1、,研制油管井口刮油装置,小组名称： 作业大队浪锋QC小组发 表 人： 孙 连 会单位名称：华北油田公司第二采油厂,汇 报 提 纲,一、小组概况 二、选择课题 三、设定目标 四、提出方案并确定最佳方案五、制定对策表 六、按对策表实施七、确认效果八、标准化 九、总结与今后打算,表1： 小组简介,图1：荣誉证书,一、小组概况,表3 活动时间计划表,表2 小 组 成 员,汇 报 提 纲,一、小组概况 二、选择课题 三、设定目标 四、提出方案并确定最佳方案五、制定对策表 六、按对策表实施七、确认效果八、标准化 九、总结与今后打算,1、问题的提出 井下作业现场起出油管时，如果井筒未做洗井处理或处理效果不好
2、、管内液体回流油管与套管环形空间后，上提过程中油管外壁都会附带油污，造成大面积污染，是环境保护法严令禁止的，必须采取措施加以治理。,二、选择课题,图2：油管外壁油污,主要问题：(1) 操作人员手套刮削，污染源有害操作人员的身体健康，甚至会因污物喷射入眼、地面湿滑形成摔跌等安全隐患，导致员工满意度极低，冬季尤其严重 。,图3：人工刮削,图5：装拆装置需下提升短节,(2) 以冲砂自封装置代行刮削，上压盖为一完整的空心圆柱体，拆除时先卸掉必须的4根螺栓、还要下入短节将上压盖及橡胶芯带起再卸扣取下，至少需4分种以上时间，而行业要求的起下油管时实施一次防喷井控演练的总时间只有180秒，这样的刮油装置显然
3、耗时太多,上压盖,胶芯,2、影响因素的调查分析,表5：起带液油管工序的员工满意度调查统计表,分析表4、表5确认起外壁带污油管时现用刮削手段突出问题： (1)借用不易拆卸的刮削装置导致井控超时多，行业不允； (2)手工刮削存在污染隐患、健康隐患导致员工满意度极低。,3、确定课题 如何消减起外壁带污油管时的污染、健康隐患以提高员工满意度并杜绝井控超时问题哪？ 小组成员接受厂质量安全环保科、工程技术研究所指令，经反复讨论，共认只有推陈出新才能根本解决。因此，选定课题： 研制 油管井口刮油装置,三、设定目标,1.确定目标值 （1）厂质量安全环保科对装置效果指令目标:每口井油管外壁污染源落地总量1000
4、毫升； (2) 厂工程技术研究所对装置效果指令目标:每次拆卸用时20秒。 2、目标值可行性分析(1)厂质量安全环保科对装置效果指令目标分析,目前使用冲砂自封装置代行刮削，胶芯在正常状态下可将油管本体上污染源基本刮下的。参阅图7，但油管接箍与本体的丝扣连接处因外径不同形成径沟，每根会有8毫升左右的污染源残存，当油管接箍坐到吊卡上平面时，会有5毫升左右的污染源残存从径沟被挤出，形成于吊卡表面的会被操作人员抹掉，进入吊卡内腔的则有可能中途落地。 表4显示每口井油管外壁有污染源的约为140根，以此推算最多为700毫升左右。 因此，只要我们的工具形成的刮削功能等于或接近胶芯，每口井油管外壁污染源落地总量
5、1000毫升的目标值是可行的。,图7：油管结构,径沟,（2）厂工程所对装置效果指令目标分析 参阅图3，员工带手套刮削时，停止刮削撤出井口大约需要4秒钟。它的速度高于冲砂自封装置，一是因为两瓣结构比一体结构易分易合，二是人体灵活的控制固定比采用螺栓固定位置的冲砂自封装置更简单。延展上述思路，如果我们把两手两臂的功能使用某种机械装置代替，液动气动是均有可能在5秒或略长的时间内实现装置停止刮削撤出井口的。 因此，只要打破一体型结构并放弃使用螺栓的固定形式，每次拆卸用时20秒的目标值也是可行的。,机械臂型,水力喷射型,分瓣围控型,智能型,底圆遮流,凸轮旋紧,压差封闭,无线遥控,闸门开关,胶皮封闭,压差
