从钻井实践看我国石油行业标准亟待修订
2006-04-24 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
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吐哈钻井公司近年顺利通过了ISO 9000质量管理和HSE管理体系认证,石油行业标准已经逐步在现场推广应用,成为大部分作业文件制定及施工的主要依据｡但是,在应用过程中发现,由于部分标准修订滞后或者不足,不适应目前现场作业及引用｡另外还存在部分产品没有标准可依｡吐哈油田近年发生的多起新钻杆失效事故,通过材质､力学性能､化学成分分析,其结果都符合API及相关标准｡但新钻杆在短时间内发生失效,属于使用不当的因素较少,主要是相关标准存在用户和生产厂之间不协调的问题｡
目前,由于多种原因,吐哈钻井公司还存在有 张根旺(1970-),男,工程师,主要从事石油管材失效分析与研究工作｡标准不依,或者没有标准可依的情况,这在一定程度上制约了钻井效益的提高｡
1现有标准的局限性
现有部分标准不符合现场实际情况,主要表现如下｡
(1)SY/T 6509—2000《方钻杆》标准中表1规定的四方方钻杆最大规格为1 33.4 mm｡在砾石层钻进时,由于跳钻严重等原因,133.4 mm规格的方钻杆常常弯曲｡根据吐哈钻井公司近4年使用的四方方钻杆及检验情况来看,1 55.6 mm方钻杆比1 33.4 mm方钻杆有明显的优越性｡另外,在SY/T 6509—2000《方钻杆》标准中的“5.1制作工艺”没有规定方钻杆的制造方法｡目前吐哈钻井公司使用的方钻杆,有整体制造加工的和采用焊接工艺制造的两种｡整体制造加工的方钻杆在使用过程中没有发生管体刺漏失效,而采用焊接工艺制造的方钻杆在使用过程中常常发生管体刺漏失效事故｡2004年6月通过对山西某厂生产的17支133.4 mm方钻杆进行超声波探伤发现,1 00%的方钻杆存在缺陷｡
SY/T 6509—2000《方钻杆》标准中表1所规定的四方方钻杆长度L为12 190 mm,可选择长度为16 460 mm｡目前吐哈钻井公司购置了3台ZJ30C车载钻机,在使用长度为12 190 mm的方钻杆时该钻机存在顶天车的隐患｡
方钻杆下端外螺纹接头没有选用类型｡现场常用的是133.4 mm方钻杆,如果不考虑使用下旋塞等内防喷工具,就需要139.7 mm(5 1/2in)FH内螺纹转换NC50外螺纹的保护接头｡该类保护接头本体外径为1 77.8 mm,在现场使用中和接头外径为168.3 mm的Φ127 mm G105钻杆新接头相差9.5 mm｡如果钻杆接头均匀磨损达到2级即Φ152 mm,则新保护接头和旧钻杆接头外径差就达25.8 mm｡此时无论使用钻杆动力钳还是使用B型吊钳都存在紧扣打滑现象｡
(2)SY/T 5144一1997《钻铤》把原来的SY5144—1986《钻铤》和SY 5145—1986《无磁钻铤》两项标准合并,并且增加了螺旋钻铤等新内容,但是没有增加带吊卡槽和卡瓦槽的钻铤｡近年,随着国外市场的开发,部分承包商要求使用带吊卡槽和卡瓦槽的钻铤,因此在购置钻铤时没有标准可依据｡
(3)SY/T5699—1995《提升短节》标准中表1的公称尺寸没有Φ114.3 mm和Φ139.7 mm规格对于全井使用Φ114.3 mm钻杆的钻机,在起下钻铤时需要更换吊卡以适应公称尺寸为Φ127 mm的提升短节;对于使用Φ139.7 mm钻杆的钻机也同样需要更换吊卡,从而影响了起下钻速度,同时钻井队需要为钻杆配备不同规格的吊卡｡
此外,该标准图l中的提升短节结构形状是单头提升短节｡从井控安全考虑,应该推荐使用上端螺纹与钻杆内螺纹相同的提升短节｡为了方便现场使用及从经济方面考虑,应该使用两端均为外螺纹的提升短节｡在图1的提升短节结构形状中LB在表1中称为大钳咬合长度,容易混淆概念｡表1规定的168.3 mm(6 5/8 in)REG､193.68 mm(7 5-8in)REG外螺纹接头外径比目前常用的相同型号螺纹的钻铤外径大,加之钻铤均匀磨损要比提升短节严重,因而在现场使用中操作不方便｡
