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研發(fā)新工具,解決井下除銹難(工匠絕活)
2025年05月20日 05:40 來源:人民日?qǐng)?bào) 關(guān)燈

趙增權(quán)在油井操作平臺(tái)檢修儀器設(shè)備。

“泵送式可回收管柱內(nèi)壁除銹工具”示意圖。

【絕活看點(diǎn)】

從業(yè)31年來,趙增權(quán)圍繞井下作業(yè)難題創(chuàng)新攻關(guān),研發(fā)出一批解決生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)難題的工藝工具。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的“泵送式可回收管柱內(nèi)壁除銹工具”“渦輪負(fù)壓局部反循環(huán)套磨銑工具”,解決了石油開采、油管維修過程中銹皮卡井、套銑產(chǎn)生的碎屑易卡鉆等難題。2025年,他被評(píng)為全國(guó)勞動(dòng)模范。

渤海灣畔,大港油田生產(chǎn)繁忙,中國(guó)石油渤海鉆探工程有限公司首席技師趙增權(quán)帶領(lǐng)徒弟們剛剛完成“旋鈕式液壓鉗安全操作手柄”的首次試用。“通過將液壓鉗裝到手柄上,手柄使用起來更輕松,還不會(huì)夾手。”一名油井工豎起大拇指夸贊說。

200多平方米的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),每走幾米就能看到趙增權(quán)的發(fā)明,小到固定油管的地鉚,大到通井時(shí)防止泥漿外溢的芯軸……但要說最讓他感到自豪的發(fā)明,卻在井下。

“長(zhǎng)久以來,油管生銹是困擾石油開采井下作業(yè)的難題?!壁w增權(quán)說,油管入井后,受多重因素影響,會(huì)出現(xiàn)內(nèi)壁生銹、銹皮脫落,極易導(dǎo)致事故發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì),石油井下發(fā)生工程事故的誘因中,“銹皮脫落”占比達(dá)六成以上。

傳統(tǒng)除銹方式主要靠地上“人工敲打”。“這種方式勞動(dòng)強(qiáng)度大、施工效率低,不但除銹不徹底,安全風(fēng)險(xiǎn)也高。”趙增權(quán)說。

2022年,中國(guó)石油將“油管內(nèi)壁除銹效率低”列為集團(tuán)級(jí)生產(chǎn)難題。趙增權(quán)主動(dòng)承擔(dān)攻關(guān)任務(wù),并在探索過程中提出了創(chuàng)新思路:改井上作業(yè)為井下作業(yè),讓工具代替人力,“井下的問題,就應(yīng)該在井下解決”。

“讓除銹裝置在油管里‘坐電梯’!”趙增權(quán)腦海中工具早已有了雛形。設(shè)計(jì)圖紙、模擬試驗(yàn)、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)、定制工具……很快,第一代油管內(nèi)壁除銹工具制作完成,這是一種液壓旋轉(zhuǎn)除銹裝置,依靠空泡沖擊、流體沖刷、密齒刷旋轉(zhuǎn)3種方式除銹,可以一次性進(jìn)行多根油管除銹處理,相較于傳統(tǒng)除銹方法,效率大幅提升。

除掉的銹咋回收?受木瓢的啟發(fā),趙增權(quán)想到了用浮筒收集銹皮,進(jìn)而將其帶出井口。很快,形如膠囊的“泵送式可回收管柱內(nèi)壁除銹工具”問世了——它在油管內(nèi)部形成“沖刷—吸附—回收”閉環(huán)系統(tǒng)。這款工具已衍生出系列產(chǎn)品,助力油管除銹施工效率提升75%、勞動(dòng)投入降低50%。

套銑與打撈,是清除油管內(nèi)壁附著物與井下落物的常用工藝。在鉆壓的作用下,套銑管會(huì)磨碎并“吸入”管壁與井下的卡堵物,碎屑隨著循環(huán)的洗井液被帶到地面。然而,隨著各油田大斜度井、深井等復(fù)雜井?dāng)?shù)量不斷增多,傳統(tǒng)工藝暴露出弊端:碎屑上返不暢,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成卡鉆事故。多年前,趙增權(quán)跟著老師傅們處理某次井下落物時(shí),常規(guī)打撈工具在地底數(shù)千米處出現(xiàn)故障,價(jià)值不菲的鉆具在井下“躺”了整整36天。趙增權(quán)把事故報(bào)告翻得卷了邊,在筆記本上寫下:“必須改變流體運(yùn)動(dòng)模式?!?/p>

傳統(tǒng)套銑工具中,洗井液的循環(huán)方式為“正循環(huán)”,由于套銑管都是“上窄下寬”結(jié)構(gòu),這就造成洗井液越往下流,流速越低,帶屑效果越差。

如何解決?趙增權(quán)連續(xù)跟蹤6口復(fù)雜井的套銑過程,收集到1000多個(gè)工藝數(shù)據(jù),歷經(jīng)21次試驗(yàn),最終成功研制出“渦輪負(fù)壓局部反循環(huán)套磨銑工具”。他改“正循環(huán)”為“反循環(huán)”,將渦輪技術(shù)移植到井下工具,通過“葉輪—渦輪式”旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),對(duì)井底的洗井液產(chǎn)生負(fù)壓抽吸作用,同時(shí)提高渦輪的轉(zhuǎn)速,從而產(chǎn)生更強(qiáng)的抽吸力,引導(dǎo)流體由井底攜帶碎屑、大塊落物等進(jìn)入套銑管。這一工具已在大港、長(zhǎng)慶等油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,施工成功率100%,單井單次維修成本能節(jié)約600萬元以上。

2018年,渤海鉆探公司成立了趙增權(quán)井下作業(yè)技能專家工作室,為課題攻關(guān)、培育人才搭建更大的平臺(tái)?!拔业耐降苤?,還有博士生呢!”趙增權(quán)說,工作室成立以來,已取得國(guó)家級(jí)發(fā)明專利39件、實(shí)用新型專利49件,編寫培訓(xùn)教材7冊(cè),解決現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)難題109項(xiàng)。

《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2025年05月20日 06 版)

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編輯:方琳
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