石油井架失效形式与维护对策分析

张浩 张坤(胜利油田技术检测中心， 山东 东营 257000)

石油井架失效形式与维护对策分析

张浩 张坤(胜利油田技术检测中心， 山东 东营 257000)

石油井架在施工中会遇到各种形式的伤害，造成井架承载能力下降，通过分析近些年井架检测结果，得出修井机井架和钻井井架常见的失效形式，并针对这些问题提出了维护对策和建议，以保证井架的安全使用。

井架；失效；维护

石油井架是钻、修井生产中的重要设备。在施工过程中，它必须承受钻柱、套管及游动系统的重量，最重可达到500多吨。井架的承载能力在一定程度上决定了钻机的钻深能力和修井机的修井能力。由于井架的作业特性和搬迁、安装过程中诸多因素的影响，井架结构会逐渐产生程度不同的腐蚀、变形、疲劳等局部或整体的缺陷，对井架结构承载能力均有不同程度的影响，直接关系到钻、修井作业的安全，所以分析出钻、修井井架的主要失效形式，准确评定各类石油井架的实际承载能力，对有效利用井架能力，避免安全事故，具有重大的意义。

1 修井井架失效形式

1.1 不规范的频繁搬家导致修井井架碰伤

修井井架搬家频率极高，一般1到2周就能搬家一次，因此在搬移的过程中往往会产生磕碰等外伤。经过检测修井井架主要受伤集中在中段背部横斜拉筋处和附近的主立柱上，主要原因是由于搬家时游车大钩横放在此处，路上颠簸时容易产生碰撞损伤。井架搬卸时野蛮作业、摔放也会导致井架立柱等发生变形。特别要注意立柱的弯曲变形，对井架受力影响非常大，此类失效形式约占80%。

1.2 绷绳受力不均导致修井井架主立柱整体弯曲

修井机井架工作时本身就具有一定的倾角，若绷绳受力不均匀，在受较大载荷的情况下井架立柱由于受力严重不均匀，有时会发生整体扭曲导致主立柱变形。此类失效形式约占20%。

1.3 井架立柱焊缝开裂

焊缝开裂的原因比较多，和焊接质量，受力情况等等都有影响。一般来说立柱上的主要焊缝非碰撞撕裂导致的开裂比较少见，但是一旦存在就是重大安全隐患，如今年检测到的某单位修井井架，根部焊缝已经有开裂现象，需要立即停工大修。此类隐患需要井架管理单位经常检查尤其对根部等重点部位加强日常作业前的检查。

1.4 由于内部封闭锈蚀，导致立柱壁厚变薄

井架主立柱为管柱型材的如果有孔隙，灌进雨水会造成内部封闭腐蚀，在立柱根部积水处壁厚明显变薄存在安全隐患，此类隐患较为隐蔽，不容易发现，在投产长的大修井架上发生较多，虽然所占比重不大，但是由于其隐蔽性，引起的后果往往较严重，应当引起井架使用单位注意。

2 钻井井架失效形式

2.1 不规范的搬迁运输导致钻井井架杆件或立柱碰撞损伤

钻井井架搬家时为分段运输，其立柱为圆钢的往往损伤较严重，使用该型材的主要为4500米的A型井架，从损伤部位看，主要集中在井架前立柱和部分外侧斜横撑，出现此类问题主要有两方面原因：一是井架在搬迁运输中，随意使用不合理的垫杠或野蛮操作造成的；二是与圆管自身的特点有关。此类失效形式约占70%。油田部分在用4500米A型井架承载能力偏低，普遍都存在该类损伤。

2.2 钻井井架底部背横梁弯曲

由于游车大钩在装卸水龙头或其他起下单根作业时前后摆动过大碰撞井架底部导致背横梁产生弯曲，此类损伤在K型井架中非常多见，严重的会导致横撑两端焊缝撕裂，两侧立柱产生弯曲变形，此类失效形式约占30%。

2.3 疲劳锈蚀等老化因素造成老旧大庆II型井架承载能力下降

油田在用的大庆II型塔架普遍投产已达20年以上，由于多年的野外作业，其存在主要问题还是大部分井架锈蚀较严重，杆件产生疲劳裂纹等。老旧井架普遍存在随意动焊现象，由于焊接处处理不当，导致锈蚀加大，存在安全隐患。

3 维护对策分析

(1)对于修井井架搬运碰撞问题，一定要注意在游车和井架之间加放木垫块和保护层，对游车加以固定以免发生碰撞。作业时注意每天都要检查井架绷绳的松紧情况，防止发生井架立柱扭曲的发生。

(2)对于钻井井架的搬运，一定要避免野蛮搬运，对井架各部分加以固定好后才能运输，使用木质垫杠避免垫杠导致立柱损伤现象发生。

(3)加强井架检测和使用的管理工作。由于部分井架使用单位借口任务紧、工况不合适或资金紧张等原因，有大量的井架超期服役，安全状况未知。需要进一步强调井架检测工作的重要性，做到应检尽检，避免事故发生。

(4)加快大庆II型等老旧井架的的报废速度或降级使用，加强生产中的监督，严禁在井架立柱和其他关键部位随意动焊；加强日常生产中的巡检工作，对关键焊缝每次开工前进行安全检查；制定完善制度，对于存在安全隐患的井架要及时进行修理，修复后经过检测才能投入生产。

张浩，工程师，现在胜利油田技术检测中心从事石油设备检测与评价工作。