(4)SY 5487—1992《套铣管》中的表1没有中Φ200 mm规格,只有中Φ193.68 mm､Φ203.2 mm等规格｡在Φ216 mm井径中采用规格为Φ203.2mm的套铣管有一定的风险;SY/T 5290—2000《石油钻杆接头》中,钻杆接头为NC50的Φ127 mm钻杆,其接头外径为1 68.28 mm,喷焊耐磨带后外径尺寸为173 mm,如果选用规格为Φ200 mm的套铣管进行套铣作业,则风险较小｡吐哈钻井公司2口井的套铣作业证明, Φ200 mm的套铣管有一定的优势｡
2石油行业标准存在的问题
2.1标准体系不完善,与钻井工程结合不紧密
在钻井现场,几乎所有产品都可以找到生产标准｡但是对于用户来说,产品标准仅可用于对产品进行入库验收,而在使用过程中不能作为修理及报废的依据｡钻井现场缺乏维护､维修和判废方面的标准｡
例如,井口工具(吊卡､吊环､卡瓦､钻杆动力钳等),没有产品标准的很少,但是使用及维修､报废标准基本没有｡在制定相关作业指导书的时候,没有标准可依,只能参考产品标准｡所制定的作业指导书不科学,要么造成浪费,要么造成失效事故｡自2003年至今,吐哈钻井公司因套铣管的螺纹､管体失效共发生6起事故,损失严重.原因之一是目前没有套铣管报废标准及加工检验标准｡
按照套铣管螺纹图纸,不使用数控车床及成型刀具是根本加工不出符合要求的套铣管螺纹的(双级偏梯形短齿同步螺纹FJWP)｡但有关套铣管螺纹现场加工工艺､报废方面的标准目前没有｡产品标准是面向生产厂家制定的,而采用产品标准来代替使用､修理､报废标准是不科学的｡
2.2缺少特殊工况产品标准和工程应用技术标准
石油工程是一个系统工程,质量再好的管材也只能是一个“半成品”,只有科学的设计､按照作业标准将合格的油井管下入井里,并达到固井质量优良,顺利通过试压等现场作业以及油(气)井交付使用后,才能称为完成一个合格的石油管工程项目｡但是和产品类标准相比较而言,公开发布的石油管工程标准如设计标准､订货标准､检验标准､现场作业与操作标准较少,尤其缺少油井管选用规范化质量控制程序方面的标准,也就是钻井现场虽然清楚要控制油井管的质量,但是并不清楚具体如何来做｡
2.3有些标准缺乏系统性､配套协调性及整合性
有关钻杆方面的标准较多｡如SY/T 5290—2000《石油钻杆接头》､SY/T 5446—1992《油井管无损检测方法钻杆焊缝超声波探伤》､SY/T 5561一1992《摩擦焊接钻杆焊区技术条件》､SY/T 5987—1994《钻杆国外订货技术条件》､SY/T 0544—2004《石油钻杆内涂层技术条件》､SY/T 6474—2000《新套管､油管和平端钻杆现场检验方法》､SY/T6417—1999《套管､油管和钻杆使用性能》､GB/T9253.1—1999《石油钻杆接头螺纹》等,但是钻杆作为一项产品并没有标准,使成品钻杆的质量判断存在一定的模糊性｡因此完全可以将以上几个标准进行整合｡
2.4缺少新产品及检验方法等方面的标准
在钻井现场,已经有10余种特殊螺纹的油套管使用｡由于生产厂家不愿意公开其产品标准,导致特殊螺纹的油套管管柱设计和检验无标准可依,存在安全生产隐患｡
2.5标准宣贯实施力度不够
虽然石油行业标准已经发展20余年,但是在实施标准方面还很不到位｡由于对标准的宣贯和监督力度不够.造成有标准不依或用户因对标准不理解而乱用的现象｡
2.6标准制定水平有待提高
部分标准由于起草单位或者个人知识面欠缺等原因.致使这些标准存在先天不足｡如管柱设计方面的部分标准,因在制定时考虑不周,没有对普通井､深井､超深井､高压井､气井以及含腐蚀介质的井区别对待,均采用同一标准,这显然是不妥当的｡
3建议
(1)对部分不适应钻井现场的标准进行修订｡
(2)丰富和完善现行标准体系,制定适应钻井现场应用､维修的技术标准｡