6、回流,整体保护,旋转选向,快速入扣,小巧轻便,定压封闭,快速接头,手柄提环,上下液槽,旋转加速,减少动作,带压作业,节约成本,装置要求,缩短丝扣,油管井口刮油装置,1、提出总体方案并确定最佳方案 （1）创新切入 确定课题后围绕实现 “油管井口刮油装置 ”,小组成员运用“头脑风暴法”提出想法，整理成亲和图,四、提出各种方案并确定最佳方案,图10：亲和图,（2）各总体方案的初评,实地考察，将各种方案的构思现场模拟，重点分析技术可行性及安全性，意在早期淘汰没有技术可行性及安全性的个案。,表6 ：各总体方案的构思分析统计表,分析表6确认：否决存在安全隐患的水力喷射型，确认机械臂型、分瓣围控型、智能型进
7、入复评。,（3）复评确定各总体方案的试验顺序 小组编排复评考察因素,重点是经济性、难易度、小组成员信心指数。借助量化依据，确定试验顺序。,通过表7否决信心指数最低的智能型，确定剩余总体方案的试验顺序：分瓣围控型，机械臂型。,表7 ： 各总体方案的复评统计表,（4）试验确定最佳总体方案,试验考察重点因素：刮削、快速拆卸两项关键功能。 两瓣刮油器控制套、两瓣刮油器、安全护板都需有快速拆卸功能，两瓣刮油器还要具有刮削功能，是项目的关键，因此首先对它进行试验选择。,A：两瓣刮油器关键功能的试验 试验目标值：（1）油管外壁无污染源滴落；（2）脱离油管本体用时不超8秒。,图13：两瓣刮油器结构图,工作原理
8、：弹簧锁扣拉柄回拉压下即可将补夹底盘、补刮油板、补夹上盘的结合体与主夹上盘有效连接并锁紧，随后主刮油板和补刮油板即可对上移运动中的油管表面进行刮削；弹簧锁扣拉柄上抬一个动作则压簧放松即解除锁紧，补夹底盘、补刮油板、补夹上盘的结合体脱离弹簧锁扣的控制沿定盘螺栓外转即解除对主夹底盘、主刮油板、主夹上盘结合体入管缺口的封闭，使其脱离油管本体实现本身5-10秒内的迅速拆除。,16：试装刮油器,图17：车间试验刮削,图18：车间试验解除,A试验确认：两瓣刮油器关键功能试验达标，可进行两瓣刮油器控制套的功能确认。,B：两瓣刮油器控制套关键功能的试验 小组多数成员建议B试验主要进行两瓣刮油器控制套的核心部件
9、快速销的功能试验，验证它是否可以锁得紧撤得快试验目标值：（1）锁紧后两瓣间隙6毫米；（2）快速销脱离两瓣环耳用时不超8秒。,内有挡球限位,内有凡尔球,图19：两瓣刮油器控制套的俯视图,图22：快速销车间试验,两面去弓,底部扁铲状,B试验确认：两瓣刮油器控制套关键功能试验达标。,综合分析A、B试验确认：分瓣围控型的油管井口刮油装置关键功能试验基本达到课题目标，为最佳总体方案。2、提出分解方案并确定最佳分解方案(1)提出并确定两瓣刮油器控制套最佳方案 A：顶护板 作用是支撑油管吊卡及相应管柱质量，配合主套体支撑环105和辅套体支撑环302控制刮油板在有限内腔内活动。,图24：两瓣刮油器控制套结构,
