減少油管刺洗時間QC成果shang2.24.doc

減少油管刺洗時間 2005年石油工業(yè)QC小組成果發(fā)布會 減 少 油 管 刺 洗 時 間小組名稱：分層工藝室第二QC小組發(fā) 布 人：陳建黨單 位：中原油氣高新股份有限公司采油四廠工藝研究所二OO五年一月十日目 錄一、 小組概況二、 選題理由三、 現(xiàn)狀調(diào)查四、 活動目標五、 原因分析六、 確定要因七、 制定對策八、 對策實施九、 效果評價十、 鞏固措施十一、 體會及下步打算減 少 油 管 刺 洗 時 間一、小組概況（表1）小組名稱分層工藝室第二QC小組成立時間2003年2月課題類型現(xiàn)場型注冊編號采四QC2004-40活動次數(shù)18次出勤率100活動時間2004年212月QC教育學(xué)時72小時成 員 簡 介姓 名文化程度職 稱組內(nèi)分工陳建黨大 專工程師、組長方案策劃，全面實施徐新華大 專工程師資料收集整理彭禮義中 專工程師制定方案李現(xiàn)東大 學(xué)副總工程師方案策劃王飛大 學(xué)工程師現(xiàn)場調(diào)查王永平大 學(xué)工程師現(xiàn)場調(diào)查周團結(jié)中 專質(zhì)量監(jiān)督員現(xiàn)場實施劉安華中 專質(zhì)量監(jiān)督員現(xiàn)場實施常 凱中 專質(zhì)量監(jiān)督員現(xiàn)場實施二、選題理由我大隊在作業(yè)井現(xiàn)場實施措施工藝過程中，經(jīng)常出現(xiàn)由于刺洗油管工序時間長而不能按計劃正常施工的現(xiàn)象，同時廠作業(yè)科也多次反映刺洗油管時間超標，無法嚴格按照井下作業(yè)工程定額標準結(jié)算單井作業(yè)費用，導(dǎo)致特車成本增加，延長了作業(yè)占井周期，直接影響到原油產(chǎn)量。作為廠科技部門，我們有職責改進和優(yōu)化措施工藝，提高工作效率，減少占井周期，增加原油產(chǎn)量，因此將“減少油管刺洗時間”作為本次活動課題。三、現(xiàn)狀調(diào)查1、數(shù)據(jù)調(diào)查小組成員于2004年3月5日-10日到作業(yè)大隊技術(shù)組和生產(chǎn)組查閱了技術(shù)月報、作業(yè)質(zhì)量跟蹤記錄及特車結(jié)算臺帳，統(tǒng)計了2003年712月間作業(yè)大隊在文南油田作業(yè)刺洗油管情況（表2）。表2 刺洗油管情況調(diào)查表時 間作業(yè)井次累計刺洗油管累計刺洗油管時間平均單井刺洗時間2003年7月63井次12320根643小時10.2小時2003年8月45井次11250根365小時8.1小時2003年9月46井次11800根414小時9.0小時2003年10月50井次12510根476小時9.5小時2003年11月53井次14530根679小時12.8小時2003年12月66井次13220根766小時11.6小時合計323井次75630根3343小時10.3小時2、現(xiàn)場調(diào)查圖1 小組成員現(xiàn)場調(diào)查刺洗油管情況2004年3月11日文側(cè)82-22井作業(yè)，小組成員到現(xiàn)場對刺洗油管工序進行了調(diào)查（圖1）?，F(xiàn)場操作過程是：刺洗時鍋爐車提供0.5MPa壓力的蒸汽給刺洗頭，將帶有密封膠塞的刺洗頭放入油管接箍內(nèi)，預(yù)熱1-2分鐘，取出刺洗頭放入內(nèi)徑規(guī)，再將刺洗頭放入油管內(nèi)憋壓，直至內(nèi)徑規(guī)從油管公扣端憋出，刺洗水由濁變清，完成單根油管刺洗（圖2），耗時約需3分鐘。