井下套管閥全面質量管理過程控制探討

劉 偉 陳若銘 張興國

中國石油西部鉆探工程有限公司 鉆井工程技術研究院玉門分院 （甘肅 酒泉 735000）

井下套管閥全面質量管理過程控制探討

劉 偉 陳若銘 張興國

中國石油西部鉆探工程有限公司 鉆井工程技術研究院玉門分院 （甘肅 酒泉 735000）

在井下套管閥產業化推廣應用中，科學應用全面質量管理過程控制技術可有效提高技術服務水平。通過對井下套管閥制造、組裝和技術服務的過程控制進行全方位剖析，形成了一套行之有效的作業規范。實踐表明，全面質量管理過程控制可以保證產品出廠合格率及技術服務質量，產生良好的經濟效益。

井下套管閥 全面質量管理 過程控制

井下套管閥是中國石油西部鉆探工程有限公司克拉瑪依鉆井工藝研究院歷經多年獨立研發的具有自主知識產權的新型井下工具。該工具應用于欠平衡鉆井作業中，輔以配套技術，可實現全過程欠平衡作業，以滿足油田公司準確識別、評價及開發油氣層的需求。該產品系列已獲得國家發明專利1項，實用新型專利27項，并被評為“中國專利優秀獎”，打破了國外產品在該領域的壟斷。所謂全面質量管理，就是以質量為中心，以全員參與為基礎，目的在于通過讓顧客滿意、所有成員及社會受益而達到長期成功的管理途徑。為大力推進井下套管閥的產業化進程，積極發揮其作用效能，該產品的廠房組裝及現場推廣由克拉瑪依鉆井工藝研究院新產品推廣中心 （以下簡稱新推中心）承擔。在井下套管閥的產業化進程中，新推中心能積極應用全面質量管理技術，從井下套管閥全面質量管理過程控制上下功夫，形成了一套行之有效的作業規范。實踐表明，該產品出廠合格率達到100%，現場技術服務水平顯著提高。

1 井下套管閥的全面質量管理

全面質量管理的實踐，對于企業的發展具有里程碑的意義。其先進的系統管理思想、有效的質量管理體系、從顧客需求出發的管理內涵對于提高企業競爭力具有巨大的現實意義。新推中心從推廣井下套管閥伊始就注重產品質量和服務水平，對井下套管閥質量形成的全過程和全范圍進行了嚴格的管理和控制，并建立了有效的全面質量管理體系。現將其主要內容闡述如下：

（1）質量方針：以科研為基礎，提高鉆井工藝技術水平；以效益為中心，提升市場競爭綜合能力；以服務為宗旨，提供優質服務，增進顧客的滿意。

（2）質量目標：科研項目計劃完成率達到95%以上；機械產品出廠合格率達到100%；技術服務合同履約率98%以上。

（3）質量體系：按鉆井工程技術研究院質量管理要求建立了3層質量體系文件，第一層為質量手冊，第二層為程序文件，第三層為技術安全標準、工作標準、崗位責任制、設備儀器操作規程、管理制度和管理辦法、應急預案、“兩書一表”和圖紙、記錄等。

（4）質量策劃：針對井下套管閥機械加工要求精度高，組裝程序多，測試風險大等特點，制定了零部件進貨檢驗、井下套管閥裝配、井下套管閥試壓、井下套管閥技術服務等系列標準規范；采購了必須的檢驗設備如試壓泵（包括液壓泵、氣驅動力泵、手動試壓泵）、空氣壓縮機、通徑規、內徑千分尺、外徑千分尺、游標卡尺、硬度計等；編制了質量記錄臺賬。

（5）質量成本：由新推中心主管領導負責質量成本預算、控制，并設有成本核算員崗位配合工作。

（6）質量改進：為提高井下套管閥出廠合格率和現場技術服務的成功率，根據廠房裝配經驗和各油田現場技術服務實踐，對其影響質量的各因素進行了分析并加以改進，達到了降低成本增加效益的目的。

（7）質量文化：新推中心為保證井下套管閥順利推廣，從成立之初就進行質量教育，全體員工樹立了注重質量服務用戶的理念。成立井下套管閥QC小組，積極開展QC活動并發布QC成果，獲得 2007～2008年度新疆自治區優秀質量管理小組、2009年西部鉆探工程公司QC成果發布一等獎等榮譽稱號。

