降低导向轮对电缆的损伤率

刘国梁 ,刘晨阳 ,刘学 ,路庆峰

中原油田采油气工程服务中心机械采油技术服务中心  河南省濮阳市  457001

一、课题选择

电潜泵采油是中原油田的一种重要采油方式，在油田生产中占有重要地位。机采中心为了更好地为油田上产服务，制定了电泵机组平均运转周期不低于320天的目标值。潜油电缆承担着电泵机组动力输送的重要作用，出现任何问题都可能导致整个机组停止运行。在保证潜油电缆出厂质量的基础上，现场施工是影响其运行周期的一个重要因素。因此，降低潜油电缆损伤率、提高现场施工质量是提高潜油电泵运行周期的重要保证。

为此，我们创新小组针对电缆在现场受损的问题进行了技术攻关，选定“降低导向轮对电缆的损伤率”作为课题开展了一系列的活动。

二、现状调查

2022年，小组成员进行全程现场跟踪电泵井施工服务，经小组成员统计分析，因电缆损伤的原因影响现场施工达30井次。因电缆导向轮与电缆的摩擦力较大，对电缆造成不同程度的损伤就达12井次，占施工总井次的40%。

小组成员针对目前电缆在现场施工过程中存在的问题进行了详细的调查和统计，分析出影响潜油电缆下井质量的因素：

1、由于导向轮与电缆的主要接触部分是支撑杆，导向轮对电缆的损伤主要是支撑杆对电缆的损伤，如果速度过快，支撑杆与电缆之间的摩擦力加大，就很容易使电缆脱铠，造成电缆无铠甲防护，下井时导致电缆的绝缘层损伤，进行返工。

2、导向轮由于长时间的使用，造成导向轮支撑杆上积满油泥，增加电缆与导向轮之间的摩擦力，受力不均匀时会使电缆滑向一边，容易卡住电缆，造成损伤。

3、原来现场施工时用的导向轮上面的支撑杆是用直径为1CM的钢筋制作的，很容易粘上油泥，增大与电缆之间的摩擦力，产生拉伤和脱铠现象，影响了施工进度。

三、确定目标

通过对发生电缆损伤的12井次进行观察、分析，其发生故障的现象均为铠皮挂伤，绝缘层损坏等。确定只要防止导向轮拖挂电缆，故障率就完全可以降为0，考虑到其它因素的影响，我们把本次活动目标确定为：导向轮对电缆的损伤率由40%下降到10%。

四、原因分析

小组成员针对电缆在现场施工中存在的问题，进行深入的现场调查，多次讨论、分析其发生的原因，进行认真分析、汇总，找出了8个末端原因。

五、要因确认

根据找出的8个末端原因，进行分析，确定造成电缆损伤，安装质量差的主要原因。

1、责任心不强

经常对职工进行责任心教育。要求职工人人重视质量，增强质量意识，严把质量关。因此不存在责任心的问题，故此原因不是主要原因。

2、操作技能低

    技术服务站施工班分三个组，每个组都有2名高级技师.技师，小组其他成员也都是高级工，完全具备潜油电泵机组现场安装的操作技能，故操作技能低不是主要原因。

3、培训不到位

我们每月都要进行四次技术培训，而且每月都要进行考试。重点培训潜油电泵机组现场施工和投产。故培训不到位不是主要原因。

4、输送空间狭小

电缆输送受设计尺寸限制，导向轮中间的空间不能太大，否则会使电缆打扭。体积不能改变，否则会引发更多的质量问题。故不是主要原因。

5、工艺规程不完善

针对潜油电缆的施工，电泵ISO9001质量体系文件里有完整的操作规程，故不是主要原因。

6、导向轮与电缆的摩擦力大

潜油电缆在现场施工中，往井下输送时与导向轮的接触主要是与导向轮的支撑杆相接触。支撑杆是固定在导向轮两侧面板上的。输送电缆时会与电缆铠皮上的台阶接触，产生阻力；另外，导向轮使用久了，还会有很多油泥粘附在支撑杆上，也给输送电缆增加了很大的阻力，影响了施工速度和质量。所以此原因为主要原因。

