淺談海上采油平臺(tái)的維護(hù)管理

籍永強(qiáng) 劉曉雷

(勝利油田魯勝石油開發(fā)有限責(zé)任公司，山東東營257000)

對(duì)于海上石油采油平臺(tái)來說，其大型設(shè)備的可靠性、可維護(hù)性和可用性對(duì)于海上采油平臺(tái)的安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。由于海上采油平臺(tái)特殊的環(huán)境和設(shè)備的復(fù)雜性，如何管理維護(hù)好這些大型設(shè)備，將會(huì)直接影響到公司的經(jīng)營成本和經(jīng)濟(jì)效益。為此，對(duì)海上石油采油平臺(tái)大型設(shè)備進(jìn)行科學(xué)分析并優(yōu)化其工藝流程、維修策略，是管理維護(hù)好這些大型設(shè)備的必要前提，也是科學(xué)實(shí)施管理維護(hù)工作的題中之義。

一、海上石油采油平臺(tái)的維護(hù)管理

海上石油平臺(tái)由于主要是以生產(chǎn)原油以及天然氣為目的，要求設(shè)備穩(wěn)定性高，故障率低，但是，又因?yàn)楹Ｉ檄h(huán)境惡劣，腐蝕嚴(yán)重，造成設(shè)備故障率一直據(jù)高不下。因此，必須采用相適應(yīng)的維修管理模式，以達(dá)到降低設(shè)備維修費(fèi)用，降低桶油成本。

海上石油采油平臺(tái)以利用率為中心把維修方式分為五類:定期維修、視情維修、事后維修、機(jī)會(huì)維修和改進(jìn)(設(shè)計(jì))維修。

(一)定期維修

定期維修通常也稱計(jì)劃維修，是按照一定周期進(jìn)行維修的傳統(tǒng)體制。這種維修體制的優(yōu)點(diǎn)是可以有計(jì)劃地利用生產(chǎn)空隙離線操作，人力、備件均有充分的準(zhǔn)備。對(duì)于故障特性隨時(shí)間變化的設(shè)備，這種維修方式仍不失是一種可利用的方式。但對(duì)于復(fù)雜成套設(shè)備、故障無時(shí)間規(guī)律的設(shè)備，這種維修方式就不適合。

(二)視情維修

視情維修通常也稱狀態(tài)維修，視根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測出的故障模式?jīng)Q定維修策略。狀態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容視狀態(tài)檢查、狀態(tài)校核核趨勢(shì)監(jiān)測。這些方式一般都是在線的，以上我們也就從方式描述過，海上平臺(tái)的大部分旋轉(zhuǎn)設(shè)備泵類基本都采用此維修體制。

(三)事后維修

事后維修是無需任何計(jì)劃的維修。但必須在人力、備件、工具上有一定準(zhǔn)備和保障。成本較低，可以當(dāng)作最后考慮的一種維修策略，例如平臺(tái)上一些小的電機(jī)，泵類，同一型號(hào)的數(shù)量多，它出現(xiàn)故障維修方便，并且備件費(fèi)用低，庫存?zhèn)浼耆梢詡湔?，出現(xiàn)問題進(jìn)行整體更換，拆下來的故障設(shè)備再進(jìn)行維修，維修好之后可以作為其他泵的備用，這樣投入資金少，恢復(fù)快。

(四)機(jī)會(huì)維修

機(jī)會(huì)維修是與視情維修和定期維修并行的一種維修體制。當(dāng)有些設(shè)備或部件按照狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果，需要排除故障或已到達(dá)定期維修周期，對(duì)于另外一些設(shè)備或部件也是一次可利用的機(jī)會(huì)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，把我維修時(shí)機(jī)，主要為了提高費(fèi)用有效度。

(五)改進(jìn)(設(shè)計(jì))維修

改進(jìn)(設(shè)計(jì))維修是對(duì)那些故障發(fā)生過于頻繁或維修費(fèi)用過大的某些設(shè)備部件，可以采用改進(jìn)設(shè)計(jì)，從根本上消除故障。這種維修在海上平臺(tái)應(yīng)用很廣泛，例如SOALR透平的滑油濾器、柴油濾器、空氣進(jìn)氣濾器原先全部采用進(jìn)口備件，維修費(fèi)用非常大，經(jīng)過咨詢國內(nèi)廠家，進(jìn)行定制，結(jié)果使用效果完全符合原設(shè)備的技術(shù)要求，并且大大降低了備件費(fèi)用。