(3)根据钻井现场实际情况,实行标准分级,并将基础标准和油田的补充技术条件相结合｡
(4)定期对标准进行修订,成立并公开相关网站.广泛采纳厂家及用户的意见｡
吐哈钻井公司近年顺利通过了ISO 9000质量管理和HSE管理体系认证,石油行业标准已经逐步在现场推广应用,成为大部分作业文件制定及施工的主要依据｡但是,在应用过程中发现,由于部分标准修订滞后或者不足,不适应目前现场作业及引用｡另外还存在部分产品没有标准可依｡吐哈油田近年发生的多起新钻杆失效事故,通过材质､力学性能､化学成分分析,其结果都符合API及相关标准｡但新钻杆在短时间内发生失效,属于使用不当的因素较少,主要是相关标准存在用户和生产厂之间不协调的问题｡
目前,由于多种原因,吐哈钻井公司还存在有 张根旺(1970-),男,工程师,主要从事石油管材失效分析与研究工作｡标准不依,或者没有标准可依的情况,这在一定程度上制约了钻井效益的提高｡
1现有标准的局限性
现有部分标准不符合现场实际情况,主要表现如下｡
(1)SY/T 6509—2000《方钻杆》标准中表1规定的四方方钻杆最大规格为1 33.4 mm｡在砾石层钻进时,由于跳钻严重等原因,133.4 mm规格的方钻杆常常弯曲｡根据吐哈钻井公司近4年使用的四方方钻杆及检验情况来看,1 55.6 mm方钻杆比1 33.4 mm方钻杆有明显的优越性｡另外,在SY/T 6509—2000《方钻杆》标准中的“5.1制作工艺”没有规定方钻杆的制造方法｡目前吐哈钻井公司使用的方钻杆,有整体制造加工的和采用焊接工艺制造的两种｡整体制造加工的方钻杆在使用过程中没有发生管体刺漏失效,而采用焊接工艺制造的方钻杆在使用过程中常常发生管体刺漏失效事故｡2004年6月通过对山西某厂生产的17支133.4 mm方钻杆进行超声波探伤发现,1 00%的方钻杆存在缺陷｡
SY/T 6509—2000《方钻杆》标准中表1所规定的四方方钻杆长度L为12 190 mm,可选择长度为16 460 mm｡目前吐哈钻井公司购置了3台ZJ30C车载钻机,在使用长度为12 190 mm的方钻杆时该钻机存在顶天车的隐患｡
方钻杆下端外螺纹接头没有选用类型｡现场常用的是133.4 mm方钻杆,如果不考虑使用下旋塞等内防喷工具,就需要139.7 mm(5 1/2in)FH内螺纹转换NC50外螺纹的保护接头｡该类保护接头本体外径为1 77.8 mm,在现场使用中和接头外径为168.3 mm的Φ127 mm G105钻杆新接头相差9.5 mm｡如果钻杆接头均匀磨损达到2级即Φ152 mm,则新保护接头和旧钻杆接头外径差就达25.8 mm｡此时无论使用钻杆动力钳还是使用B型吊钳都存在紧扣打滑现象｡
(2)SY/T 5144一1997《钻铤》把原来的SY5144—1986《钻铤》和SY 5145—1986《无磁钻铤》两项标准合并,并且增加了螺旋钻铤等新内容,但是没有增加带吊卡槽和卡瓦槽的钻铤｡近年,随着国外市场的开发,部分承包商要求使用带吊卡槽和卡瓦槽的钻铤,因此在购置钻铤时没有标准可依据｡
(3)SY/T5699—1995《提升短节》标准中表1的公称尺寸没有Φ114.3 mm和Φ139.7 mm规格对于全井使用Φ114.3 mm钻杆的钻机,在起下钻铤时需要更换吊卡以适应公称尺寸为Φ127 mm的提升短节;对于使用Φ139.7 mm钻杆的钻机也同样需要更换吊卡,从而影响了起下钻速度,同时钻井队需要为钻杆配备不同规格的吊卡｡
此外,该标准图l中的提升短节结构形状是单头提升短节｡从井控安全考虑,应该推荐使用上端螺纹与钻杆内螺纹相同的提升短节｡为了方便现场使用及从经济方面考虑,应该使用两端均为外螺纹的提升短节｡在图1的提升短节结构形状中LB在表1中称为大钳咬合长度,容易混淆概念｡表1规定的168.3 mm(6 5/8 in)REG､193.68 mm(7 5-8in)REG外螺纹接头外径比目前常用的相同型号螺纹的钻铤外径大,加之钻铤均匀磨损要比提升短节严重,因而在现场使用中操作不方便｡