10、a.外径：丈量华北油田井下作业常规配置SFZ1821防喷器上法兰外径380毫米高度60毫米，考虑要有效支撑上部吊卡，要尽量瘦身，以现有技术推定为360毫米。,b.内径：SFZ1821防喷器上法兰内径180毫米，冲砂自封上法兰内径120毫米，推定其内径150毫米。,c.高度与材质：曾经推广过的防喷器上的速拆式护板采用厚10毫米A3钢板，使用1年后才有沿边5毫米的翘起变形，而本控制套的设计是半圆箍套，可有效防止全边起翘，因此推定高度是10毫米A3钢板。,B：支撑环 参阅图24，主套体支撑环105和辅套体支撑环302在在对等切割前为一体的圆柱形支撑环。 作用是支撑顶护板，内腔用以容纳安装两瓣刮油板。
11、,a.外径：参考顶护板360毫米外径设计，考虑要有效支撑顶护板上部吊卡和管柱质量，要尽量瘦身减重，外径可以更小些，推定为340毫米。,c.高度：丈量两瓣刮油板试验件厚度63毫米，预留其上下活动量20毫米以上，因此推定高度是85毫米。,b.内径：丈量所用冲砂自封中胶塞外径250毫米，预留其左右活动量20毫米，推定其内径270毫米。,表10 ： 支撑环材质方案对比,d.材质：,C：法兰套 参阅图24，主套体法兰套101和辅套体法兰套304在对等切割前为一体的圆柱形法兰套。 作用是箍套在防喷器法兰盘的底部支撑固定支撑环及顶护板。,图28：测量防喷器法兰高度,a.凹腔内径：参阅图28，SFZ1821防
12、喷器上法兰外径380毫米，考虑上法兰长期使用会有轻微磕碰变形及安装间隙因素增量4-6毫米为宜，因此内径定为384毫米。,b. 凹腔高度：参阅图25，SFZ1821防喷器上法兰高度63毫米, 考虑上法兰长期使用会有轻微磕碰变形及安装间隙因素增量3-5毫米为宜，因此推定凹腔高度是68毫米,c. 外径：在凹腔内径基础上增加10毫米，推定其外径394毫米。,d.底盘内径: 作用是钩挂在防喷器法兰盘的底部，现场试验显示小于所用防喷器上法兰盘外径50-70毫米为宜，推定为330毫米。,基于上述A、B、C等程序，提出两瓣刮油器控制套最佳方案：顶护板外径360毫米、内径150毫米、高度10毫米、A3钢板；支撑
13、环外径340毫米、内径270毫米、高度85毫米、45铬钼钢；法兰套凹腔内径384毫米、凹腔高度68毫米、外径394毫米、底盘内径330毫米。,（2）提出并确定两瓣刮油器最佳方案,两瓣刮油器应用中，很多因素会影响刮削效果和拆卸速度，为此利用正交实验法，优选主要参数。明确实验目的：检查油管外壁刮削效果。确定考察指标：油管外壁污染物残留。挑因素、选水平、制定因素水平表：,表11： 因素水平表,表12：实施试验方案统计表,提出两瓣刮油器最佳方案：主夹底盘、主夹上盘外径250毫米、内径170毫米、开口外间距79毫米、厚度5毫米20钢板；补夹上盘、补夹底盘扇形弧度174度；主刮油板外径250毫米、内径68
14、毫米、开口外间距79毫米、厚度10毫米聚氨酯板；补刮油板扇形弧度174度；弹簧锁扣拉力400牛。,13： 试验后因素水平排序表,（3）提出安全护板最佳方案,图29中， 1顶板、2圈围护檐、3把手。 作用是支撑油管吊卡及相应管柱质量，保护两瓣刮油器控制盘顶护板平面安全并消除环耳意外开焊时两瓣横移导致伤人事故的风险。,图29： 安全护板结构图,A：顶板a.外径：两瓣刮油器控制套顶护板外径360毫米，两瓣闭合实际间隙及操作需求间隙，定为366毫米。b.内径：取SFZ18-21防喷器内径180毫米和两瓣刮油器控制套顶护板内径150毫米的中间值，定为165毫米。c.开口：大于直径73毫米加厚油管接箍外径