圖2 現(xiàn)場刺洗油管流程氣流方向氣流方向1、 刺洗頭放入油管接箍，噴出蒸氣預(yù)熱油管2、內(nèi)徑規(guī)放入油管3、將刺洗頭放入油管憋出內(nèi)徑規(guī)按照正常作業(yè)施工，該井應(yīng)于開工后72小時內(nèi)完工，油管刺洗時間應(yīng)為8小時，而現(xiàn)場由于刺洗油管時間長達12小時，嚴重影響了后工序正常進行。因此油管刺洗時間長是存在的主要問題。四、活動目標8小時活動前 目標值10.3小時圖3 活動目標柱狀圖15105單井平均刺洗油管時間0小組制定的活動目標是：將單井平均刺洗油管時間控制在8小時之內(nèi)。 目標依據(jù)：小組成員查閱了企業(yè)標準井下作業(yè)工程定額，標準中規(guī)定單井刺洗油管工時為8小時，因此將活動目標定為單井平均油管刺洗時間不超過8小時。五、原因分析 未按標準操作控制刺洗時間意識不強刺洗熱效率低蒸汽熱量不足油 管 刺 洗 時 間 長3刺洗時間要求不明確過分強調(diào)刺洗質(zhì)量圖4 關(guān) 聯(lián) 圖蒸汽壓力低熔蠟時間長2內(nèi)徑規(guī)結(jié)構(gòu)不合理刺換油管不及時1油管預(yù)熱時間短2004年4月6日，小組成員召開了原因分析會，繪制了關(guān)聯(lián)圖（圖4）。 六、確定要因中原石油勘探局企業(yè)標準（Q/ZY0341.6-99）（替代Q/ZY0341.6-98）井下作業(yè)工程定額中原石油勘探局工程定額專業(yè)標準化委員會一 九 九 九 年 元 月驗證一：油管預(yù)熱時間短驗證人：周團結(jié) 常凱 驗證時間：2004年4月8日-10日井下作業(yè)工程定額標準中規(guī)定單井刺洗油管工時為8小時，經(jīng)計算平均單根油管刺洗時間約為2.4分鐘，現(xiàn)場單根油管刺洗時間約為3分鐘，與標準要求基本相符。小組成員分析認為，若再延長油管預(yù)熱時間，雖然可以使蠟較好地融化，但會增加刺洗時間而超定額。因此確定為非要因。驗證二：內(nèi)徑規(guī)結(jié)構(gòu)不合理驗證人：陳建黨 劉安華驗證時間：2004年4月1日-5月8日內(nèi)徑規(guī)是檢驗油管是否暢通和最小內(nèi)通徑的檢測工具，“油管過規(guī)”是檢驗油管能否保證測試工具、過管射孔和抽油桿附件順利通過的重要工作。圖5 現(xiàn)場刺洗油管使用的內(nèi)徑規(guī)小組成員對現(xiàn)場情況進行了分析，將直徑為59mm的內(nèi)徑規(guī)（圖5）放入內(nèi)徑為62mm油管中刺洗時，如果油管內(nèi)壁結(jié)蠟，則二者間幾乎沒有間隙存在，傳熱速度慢，熱效率很低，只能依靠蒸汽將蠟緩慢融化后推進內(nèi)徑規(guī)直至通出油管完成刺洗。小組成員分析后認為，目前使用的內(nèi)徑規(guī)結(jié)構(gòu)不合理，可以通過改進內(nèi)徑規(guī)增加導(dǎo)熱面積來提高刺洗效率，最終達到減少刺洗時間的目的，因此確定內(nèi)徑規(guī)結(jié)構(gòu)不合理為要因。驗證三：刺洗時間要求不明確驗證人：王飛 劉安華王永平驗證時間：2004年4月10日-5月8日小組成員驗證過程中現(xiàn)場走訪了作業(yè)隊部分施工人員，詢問是否知道關(guān)于油管刺洗時間的要求，大部分工人回答“沒有”，查閱作業(yè)班報表也沒有相關(guān)記載。