7、现场安装环境多变

潜油电泵机组的整个安装过程都是在野外进行，不可避免的遇到黑天、严寒刮风等不利天气，这些都会影响电缆施工安装质量。但我们在施工过程中认真操作，可保证有效施工质量，故不是主要原因。

8、井况复杂

中原油田使用的潜油电泵机组深度多为1600～2500m，井下温度为60～150度，压力为20MPa左右，这些客观条件无法改变，只有通过提高电泵机组安装质量来满足不同井况需求。故不是主要原因。

由以上原因分析可知，在施工过程中造成电缆损伤的主要原因是：导向轮与电缆的摩擦力大。

六、制定对策

针对导向轮影响电缆质量的主要原因，小组成员经过讨论，运用PDCA方法，对照目标值，提出了解决问题的对策。

七、对策实施

通过小组成员的研究、分析和讨论，决定设计制作新型的电缆导向轮来解决原来支撑杆摩擦力过大的问题。

实施一

1、利用滚动轴承当支撑杆来代替传统的钢筋或者钢筋外部带套管当支撑杆的做法。这样就使得轴承跟着电缆的传送而转动，从而减小对电缆的阻力，消除对电缆的损伤。   

2、导向轮下部由七个滚动轴承按等距和两侧面相连接，组成和电缆接触处的支撑面。

实施二

1、导向轮两侧面采用封闭的1mm厚的钢板，以防止在高空有油管头部或钢丝绳从侧面进入导向轮损伤电缆。

2、在左右两侧两个轴承对应中垂线上侧各焊接有一根10cm长的钢筋支撑两侧面钢板，选取这样的位置是便于高空作业人员穿越电缆。

3、在导向轮的最上方位置焊有悬挂口，用于钢丝绳的穿越并利于悬挂在井架一侧。

八、效果检查

通过小组成员的共同努力，经过制定对策和对策实施，达到了预期的目的，取得了明显的效果。

1、经过现场使用，达到了预期的目的，取得了明显的效果。降低了导向轮对电缆的损伤率，提高了潜油电泵机组的施工效率和质量，受到到了领导和同行的好评。2023年3月份以来，小组成员跟踪电泵现场施工15井次，没有发生一起因导向轮的原因而造成电缆脱铠和拉伤的现象。

2、效益分析

降低了导向轮对电缆的损伤率，提升了潜油电泵机组的安装质量，延长了潜油电缆的使用周期和使用次数。

（1）社会效益

原导向轮重25～35公斤，需要三个人30分钟以上才能安装完。该新型导向轮比较轻便。自重10公斤，仅需一人便可安装至井架，且只需在10～15分钟内完成，节约施工时间50％以上。降低了导向轮对电缆的损失率，提高了安装质量和施工速度；降低了劳动强度。

（2）经济效益

1）直接经济效益：

电缆损伤一处就需要修复的材料费用1000元；9吨卡车一个台班660元；16吨吊车一个台班1680元。根据2022年度检泵井次170次为参考：

一年可创效为：170×40%×（1000+1680+660）=22.712（万元）

2）间接经济效益：

每修复一处电缆损伤，如果拉回修理厂，来回大约共需要八个小时时间，按平均单井日产原油按3吨计算：

可多生产原油：3×8/24×170×40%＝68（吨）。

九、巩固措施

1、完善新型导向轮的使用方法，按期进行保养并制定操作规程，在相关现场安装单位推广。

2、坚持每月开展2次创新活动，不断提高小组活动水平。

3、做好职工技能培训工作，达到熟练掌握应知应会，提高业务素质和技能水平。

十、体会及下步打算

通过小组攻关活动，解决了导向轮对电缆损伤率高的问题，延长了潜油电缆的使用周期，减少了电泵机组的油井作业次数，降低了操作的劳动强度。

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