15、，定为96毫米d.材质与高度：同于支撑环为45铬钼钢10毫米。,B圈围护檐a.内径：同于顶板外径，定为366毫米。b.外径：内径加14毫米，定为380毫米。c.高度：顶护板加支撑环高度，定为95毫米。d.材质：同于支撑环为45铬钼钢。,研制油管井口刮油装置,分瓣围控油管井口刮油装置,控制套,安全护板,两瓣刮油器,顶护板外径360内径150高度10毫米A3钢板；支撑环外径340内径270高度85、45铬钼钢；法兰套凹腔内径384凹腔高度68外径394底盘内径330毫米,主夹底盘、主夹上盘外径250内径170开口外间距79厚度5毫米20钢板；补刮油板扇形弧度174度；弹簧锁扣拉力400牛。,圈围护
16、檐外径380高度95毫米；顶板内径165开口间距95高10毫米；把手半圆外径130毫米；线切割氩弧焊。,（4）合议确定分解最佳方案,图30：分解最佳方案树图,五、制定对策表,六、按对策表实施,实施一：据对策“制作控制盘 ” 实施,(1)2015年5月22日由小组成员王铁峰在长青机械厂按加工图1-1要求制作顶护板。,(2)2015年5月22日由小组成员王铁峰在长青机械厂按加工图1-2要求制作支撑环。,图31 车顶护板,(4)2015年5月24日由小组成员王铁峰在长青机械厂按加工图1-4要求制作环耳。,(3)2015年5月23日由小组成员王铁峰在长青机械厂按加工图1-3要求制作法兰套。,(5)20
17、15年5月26日由小组成员陈辉在长青机械厂按加工图1-7要求监督焊接组配成型。,图34焊接初组,(7)2015年5月29日由小组成员陈辉在长青机械厂按加工图1-9要求监督焊接组配定型。,(6)2015年5月27日由小组成员王铁峰在长青机械厂按加工图1-8要求线切割分瓣。,图35 线切割分瓣,（8)2015年5月29日由小组成员王铁峰、陈辉在长青机械厂对加工完成的控制盘检测。,图38 控制盘,图37 车间检测,结果：手工拆取耗时7秒达到目标,实施二：据对策“制作两瓣刮油器 ” 进行实施,(1)2015年5月22日由小组成员孙连会在鑫星机械厂按加工图2-1要求制作主刮油板,(2)2015年5月22
18、日由小组成员孙连会在鑫星机械厂按加工图2-2要求制作补刮油板。,(3)2015年5月22日由小组成员孙连会在鑫星机械厂按加工图2-3要求制作主夹底盘和主夹上盘。,图39 ：制作主刮油板,(4)2015年5月22日由小组成员孙连会在鑫星机械厂按加工图2-4要求制作补夹底盘和补夹上盘。,(5)2015年5月22日由小组成员王东在鑫星机械厂按加工图2-5要求购买拉力400N弹簧。,(6)2015年5月22日由小组成员孙连会在鑫星机械厂按加工图2-5要求制作弹簧锁扣。,图41： 弹簧锁扣,(8)2015年5月22日由小组成员王东在鑫星机械厂按加工图2-7要求组装两瓣刮油器。,（9）2015年5月26日
19、由小组成员孙连会、王东在鑫星机械厂对两个两瓣刮油器进行检验。,结果：手工拆取耗时7秒内，刮削油管外壁污染源残留无滴落达到目标。,图42：两瓣刮油器,实施三：据对策“制作安全护板 ” 进行实施,(1)2015年5月24日由小组成员王书武在工具队车间按加工图3要求加工安全护板圈围护檐、顶板、把手。,(2)2015年5月25日由小组成员王书武、李希凡在鑫星机械厂对安全护板进行监督组配。,(3)2015年5月25日进行检验。,图43：安全护板,结果：手工拆取耗时2秒达到目标。,实施四：据对策“组装试验” 进行实施,（1）2015年6月6日由小组成员张海龙、陈二龙在X05568队的岔15-430井防喷器