小組與作業(yè)大隊生產(chǎn)組聯(lián)系，在月度生產(chǎn)例會上明確要求各隊作業(yè)時要將每井油管刺洗時間控制在8小時以內(nèi)。4月25日-30日，小組再到現(xiàn)場調(diào)查時，大部分作業(yè)隊、作業(yè)監(jiān)督都反映在保證質(zhì)量的前提下，按照規(guī)定時間要求就無法完成全井油管刺洗的工作量。因此刺洗時間要求是否明確對刺洗油管時間的長短沒有直接影響，確定為非要因。七、制定對策表3 對 策 表要因?qū)Σ吣繕舜胧┴撠熑送瓿蓵r間內(nèi)徑規(guī)結(jié)構(gòu)不合理改進內(nèi)徑規(guī)單根油管刺洗時間2.4分鐘設(shè)計導(dǎo)熱槽提高融蠟?zāi)芰踩A陳建黨2004年6月30日八、對策實施aaa導(dǎo)熱通槽（寬2-12mm）導(dǎo)熱槽圖6 設(shè)計制作導(dǎo)熱規(guī)實施一: 改進油管內(nèi)徑規(guī)2004年5月10日，小組成員根據(jù)對策計劃，為了增加內(nèi)徑規(guī)的導(dǎo)熱面積，使用60mm油管本體設(shè)計制作成59mm1200mm帶導(dǎo)熱槽的內(nèi)徑規(guī)，我們稱之為“導(dǎo)熱規(guī)”（圖6）。在規(guī)體分別設(shè)計了兩個和四個對稱方向的導(dǎo)熱通槽，根據(jù)導(dǎo)熱規(guī)外徑參數(shù)要求和管材內(nèi)徑，設(shè)計了四種參數(shù)的導(dǎo)熱槽，“槽寬和槽深”依次為22mm、42mm、82mm及122mm,分別編號為2（4）a/b/c/d。小組于2004年5月15-16日分別在作業(yè)十八隊文72-151井和作業(yè)六隊文82-35井進行了現(xiàn)場試驗（表4）。表4導(dǎo)熱規(guī)刺洗油管試驗結(jié)果內(nèi)徑規(guī)型號油管采樣數(shù)（根）刺洗油管時間（分鐘）平均單根用時（分鐘）結(jié)論導(dǎo)熱規(guī)2型a10272.7基本無效果b10252.5有效果，可以試用c5265.2效果差，不適用d5285.6效果差，不適用4型a5265.1效果差，不適用b5265.2效果差，不適用c4276.7效果差，不適用d4317.8效果差，不適用普通內(nèi)徑規(guī)10282.8試驗證明，導(dǎo)熱槽增加了油管導(dǎo)熱面積，在一定程度上減少了刺洗時間，按試驗數(shù)據(jù)計算，2b型導(dǎo)熱規(guī)較改進前平均單根刺洗油管時間下降0.3分鐘，推算單井刺洗時間預(yù)計減少1-2小時，與目標仍有差距。有沒有更好地提高熱效率的方法呢？小組成員集思廣益，認真剖析了試驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱槽越寬，則越多的蒸汽直接從油管內(nèi)部穿過，既浪費了熱能又減小了推動內(nèi)徑規(guī)前進的動力，油管刺洗效果差；而寬度過窄數(shù)量最少的導(dǎo)熱槽，導(dǎo)熱面積小，效果不明顯。因此關(guān)鍵是要設(shè)計出既能增大導(dǎo)熱面積，又不減少前進動力的內(nèi)徑規(guī)才能實現(xiàn)目標。2004年5月20日，小組成員受“螺桿鉆具”的啟發(fā)設(shè)計了“螺旋式內(nèi)徑規(guī)”。