二、海上石油采油平臺(tái)維護(hù)管理存在的主要問題

(一)對(duì)采油平臺(tái)的延壽評(píng)估不全面

我國灘海油田的開發(fā)已有30多年的歷史，而作為灘海油氣開采基礎(chǔ)設(shè)施的海洋平臺(tái)設(shè)計(jì)壽命一般為15到20年，這樣大量早期海洋平臺(tái)已達(dá)到其設(shè)計(jì)壽命，處于老齡服役期，而部分老齡平臺(tái)所在海域油區(qū)的油氣采出量遠(yuǎn)小于可采儲(chǔ)量，需要對(duì)這些老齡平臺(tái)進(jìn)行延壽評(píng)估以繼續(xù)服役。當(dāng)前，業(yè)界對(duì)采油平臺(tái)的延壽評(píng)估做了相關(guān)的研究，但是這些研究大多停留在老齡平臺(tái)現(xiàn)狀評(píng)估階段，主要是進(jìn)行老齡平臺(tái)設(shè)計(jì)水平分析與極限承載能力分析，對(duì)老齡平臺(tái)剩余壽命預(yù)測涉及較少，對(duì)平臺(tái)延壽服役期內(nèi)的安全狀況評(píng)估不夠全面。未根據(jù)灘海老齡平臺(tái)基礎(chǔ)沖刷嚴(yán)重、海生物附著厚度大、冬季冰激振動(dòng)厲害的特點(diǎn)制定科學(xué)合理的平臺(tái)延壽評(píng)估流程，對(duì)評(píng)估流程中各個(gè)階段的評(píng)估方法的闡述不夠詳細(xì)。

(二)安全保障措施有待于進(jìn)一步完善

海上采油工作條件復(fù)雜多變，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，安全隱患也在發(fā)生變化。但是，當(dāng)前對(duì)安全生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的相關(guān)保障措施有待于進(jìn)一步提高。

目前海上采油平臺(tái)安全生產(chǎn)、人員特殊性有:生產(chǎn)過程具有高度的連續(xù)性;工藝過程和輔助系統(tǒng)龐大復(fù)雜;生產(chǎn)自動(dòng)化程度高;生產(chǎn)過程危險(xiǎn)性大;平臺(tái)人員分散;人員技術(shù)水平有限，管理能力有限;人員思想不統(tǒng)一，指揮有一定阻力。面對(duì)人員和生產(chǎn)安全的嚴(yán)峻形勢(shì)，需要我們周密地組織安全管理工作，運(yùn)用科學(xué)方法，認(rèn)真分析制約安全生產(chǎn)管理的因素，制定出相應(yīng)措施，對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行有效的安全管理控制。

三、優(yōu)化海上石油采油平臺(tái)維護(hù)管理

(一)優(yōu)化平臺(tái)的延壽評(píng)估流程

首先要確定評(píng)估的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并收集評(píng)價(jià)資料，包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料、平臺(tái)現(xiàn)場勘察資料、平臺(tái)監(jiān)測資料等。然后常見平臺(tái)有限元模型，包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元模型、缺陷模型、平臺(tái)載荷模型。之后要設(shè)計(jì)分析水平，包括平臺(tái)整體靜力、動(dòng)力分析，平臺(tái)樁基承載能力分析。通過后，進(jìn)行老齡平臺(tái)剩余壽命評(píng)估，包括疲勞壽命評(píng)估和考慮腐蝕的壽命評(píng)估。如果未通過，則進(jìn)行承載能力分析，包括平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)極限承載能力分析，平臺(tái)儲(chǔ)備強(qiáng)度計(jì)算和平臺(tái)基礎(chǔ)極限承載能力分析，然后再進(jìn)行老齡平臺(tái)剩余壽命評(píng)估。