20、上进行分瓣围控型油管井口刮油装置的现场组装。,（2）进行起出外壁有污染源油管时的现场试验。,图44： 刮削,图45： 手拆安全护板,结果：拆卸用时16.5秒；井油管外壁污染源落地总量650毫升。,图46： 手拆控制套,图47： 手拆刮油器,试验结论：使用分瓣围控型油管井口刮油装置时拆卸用时20秒、井油管外壁污染源落地总量1000毫升的目标值达到,现场实验取得成功。,1.确认课题完成情况,七、效果确认,结论1：使用分瓣围控型油管井口刮油装置时拆卸平均用时20秒的目标值达到。,表15与表4对比：拆卸相应刮削装置用时由过去实际的231秒、计划的20秒降到现在的17.3秒。,结论2：使用分瓣围控型油管
21、井口刮油装置时，井油管外壁污染源落地总量1000毫升的目标值达到,分析确认:本次活动成功解决油管井口刮油装置的研制问题，完成小组本次活动目标。,(1)由于我们对冒油管柱有了有效的控制装置，截止到2015年12月25日避免了6口油管外壁污染源严重的二次洗井，同时各避免延工1天（相关因素：压井成本费用4090元，二次洗井结算费用1000元，作业日费9699元）对比节约：（4090-1000+9699）6=76734元(2)按华北油田公司修井HSE作业指导书要求，对于一些位于学校、医院、民居、工厂、鱼塘、古建筑物等敏感地区的施工井压井用液要在1.5倍井筒容积的基础上加1罐，平均15 立方米，使用油管
22、上口防污控流装置后，省却了15 立方米 液的保险压入 ， 即可使油井提早平均1.1天出油。（相关因素：冀中原油价格：4000元/吨，吨油成本：998元/吨，原油资源税：18.33元/吨，天然气资源税：6.27元/千方，税率：20%。采油二厂油井平均日产1.85 吨，统计23口井）对比创效:（4000-998-18.33）801.851.122106863.12元（3）工具制作费用7300元（4）队半年合计效益:76734+106863-7300 =176297 元,2.确认经济效益,3.确认社会效益,（1）大大消减了起带液油管时污染隐患、健康隐患、井喷风险；（2）减少了污染源处理工作量，降低了
23、员工劳动强度；（3）因污染引发的工农矛盾明显减少，利于和谐社会的共建。（4）新工具改变了工作环境，使起外壁带污染源油管时的员工满意度明显提高,表16：起带液油管工序的员工满意度调查统计表,表16与表5对比：员工满意度由过去的6 升到现在的91 。,八、标准化,该成果经专家鉴定后，在工程技术研究所的指导下制定油管井口刮油装置使用规定。,经厂安全环保科批准写入本大队重要风险控制措施清单，作为修井HSE作业指导书重要内容，用于规范本大队起带液油管时的现场操作。,九、总结和今后打算,1、通过本次PDCA活动，小组成员分工协作，各展所长，再次提高了成员团队协同作战能力。 2、本次活动又成功解决了一种常见工序中急需解决的健康、环保隐患问题，而且带来了一定的经济效益和社会效益。 3.刮油板控制套 及两瓣刮油器于2016年8月获中国实用新型专利授权。 4、工具仍存在继续改进求精的巨大空间：如将法兰套在保障强度的基础上瘦身减重，则更有利操作。,今后打算: 下一步我们仍以支持企业安全发展、清洁发展、节约发展、和谐发展为己任，决定将研制井口油管控流装置 作为继续活动的新目标。,图51,汇报结束谢谢!,
