可靠性差等問(wèn)題。（1）檢修生產(chǎn)線按流程走向劃分工序，各工序相互獨(dú)立，互不干擾，無(wú)掉頭、交叉作業(yè)現(xiàn)象。（2）各工序選用自動(dòng)化/機(jī)電化程度較高的設(shè)備，諸如自動(dòng)清洗、自動(dòng)探傷、自動(dòng)試壓、自動(dòng)分選打標(biāo)等。（3）各工序設(shè)置單元工位，操作人員通過(guò)操作間或控制臺(tái)負(fù)責(zé)就近操控，保證各工序進(jìn)料到出料均有專人控制。（4）工件通過(guò)電動(dòng)鋼滾輪傳輸線自動(dòng)傳輸，通過(guò)機(jī)械手自動(dòng)上下線，各工序之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)銜接、分段控制、流水作業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文分析了井下油管、抽油桿的主要失效形式和性能要求，歸納油管（桿）檢測(cè)、修復(fù)的典型工藝和關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)各種技術(shù)的原理、特點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)論述，以利在工作中優(yōu)化選擇。