(二)海上石油采油平臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)維修策略

風(fēng)險(xiǎn)維修是建立在費(fèi)用有效維修的基礎(chǔ)上，而費(fèi)用有效維修是對(duì)以可靠性為中心的維修的補(bǔ)充，它主要以量化的方式來決策。風(fēng)險(xiǎn)維修的特點(diǎn)是能正確地發(fā)揮維修的作用、合理地選擇維修作業(yè)的類型、科學(xué)地確定維修的周期、為每一臺(tái)設(shè)備的維修活動(dòng)進(jìn)行確認(rèn)并分清風(fēng)險(xiǎn)，減少不必要的檢查、維修等，使維修部門把注意力和資源集中到最有意義的維修活動(dòng)上。與傳統(tǒng)維修方法相比，它能有效預(yù)防任何設(shè)備和系統(tǒng)存在的隨機(jī)故障，并減輕“一刀切”式的更換元器件和零部件對(duì)使用壽命的損傷，最終降低設(shè)備的壽命周期費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利潤最大化。

1．以可靠性為中心的維修。以可靠性為中心的維修是通過對(duì)設(shè)備磨損曲線和設(shè)備故障診斷技術(shù)進(jìn)一步的研究后開發(fā)的一種維修體系。它強(qiáng)調(diào)對(duì)設(shè)備的異常工況進(jìn)行早期診斷和早期治療，以設(shè)備狀態(tài)為基準(zhǔn)安排各種方式的計(jì)劃維修，以達(dá)到最高的設(shè)備可利用率和最低的維修費(fèi)用。其維修體系的發(fā)展大約經(jīng)歷了事后維修、預(yù)防性維修和預(yù)測性維修。它的目標(biāo)是達(dá)到總體成本的平衡點(diǎn)，使可靠性投資得到的回報(bào)為最高，通過一組系統(tǒng)工作過程來達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。以可靠性為中心的維修對(duì)傳統(tǒng)維修思維方式和維修行為提出了挑戰(zhàn)，即預(yù)定大修對(duì)復(fù)雜設(shè)備的整體可靠性影響甚微，除非該設(shè)備具有一種支配性故障模式。在實(shí)施可靠性維修中，最重要的就是制定“以可靠性為中心的維修”大綱，這個(gè)大綱應(yīng)包括確定重要的功能項(xiàng)目、對(duì)重要功能項(xiàng)目的故障要進(jìn)行故障模式及其影響分析，填寫故障模式表格、進(jìn)行邏輯決斷，確定重要功能項(xiàng)目的維修作業(yè)類型，確定出既適用又有效的預(yù)防維修作業(yè)。

2．費(fèi)用有效維修。以可靠性為中心的維修定性地、從邏輯關(guān)系上對(duì)故障、性能、功能標(biāo)準(zhǔn)、故障模式、故障后果進(jìn)行分析，研究如何預(yù)防故障和開展合適的維修活動(dòng)。而費(fèi)用有效維修在此基礎(chǔ)上定量地提出制定和實(shí)施費(fèi)用有效維修的程序和計(jì)劃。費(fèi)用有效維修首先要辯識(shí)和確定各種潛在故障，以量化方式表示故障后果。確定恢復(fù)性維修的費(fèi)用、預(yù)防性維修的費(fèi)用、預(yù)防性維修的效益，再選擇費(fèi)用有效的預(yù)防性維修作業(yè)。

3．風(fēng)險(xiǎn)維修實(shí)施的前提和步驟。風(fēng)險(xiǎn)維修實(shí)施的前提:一是建立在以可靠性為中心的維修的分析基礎(chǔ)上;二是設(shè)備管理和維修計(jì)算機(jī)信息化。有關(guān)設(shè)備維修系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)含有設(shè)備基本情況、設(shè)備可能發(fā)生的故障及其故障模式、故障后果、故障發(fā)生概率、維修活動(dòng)成本費(fèi)用等信息。同時(shí)維修資源和維修活動(dòng)都要標(biāo)準(zhǔn)化、代碼化。風(fēng)險(xiǎn)維修的步驟首先是選擇風(fēng)險(xiǎn)維修隊(duì)伍，然后進(jìn)行企業(yè)的需求分析。通過對(duì)生產(chǎn)工藝和維修流程的研究可以將企業(yè)的設(shè)備歸類為關(guān)鍵、必要、輔助和不重要等幾類。通過分析鑒別，根據(jù)關(guān)鍵程度挑選運(yùn)用最合適的風(fēng)險(xiǎn)維修技術(shù)。關(guān)鍵的設(shè)備和關(guān)鍵的工藝必須首先得到控制，這一點(diǎn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)維修方案的成功極其重要。最后選擇風(fēng)險(xiǎn)維修技術(shù)。

