呂慶鋼：為油管而戰

方寸匠心，不差毫厘。 攝影/侯小鵬

西北油田物資裝備管理專家呂慶鋼扎根一線32年，專攻油管適應性難題。

由于所處地域的特殊性，很多物資在東部油田用得好好的，到了中國石化西北油田就會出現水土不服，合格但不好用。

今年50歲的呂慶鋼，已經在石油行業工作了32年。跟油管等物資打了半輩子交道，他已是名副其實的物資裝備管理專家，并成為西北油田物資供應管理中心鋼鋼創新工作室的領銜人。雖然時常被油管問題折磨得“寢食難安”，但他從未有過放棄解決問題的念頭。

正是因為堅持，在創新的路上，他明辨油管毫厘之間的差別，取得了傲人的成績——發現油管短節外螺紋管壁厚度增加0.89毫米，平均連接強度就增加21%；制定6個企業標準，獲得4項國家實用新型專利，解決86項物資方面的疑難雜癥，為企業直接創效7億余元……

攻克油管斷裂難題

油管短節失效，會給安全生產帶來很大影響。

2015年以前，呂慶鋼每次聽到油管短節失效的事，都會心頭一顫。看著庫房里擺著的失效短節，他時常緊鎖眉頭，苦思解決方法。“總要把原因搞清楚。”

4年時間里，他多次到短節失效現場調查研究，尋找失效發生的規律。“那段時間，師父像著了魔一樣，每天白天上井收集第一手資料，晚上組織工作室成員討論。”呂慶鋼的徒弟鄧力說。

功夫不負有心人！

在對影響油管短節可靠性與使用壽命的制約因素進行系統研究分析后，他發現油管短節外螺紋管壁厚度減少1毫米，平均連接強度就降低10%；而管壁厚度增加0.89毫米，連接強度就增加21%。此外，上扣扭矩隨著上扣圈數增加，油管的連接強度隨之逐步升高。上扣圈數低于臨界值時，其連接強度下降較快。每少上一圈，連接強度降低15%。

如此精細的數據推算，基于大量的實驗論證。呂慶鋼堅信，毫厘之間，足以解決油管短節斷裂難題。

通過反復試驗，呂慶鋼找到了提拉載荷等4種主要影響油管短節可靠性與使用壽命的因素，提出壁厚偏差、短節偏心度等5個關鍵控制參數。

由此，他提出將100余種油管短節類型簡化為5種基本類型，制定了西北油田油管短節的加工圖紙和質量控制標準規范。

通過規范不同類型油管短節的加工圖紙、質量控制標準等，提高了油管短節的質量管理標準，最終形成了1個實用新型專利和3項企業標準規范。

“像這樣專門對油管短節進行研究改進的，在國內很少。而且我們制定了一整套油管短節制造標準，杜絕了不同廠家所生產的短節到生產現場后出現水土不服的情況。”呂慶鋼說。

該成果應用后，已經使用8000多根油管短節，但沒有發生一起油管短節失效事件，也沒有再因油管短節斷裂而引起誤工，直接經濟效益超過1000萬元。

讓廢舊油管重新上崗

在西北油田物資供應管理中心鋼鋼創新工作室里，廢舊油管分級管理模型擺在展臺上，管體上腐蝕坑密布。

呂慶鋼每次向來訪者解說時，都會讓人猜一猜這樣的管子還能不能用。很多人都會搖頭，表示這樣的管子肯定不能再用。而呂慶鋼就是把不可能變成可能的人。

“廢舊物資只是放錯了位置的寶貝。”呂慶鋼常常用這句話和身邊的同事開玩笑。

2017年以來，面對庫區一堆堆報廢油管，呂慶鋼時常唏噓。怎么樣才能把這些物資重新利用起來，提高資源利用率，為企業節約成本？

他發現，舊油管修復判廢取決于判定依據的標準。如果依據的指標太嚴，就會導致大量舊油管報廢，造成資源浪費；如果依據的指標太寬，將增大油管下井后失效的風險，影響安全生產，失去修復的意義。

按照中國石化集團公司的標準，西北油田舊油管判廢比例在10%～20%之間，每年大約有45萬米舊油管判廢。按根算，大約有五六萬根。如此嚴苛的舊油管判廢標準，不能兼顧安全性和經濟性。

查閱大量的資料后，呂慶鋼發現對舊油管進行判定分級管理是實現舊油管安全性和經濟性相統一的良好措施。但是，舊油管分級管理涉及因素很復雜。不但涉及產品自身的生產標準，而且涉及各種缺陷對油管性能的影響，與油田不同的使用條件也密切相關。不同油田、不同區塊、不同井況，對油管應用安全性和經濟性的要求側重點并不相同。

想要重新喚醒這些廢舊油管，充滿挑戰。

呂慶鋼和技術人員調研了舊油管修復的技術現狀、質量管理現狀、舊油管缺陷類型以及各種井不同工況條件下油管載荷、壓力和腐蝕情況，建立了舊油管腐蝕坑缺陷模型，確定了含腐蝕坑舊油管剩余強度預測方法。

經過18組沖擊試驗、40組材料拉伸試驗、2組材料金相分析、6組腐蝕坑宏觀觀察和能譜分析、6組試驗斷口分析、38根全尺寸實物評價試驗，他們詳細規定了一級油管、二級油管和報廢油管的適用環境，對通徑和清洗、外觀檢驗、無損檢測和壁厚檢測、靜水壓試驗、修扣和更換接箍、標識等環節提出具體要求，最終形成1個技術規范。