設(shè)計思路是：將60mm油管加工制作成外徑59mm1200mm、一端密封的規(guī)體，規(guī)體表面縱向?qū)ΨQ加工2條寬4mm深2 mm的螺旋導(dǎo)熱通槽。圖7螺旋內(nèi)徑規(guī)工作原理圖氣流方向旋轉(zhuǎn)方向運動方向螺旋槽原理是：工作時，以密封的一端為末端放置在油管內(nèi)，用蒸汽推動，由于螺旋槽增大了導(dǎo)熱面積使蠟塊快速融解，高壓蒸汽作用于螺旋槽產(chǎn)生水力作用，使導(dǎo)熱規(guī)旋轉(zhuǎn)鉆進（圖7），達到快速刺洗油管的目的。2004年5月22日小組成員開始制作，但在導(dǎo)熱槽螺旋角度的選擇上產(chǎn)生了爭議，部分成員認為螺旋角越大導(dǎo)熱效果越好，產(chǎn)生的動力也會越大，是這樣嗎？23日小組成員制作了螺旋角分別為30、60、80的螺旋式內(nèi)徑規(guī)，到作業(yè)十二隊文72-434井進行了驗證（表5）。表5螺旋式內(nèi)徑規(guī)現(xiàn)場驗證結(jié)果螺旋式內(nèi)徑規(guī)型號油管采樣根數(shù)刺洗油管時間平均單根用時結(jié)論螺旋角3010根23分鐘2.3分鐘螺旋角6010根19分鐘1.9分鐘效果最好螺旋角8010根22分鐘2.2分鐘60 0.5MPaFXFYF60 L圖8 螺旋式油管內(nèi)徑規(guī)受力分析示意圖扭矩力M試驗表明螺旋角60時效果最好。為了驗證螺旋式油管內(nèi)徑規(guī)在油管內(nèi)是否會旋轉(zhuǎn)鉆進，我們進行了受力分析：（圖8）根據(jù)分析，計算內(nèi)徑規(guī)受力情況（表6）：表6 螺旋式油管內(nèi)徑規(guī)受力數(shù)據(jù)計算計算項目計算公式及計算過程計算結(jié)果單位螺旋式長度LD/Sin605910-33.142/1.7320.214m螺旋線總長L總L1.2/（L/2+410-3）2.3135m總受壓面積SL總210-34.62710-3m2當油管通過為壓力為0.5MPa（鍋爐車輸出的定額壓力）的蒸汽時，導(dǎo)熱槽受力F0.5106 S0.51064.62710-32.3135103N軸向力FXF Sin60=2.31351031.732/21.99103N徑向力FYF COS60=2.31351030.51.15103N扭矩MFY59/210-31.1510359/210-333.925Nm螺旋式內(nèi)徑規(guī)重量為15千克，查摩擦系數(shù)手冊得摩擦系數(shù)為0.8最大靜摩擦力f摩MAX=0.89.8151.176102N結(jié)論油管通入蒸汽壓力為0.5MPa，作用于螺旋式內(nèi)徑規(guī)產(chǎn)生的徑向力FY1150N大于最大靜摩擦力f摩MAX117.6N，因此螺旋式內(nèi)徑規(guī)會在油管內(nèi)快速旋轉(zhuǎn)鉆進。內(nèi)徑規(guī)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)在現(xiàn)場試驗中也得到了驗證。改進前油管內(nèi)徑規(guī)圖9 改進前后油管內(nèi)徑規(guī)對比圖螺旋槽改進后螺旋式內(nèi)徑規(guī)設(shè)計達到了增大導(dǎo)熱面積，同時增加了內(nèi)徑規(guī)前進動力的目的（圖9）。圖10 多功能螺旋內(nèi)徑規(guī)示意圖通徑部分刮蠟部分切削部分為了進一步提高螺旋式內(nèi)徑規(guī)的刮蠟效果，我們又做了改進，使之同時具有了通徑、刮蠟和切削功能三項功能，最大鋼體外徑均為59mm。