（8）質量審核：接受鉆井工程技術研究院質標中心的統一內部審核。

2 井下套管閥質量過程控制

井下套管閥質量過程控制包括制造、組裝、技術服務過程控制，每個過程環節的質量控制都會最終影響到井下套管閥的現場應用效果評價，現將其各過程質量控制分析如下：

2.1 制造質量過程控制

工序是制造過程的主要環節，井下套管閥機械加工工序能力指數(CP)是衡量其加工質量的一個重要參數。如采用分層抽樣法對FJQ245型井下套管閥內滑套密封槽加工尺寸進行計算，其計算方法適用于井下套管閥其它零部件，結果如表1所示。

經測得樣本平均值X=250mm，計算樣本標準偏差為：

式中 s—樣本標準偏差，mm；

Xi—第i個實測數據，mm；

X—設計要求數據，mm。

故加工工序能力指數：

式中 Cp—工序能力指數；

T—為公差范圍，mm。

根據抽樣計算結果，1＜Cp＜1.33，判定該井下套管閥零件工序能力等級為2級，即工序能力尚可。針對該工序能力，新推中心主管領導與協作生產廠家進行了溝通，要求協作廠家嚴格控制加工工序，且必須使用數控機床加工，以確保零部件質量關。另外，還派專人前往加工車間進行質量監督，對于一些零部件經常出現的質量缺陷加以工序改進。以上舉措有效提高了井下套管閥零部件的加工質量。

2.2 組裝質量過程控制

為加強井下套管閥組裝質量，按照井下套管閥組裝工作標準，新推中心對井下套管閥的組裝工序制定了相應組裝順序表，做到每個配件質量嚴格把關，每道工序專人負責，確保了井下套管閥組裝成功率100%。井下套管閥組裝分為前期準備、裝配、試壓、包裝，其組裝流程如下：①零件的清洗、毛刺修整準備工作；②閥芯的修整、裝配；③閥芯與本體Ⅱ的裝配；④內滑套與閥芯的裝配；⑤本體Ⅰ與本體Ⅱ裝配；⑥上、下接頭分別與本體Ⅰ、本體Ⅱ裝配；⑦固定套與上接頭裝配；⑧套管雙公短節分別與上接頭、下接頭裝配；⑨井下套管閥注油試壓、整體注水試壓；⑩外觀噴漆與包裝。

為確保井下套管閥的額定工作壓力，需對組裝完成的井下套管閥進行測試。測試分為2類：一是對井下套管閥循環油路進行壓力測試；二是對井下套管閥工具本體進行注水承壓測試。只有滿足了以上測試條件的井下套管閥才可以出廠應用。新推中心專門成立了測試小組，按需求采購了相關試壓設備及配套工具等，制定了井下套管閥試壓操作規程，對每一套井下套管閥進行嚴格測試，確保了出廠產品合格率。

2.3 技術服務質量過程控制

井下套管閥技術服務現場施工涉及配合多、測試多、時間緊、風險大等特點，為了提高技術服務質量,新推中心制定了井下套管閥現場技術服務規范，明確規定了技術服務程序、工藝措施。為確保技術服務質量水平，質量控制方法制定如下。

2.3.1 加強教育培訓

新推中心強調質量意識，對技術人員進行質量管理體系培訓；注重提升技術人員專業素質，開展一系列鉆井知識培訓活動，如欠平衡鉆井技術交流、井下套管閥現場安裝技術探討、固井完井工程等；新推中心技術人員通過崗前培訓、崗位練兵、現場實戰等方法已經掌握井下套管閥安裝、操作工藝，并能根據油田區塊特點調整作業工藝。

表1 FJQ245井下套管閥內滑套密封槽分層抽樣檢測數據

2.3.2 加強設備的檢查維護力度

現場按照井下套管閥現場質量檢查表，對井下套管閥本體及配套設備進行嚴格檢查，確保其質量要求。井下套管閥本體現場質量檢查包括對井下套管閥、轉換短節的扣型及鋼級進行核對，確保其能順利入井。對井下套管閥本體循環油路進行承壓測試，驗證其工作狀態是否正常。配套設備質量檢查包括氣動液壓泵及手動液壓泵工作狀態、各種高壓軟管、氣動管線承壓能力檢測、天滑輪轉動狀態及鎖緊裝置檢查、液壓管線滾筒轉動狀態及管線承壓性能測試各種施工工具及管線接頭等配套工具工作狀態等。