2023年7月，在修井現場，590根被盤活的特殊油管順利入井，分別下深到2892米和2811米，開始新一輪次的服役。經測試，生產油壓分別為0.75兆帕和1.4兆帕，日產油分別為21噸和30噸。它們正常生產，使用效果良好，直接節約成本47萬元。看著這樣的效果，呂慶鋼撓頭，咧嘴憨笑。

通過標準規范的制定，西北油田實現了舊油管的分級管理，二級油管得以在機抽井等工況要求較低的井中應用。數據顯示，對舊油管進行判定分級管理，盤活了各采油廠15萬根前期已經判定報廢的油管。按80%的修復率，可以修復二級油管12萬根以上，節約采購資金9600萬元。

攻克管線防腐瓶頸

西北油田的工況條件苛刻，國內矚目，歷來是各大鋼廠希望攻克的技術高地。

在與各鋼鐵廠打交道的過程中，呂慶鋼有意引導各大鋼廠以其技術力量，解決油田生產上的難題。同事開玩笑說：“老呂，你這是打太極，借力打力。”

西北油田所屬油氣田，處于硫化氫、二氧化碳、氯離子共存的腐蝕環境體系中。生產環境中溶解氧的加入，使本就惡劣的腐蝕環境體系更加復雜。腐蝕造成油氣田金屬管線頻繁穿孔，帶來的直接損失和間接損失呈現逐年上升的趨勢，嚴重制約了油氣安全生產，增加了維修成本和油氣損耗。

在金屬管線應用上，油氣田主要以低碳鋼管為主。西北油田以20號鋼為主，但使用這種鋼管的部分單井輸送管線壽命僅300余天。為解決集輸管線日趨嚴重的腐蝕問題，呂慶鋼和技術人員開展系統腐蝕機理、腐蝕因素、腐蝕規律研究。

項目實施過程中，呂慶鋼與寶鋼研究院共同攻關，對20號鋼、精煉20號鋼、316L抗腐蝕鋼種等10種新材質進行了力學性能、焊接性能、抗腐蝕性能等方面的研究。在提高各項性能的前提下，綜合考慮經濟性，在寶鋼的密切配合下，最終研發成功了BX245材質輸送流體管。

這種輸送管添加了1%的碳元素，因此表現出了優異的抗腐蝕性能，均勻腐蝕速率降低8.01%，點腐蝕速率降低31.59%。按照當時的價格，生產成本比20號鋼增加不到10%，具有較高的性價比。

BX245材質輸送流體管在8條新建單井管線和T702B單井管線腐蝕治理中共應用25千米，使用至今已1000余天，未發生一起刺漏事故，提高了單井管線的使用壽命，取得了很好的效果。

推動關鍵物資國產化

在推動關鍵物資國產化進程上，呂慶鋼不斷攻克卡脖子難題，實現了物資保供的自立自強。

7月20日，由呂慶鋼牽頭推進的超深井系列油套管國產化項目取得新進展——聯合研發的155UD新鋼級套管完成實物實驗，開始規模化生產。

該套管具有高強、高韌性能，管體抗壓強度可達151兆帕，抗外擠和氣密性良好，性能指標滿足“深地工程”使用要求。

據了解，中國石化在油氣勘探開發領域實施的“深地工程”不斷獲得突破。雖然超深層油氣具有資源豐富、整體儲量大等特點，但“深地工程”井深超過8000米，地層壓力超過150兆帕，井底溫度超過200℃，具有鉆井開次多、裸眼段長、高含硫化氫等特點，面臨著世界級勘探開發難題。

“前期，深地工程在面對復雜惡劣作業環境時，只能被動增加油套管壁厚進行應對，導致管柱重量快速增加，給生產安全性和作業經濟性帶來嚴重挑戰。”呂慶鋼坦言，“我們亟待研發超深井高鋼級系列油套管，進一步升級抗外擠、抗內壓、抗拉伸等性能，最大限度控制施工風險、提高生產效率、降低作業成本。”

中國石化物資裝備部會同油田事業部多次組織油田企業、制造商及第三方機構開展調研。結合超深井勘探開發難題，最終決定通過提升管體鋼級和管端螺紋扭矩，實現上述目標。

呂慶鋼牽頭組建了30人的專家團隊，從工程設計、物資采購、現場使用、技術研發、質量評價五個專業方向，制定專項采購技術標準，有針對性地提升了套管橫向屈服強度、縱向拉伸性能、極限抗扭能力等67項管體及螺紋指標參數，引導制造商做好技術攻關。

經過一年多時間的研發，新型UD套管產品完成第三方檢測，現場使用性能穩定良好，目前已在西北油田順北地區井深超過8000米的鉆井作業中應用1074噸。

牽頭制定的中國石化《非API標準油套管采購技術規范》第一、二部分通過專家組審查并形成專家審查意見。該項標準規范了非API標準套管和油管的生產、訂貨采購及其檢測事項，使同規格產品在不同部門、單位和廠家之間能及時互通信息，有利于產品推廣和技術進步，填補了國內非API標準套管和油管采購標準的空白。

針對管坯生產、化學成分、探傷、水壓、溯源管理、跟井服務等全流程，額外設置36項質量管控措施，詳細制定到貨檢驗、上井檢測、固井試驗3項質量評價方案，確保新產品質量全程受控。據計算，高強高韌系列套管價格比進口套管降低34%，采購周期由180天縮短至90天。

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為油管而戰，呂慶鋼成果不斷。他的想法依然樸素：“沒啥，就是想讓進入油田的每件物資都合格、好用。”

責任編輯：陸曉如

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