(4)SY 5487—1992《套铣管》中的表1没有中Φ200 mm规格,只有中Φ193.68 mm､Φ203.2 mm等规格｡在Φ216 mm井径中采用规格为Φ203.2mm的套铣管有一定的风险;SY/T 5290—2000《石油钻杆接头》中,钻杆接头为NC50的Φ127 mm钻杆,其接头外径为1 68.28 mm,喷焊耐磨带后外径尺寸为173 mm,如果选用规格为Φ200 mm的套铣管进行套铣作业,则风险较小｡吐哈钻井公司2口井的套铣作业证明, Φ200 mm的套铣管有一定的优势｡
2石油行业标准存在的问题
2.1标准体系不完善,与钻井工程结合不紧密
在钻井现场,几乎所有产品都可以找到生产标准｡但是对于用户来说,产品标准仅可用于对产品进行入库验收,而在使用过程中不能作为修理及报废的依据｡钻井现场缺乏维护､维修和判废方面的标准｡
例如,井口工具(吊卡､吊环､卡瓦､钻杆动力钳等),没有产品标准的很少,但是使用及维修､报废标准基本没有｡在制定相关作业指导书的时候,没有标准可依,只能参考产品标准｡所制定的作业指导书不科学,要么造成浪费,要么造成失效事故｡自2003年至今,吐哈钻井公司因套铣管的螺纹､管体失效共发生6起事故,损失严重.原因之一是目前没有套铣管报废标准及加工检验标准｡
按照套铣管螺纹图纸,不使用数控车床及成型刀具是根本加工不出符合要求的套铣管螺纹的(双级偏梯形短齿同步螺纹FJWP)｡但有关套铣管螺纹现场加工工艺､报废方面的标准目前没有｡产品标准是面向生产厂家制定的,而采用产品标准来代替使用､修理､报废标准是不科学的｡
2.2缺少特殊工况产品标准和工程应用技术标准
石油工程是一个系统工程,质量再好的管材也只能是一个“半成品”,只有科学的设计､按照作业标准将合格的油井管下入井里,并达到固井质量优良,顺利通过试压等现场作业以及油(气)井交付使用后,才能称为完成一个合格的石油管工程项目｡但是和产品类标准相比较而言,公开发布的石油管工程标准如设计标准､订货标准､检验标准､现场作业与操作标准较少,尤其缺少油井管选用规范化质量控制程序方面的标准,也就是钻井现场虽然清楚要控制油井管的质量,但是并不清楚具体如何来做｡
2.3有些标准缺乏系统性､配套协调性及整合性
有关钻杆方面的标准较多｡如SY/T 5290—2000《石油钻杆接头》､SY/T 5446—1992《油井管无损检测方法钻杆焊缝超声波探伤》､SY/T 5561一1992《摩擦焊接钻杆焊区技术条件》､SY/T 5987—1994《钻杆国外订货技术条件》､SY/T 0544—2004《石油钻杆内涂层技术条件》､SY/T 6474—2000《新套管､油管和平端钻杆现场检验方法》､SY/T6417—1999《套管､油管和钻杆使用性能》､GB/T9253.1—1999《石油钻杆接头螺纹》等,但是钻杆作为一项产品并没有标准,使成品钻杆的质量判断存在一定的模糊性｡因此完全可以将以上几个标准进行整合｡
2.4缺少新产品及检验方法等方面的标准
在钻井现场,已经有10余种特殊螺纹的油套管使用｡由于生产厂家不愿意公开其产品标准,导致特殊螺纹的油套管管柱设计和检验无标准可依,存在安全生产隐患｡
2.5标准宣贯实施力度不够
虽然石油行业标准已经发展20余年,但是在实施标准方面还很不到位｡由于对标准的宣贯和监督力度不够.造成有标准不依或用户因对标准不理解而乱用的现象｡
2.6标准制定水平有待提高
部分标准由于起草单位或者个人知识面欠缺等原因.致使这些标准存在先天不足｡如管柱设计方面的部分标准,因在制定时考虑不周,没有对普通井､深井､超深井､高压井､气井以及含腐蚀介质的井区别对待,均采用同一标准,这显然是不妥当的｡
3建议
(1)对部分不适应钻井现场的标准进行修订｡
(2)丰富和完善现行标准体系,制定适应钻井现场应用､维修的技术标准｡
(3)根据钻井现场实际情况,实行标准分级,并将基础标准和油田的补充技术条件相结合｡
(4)定期对标准进行修订,成立并公开相关网站.广泛采纳厂家及用户的意见｡