(三)加強(qiáng)海上采油平臺(tái)安全管理

面對(duì)人員和生產(chǎn)安全的嚴(yán)峻形勢(shì)，我們要周密地組織安全管理工作，運(yùn)用科學(xué)方法制定出相應(yīng)的安全保障措施，保障生產(chǎn)活動(dòng)安全有效的進(jìn)行。

1．確定、編制安全預(yù)警管理模式。要通過分析制定安全預(yù)警機(jī)制管理程，序并制定安全預(yù)警機(jī)制的目標(biāo)，通過對(duì)人員、工作環(huán)境的管理，達(dá)到保障安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性的安全防范的目的。同時(shí)，制定安全預(yù)警管理原則，具體包括:連貫原則，將來的發(fā)展趨勢(shì)是現(xiàn)在發(fā)展的結(jié)果，現(xiàn)在的情況又是由過去演變而來的。因此，采取這種連貫原則進(jìn)行分析、研究，可以由過去、現(xiàn)在預(yù)測未來，以做出準(zhǔn)確的預(yù)測。系統(tǒng)原則，將預(yù)測對(duì)象及所涉及的各種事件和因素視為同一系統(tǒng)，進(jìn)行全面分析，以提高科學(xué)預(yù)測性。大量觀察原則，通過從大量調(diào)查研究中求得一般的規(guī)律，避免以偏概全。

2．建立和完善自動(dòng)化信息平臺(tái)實(shí)施安全預(yù)警系統(tǒng)全天候管理。通過自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)安全生產(chǎn)過程進(jìn)行了集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制，可使安全預(yù)警管理由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)管理，以應(yīng)對(duì)海上作業(yè)的惡劣環(huán)境條件，保障安全生產(chǎn)。

3．建立安全預(yù)警數(shù)字化模型，綜合分析管理的內(nèi)在關(guān)系。要收集資料，以結(jié)果為導(dǎo)向預(yù)見危機(jī)先考慮事故的結(jié)果，隨之考慮事故的隱患原因，再考慮程序中的人為因素、環(huán)境因素、系統(tǒng)因素、部門因素，最后考慮如何組織，即事故隱患因素組織。既明確崗位的職責(zé)，又明確了各項(xiàng)活動(dòng)如何進(jìn)行的途徑，優(yōu)化工作路徑，規(guī)范了操作和記錄，強(qiáng)化了過程控制和檢驗(yàn)活動(dòng)，提高了工作效率和工作質(zhì)量，最終達(dá)到改善安全管理，化解隱患危機(jī)，避免事故的目的。

同時(shí)，以安全評(píng)估為基礎(chǔ)，落實(shí)事故預(yù)防措施。進(jìn)行安全評(píng)估分析，明確分析的對(duì)象及范圍，從故障形勢(shì)出發(fā)，找出系統(tǒng)的重要組成部分及薄弱環(huán)節(jié)，提出改進(jìn)。對(duì)起因事件、過程事件和情況變化進(jìn)行分析研究，提出分類控制、動(dòng)態(tài)管理多種方案，確定新的危險(xiǎn)、新的不安全因素，預(yù)測并采取安全對(duì)策。

4．配套安全保障措施，不斷創(chuàng)新，加強(qiáng)安全管理。為了配合安全預(yù)警管理系統(tǒng)，要建立一套集生產(chǎn)、安全、環(huán)保為一體的現(xiàn)場模擬管理系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，模擬整個(gè)油區(qū)、平臺(tái)的現(xiàn)狀，對(duì)各種參數(shù)、數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化安全管理。完善補(bǔ)充安全預(yù)警管理系統(tǒng)，可以推出住人安全管理模式、平臺(tái)巡檢項(xiàng)點(diǎn)管理模式、平臺(tái)反承包管理模式及點(diǎn)式安全管理模式等。在平臺(tái)改造、原油生產(chǎn)、油井作業(yè)等方面，彌補(bǔ)安全預(yù)警管理存在的缺陷，提高安全管理水平。