2.3.3 加強技術服務的程序化及標準化

在生產工作中，新推中心出臺了切實有效的規程、標準及規章制度，用于約束員工的行為，以達到提升工程質量、杜絕違章作業、防止事故、消除隱患的目的。新推中心現已成立3年，在領導重視、全員參與的基礎上，各方面工作均已步入正軌，并進一步邁向規范化、程序化、科學化。新推中心相繼出臺了質量控制方針及目標、崗位責任制、崗位設置圖、應急處置預案、作業指導書、作業計劃書、檢查表、現場技術服務總結格式、現場施工記錄、廠房使用管理辦法、野營房使用規定、現場技術人員要求、值班車輛管理規定等。還建立了新推中心培訓臺帳、設備臺帳、監視監測臺帳、QHSE設施臺帳、合格供貨方臺帳、進貨檢驗驗證記錄、計量器具校驗臺帳、學習培訓記錄等。另外，還要求對新推中心組裝的產品統一編號，建立合格產品管理檔案。

2.3.4 加強工程技術的科學化

在井下套管閥作業前，技術人員能同井隊及其它協作方進行充分交流，全面掌握現場信息，并下發相應的技術要求及作業指令，按照工藝流程逐步完成相關工序?，F將井下套管閥技術服務質量的控制要點簡述如下。

（1）井下套管閥液壓系統密封承壓的質量控制：工具入井前的本體密封承壓測試；工具與套管柱相連后的本體及系統油路密封承壓測試；工具下到預定井深后的系統油路密封承壓測試；高壓軟管從套管頭側孔牽引后的系統油路密封承壓測試。

（2）液壓管線的質量控制：管線中應充滿液壓油；應避免被吊卡或方瓦擠毀；應防止被井口防噴設備內部臺階碰傷；應防止因副管卡箍錯位而引起的碰傷；應防止井口不正、井眼彎曲所引起的刮傷。

（3）液壓管線切割位置、高壓軟管回旋高度的質量控制：液壓管線切割位置不當，會帶來諸如高壓軟管在套管頭內堆積過多被套管頭坐掛卡瓦切割之風險，更甚者會引起高壓軟管無法引出而不能開展后續作業。新推中心通過理論計算加以現場實踐，已經制定出精確計算切割位置的計算方法，提高了現場技術服務水平。

計算原則：液壓管線切割位置要求距離倒數第二個接箍以上至少30cm，且距離套管頭側孔距離應在0.80～1.80m之間。套管頭上部高壓軟管長度不得短于1.50m，如圖1所示。

圖1 液壓副管切割位置計算圖示

式中 x—液壓管線切割位置；

L—最后一根套管長度；

a—套管節箍長度；

b—吊卡高度；

k—吊卡數量；

c—轉盤面高度；

d—井場平面距套管頭側孔高度；

e—套管頭側孔距液壓管線切割位置高度；

m—半封下端面至套管頭上端面高度；

n—轉換法蘭下端面至套管頭側孔高度；

r—半封下端面至高壓軟管回旋頂端位置高度；

y—高壓軟管回旋頂端距離倒數第二個節箍高度。

（4）起下鉆具過程中井下套管閥工藝控制：在起下鉆作業中，當進行井下套管閥的開啟或關閉作業時，要求入井鉆具下端面必須處于井下套管閥閥板上部20～50m，以防止破壞套管閥工具內部組件。現場可通過對鉆具編號，下入鉆具接頭或加重鉆桿等方法予以識別控制。

（5）下入特殊鉆具組合時的質量控制：當需下入套管刮壁器、中途測試儀器等特殊鉆具時，應精確計量下入工具本體的最大外徑，分析其彈性壓縮性能，經判定安全后方可入井。在鉆具通過井下套管閥時，速度應適當放緩，如遇阻則應上提鉆具，轉動一定方向后再緩慢下放，直至成功通過。

3 結論及建議

（1）實踐表明，在井下套管閥產業化進程中，應用全面質量管理過程控制技術，可有效改善和提高各工序能力，加強質量控制點的確定和實施，便于技術人員明確崗位職責，創造性地做好本職工作，從而有效提高井下套管閥的產品質量和技術服務水平。

（2）在井下套管閥技術服務中，現已形成全面質量管理過程控制的系列操作規范，可有效指導現場作業。但需注意的是質量過程控制是一個系統工程，還需全體員工不斷加強理論體系的學習與研究，并持續改進，以切實發揮全面質量管理過程控制的最佳應用效果。

[1]蒲倫昌.全面質量管理基礎教程[M].北京:中國經濟出版社,1999.

In the industrially promoting application of downhole casing valve,the total quality management process control can effectively improve the level of technical services.A set of operating standards for the total quality management are established according to the whole analysis of the manufacture,assemble and technical service processes of downhole casing valve.Practice shows that,the total quality management process control can ensure the factory pass rate and technical service quality of products,and therefore good economic benefit is obtained.

downhole casing valve;total quality management;process control

劉偉（1972-），男，高級工程師，現主要從事鉆井專業相關項目的科研及現場技術服務工作。

尉立崗

2012-09-10▌