改進后的螺旋式內(nèi)徑規(guī)命名為“多功能螺旋內(nèi)徑規(guī)”（圖10）。工作時，蒸汽通過導(dǎo)熱槽時油管內(nèi)壁迅速導(dǎo)熱，蒸汽壓力作用于螺旋槽產(chǎn)生的反作用力使規(guī)體反方向旋轉(zhuǎn)，切削刀片旋轉(zhuǎn)刮削油管內(nèi)壁，融蠟及臟物被旋轉(zhuǎn)的刮蠟片攜帶，隨蒸汽流出，規(guī)體通出油管完成刺洗， 2004年6月22日-25日，小組成員分別在作業(yè)8隊文269-17井、作業(yè)18隊文72-418井和作業(yè)14隊文72-423井再次對油管刺洗情況進行對比（表7）。表7 普通內(nèi)徑規(guī)與多功能螺旋式內(nèi)徑規(guī)效果對比名稱井號改進前內(nèi)徑規(guī)多功能螺旋內(nèi)徑規(guī)刺洗油管根數(shù)提高刺洗效率單井減少刺洗時間刺洗油管單根用時/全井折算用時文269-174分鐘/13.3小時2.8分鐘/9.6小時208根27.83.7小時文72-4233分鐘/9.5小時2分鐘/6.3小時190根33.93.2小時文72-4183.5分鐘/16小時2.2分鐘/11.5小時280根28.14.5小時平均3.5分鐘/13小時2.3分鐘/9.1小時226根29.23.8小時結(jié)論使用多功能螺旋式內(nèi)徑規(guī)平均單井減少油管刺洗時間3.8小時九、效果評價(一)、目標檢查2005年1月2日-5日小組成員再次到作業(yè)大隊技術(shù)組和生產(chǎn)組查閱技術(shù)月報、作業(yè)質(zhì)量跟蹤記錄及特車結(jié)算臺帳，調(diào)查統(tǒng)計了作業(yè)大隊2004年712月間在文南油田作業(yè)井油管刺洗情況（表8）。表8 刺洗油管情況調(diào)查表時 間作業(yè)井次累計刺洗油管刺洗油管時間平均單井刺洗時間2004年7月42井次9663根273小時6.5小時2004年8月40井次9818根224小時5.6小時2004年9月57井次12682根348小時6.1小時2004年10月50井次11604根330小時6.6小時2004年11月45井次9456根365小時8.1小時2004年12月46井次13282根382小時8.3小時合計280井次66505根1922小時6.9小時7-12月，累計作業(yè)280井次，刺洗油管66505根，平均單井油管刺洗時間降至6.9小時，較去年同期減少3.4小時，實現(xiàn)了活動目標（圖14）。8小時活動前 目標值活動后10.3小時圖11 目標檢查柱狀圖15105單井平均刺洗油管時間06.9小時 （二）、效益評價1、直接經(jīng)濟效益活動前月平均單井刺洗油管時間10.3小時，活動后月平均刺洗油管6.9小時，同期對比平均單井節(jié)約3.4小時。7-12月累計作業(yè)280井次，6個月節(jié)約特車費用：280井次3.4小時/井次145元/小時138040元投入費用：制作多功能螺旋式內(nèi)徑規(guī)10個300元/個3000元綜合經(jīng)濟效益：138040元-3000元135040元2、社會效益提高了特車利用率，降低了特車費用，加快了作業(yè)進度，提高了作業(yè)工效，減輕了職工的勞動強度，減少了油井占井周期，使作業(yè)井能及早投產(chǎn)，同時使班組職工親身體會到了技術(shù)革新帶來的好處, 進一步增強了職工群眾的創(chuàng)新