石油鉆井設(shè)備修理中工藝和設(shè)備變更管理規(guī)范探討

趙軍岐 陳寧生 徐天寧 裴勇毅

（長慶鉆井總公司，西安 710018）

工藝上的優(yōu)化和設(shè)備上的變更管理，適用于所有工藝技術(shù)及設(shè)備控制。但是，它所涉及的工藝參數(shù)、設(shè)備等不可超過現(xiàn)有的設(shè)計范圍。為了解決現(xiàn)有工藝或是設(shè)備在改造過程中出現(xiàn)無法控制的風(fēng)險問題，同時減少影響，不對設(shè)計或是工藝參數(shù)進行改變，可在現(xiàn)有設(shè)計許可的范圍內(nèi)進行微調(diào)。

石油鉆井設(shè)備修理中經(jīng)常會遇到一些意想不到的問題。例如：一些鉆井關(guān)鍵設(shè)備隨著使用年限的增加出現(xiàn)零部件損壞，但市場上零部件制造企業(yè)已經(jīng)停產(chǎn)；設(shè)備的一些氣路、油路長期使用導(dǎo)致?lián)p壞；生產(chǎn)條件改變、員工更換、流程改造、新工藝應(yīng)用、設(shè)備更新等。這涉及對變更管理的控制，一是控制工藝、設(shè)備變更過程中的風(fēng)險，二是規(guī)范工藝、設(shè)備變更管理流程，三是確保變更前、過程中和變更后符合健康安全環(huán)境（Health Safety Environment，HSE）運行控制標(biāo)準(zhǔn)，四是防范變更引發(fā)事故[1]。

1 石油鉆井設(shè)備故障概述

石油鉆探機可構(gòu)建諸多系統(tǒng)，如旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)等。實際運用時，無論哪種系統(tǒng)都可能出現(xiàn)問題，因此需要做好維修和保養(yǎng)工作，確保系統(tǒng)的合理使用，以充分發(fā)揮系統(tǒng)作用，實現(xiàn)系統(tǒng)的合理、穩(wěn)定、安全運作。這對于減少成本支出、提高生產(chǎn)效率、提升工程質(zhì)量、防止其他事故的發(fā)生等具有重要意義。因此，需要深入了解石油鉆探機械在使用與維護過程中出現(xiàn)的問題，認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，制定更好的維修與養(yǎng)護方法，以便更好地恢復(fù)原始機器的功能，提升鉆井裝備的品質(zhì)與工作效率[2]。

1.1 常見故障

一般情況下，石油鉆井機械在工作中會發(fā)生機械類故障、性能類故障、失調(diào)類故障、松脫類故障、滲漏和堵塞類故障、退化類故障等。其中，機械類故障如開裂、斷裂、變形、燒蝕、龜裂、點蝕、壓痕及拉傷等，性能類故障如機械性能下降和失去功能等，失調(diào)類故障如間隙失調(diào)、行程失調(diào)以及壓力失調(diào)等，松脫類故障如剝落、松動等，滲漏和堵塞類故障如漏氣、漏水以及滲油等，退化類故障如剝落、老化、磨損和劣化等。

1.2 故障不良影響

石油鉆井設(shè)備是油氣鉆探作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，如果失效將會造成嚴(yán)重后果。第一，對于一些不易被察覺的故障，雖然不會立刻造成負(fù)面影響，但是沒有引起重視將會造成更大的破壞，乃至毀滅性的破壞。第二，影響人身安全，一旦出現(xiàn)問題不能解決，很容易發(fā)生連鎖反應(yīng)，對人身和財產(chǎn)造成危害。第三，危害環(huán)境，機械發(fā)生故障后有可能造成石油泄漏，危害周圍的自然環(huán)境，且違反了有關(guān)環(huán)境法規(guī)。第四，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的工作性質(zhì)，鉆井設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，會影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、運行成本、售后服務(wù)和維護成本[3]。

2 石油鉆井設(shè)備修理中工藝和設(shè)備變更管理規(guī)范

在石油鉆井設(shè)備修理中主要存在以下問題需要規(guī)范工藝和進行設(shè)備變更管理。

2.1 同類替換

同理替換指符合原設(shè)計規(guī)格的更換。在石油鉆井設(shè)備修理中應(yīng)用最多的就是同類替換，如設(shè)備上軸承損壞更換同型號的軸承。經(jīng)常損毀的部件有密封件油封、橡膠件、鏈輪、泥漿泵十字頭導(dǎo)板、鏈條以及氣路元件等。為保證設(shè)備原設(shè)計不變，必須安裝同尺寸、同壓力、同使用功能的部件。圖1為損壞的軸承，圖2為更換的同型號軸承

圖1 損壞的軸承

圖2 更換的同型號軸承

2.2 微小變更

微小變更指影響較小，不造成任何工藝參數(shù)、設(shè)計參數(shù)等的改變，但又不是同類替換的變更，即在現(xiàn)有設(shè)計范圍內(nèi)的改變，如法蘭更換、閥門更換、同一廠家不同批次設(shè)備的更換等。在設(shè)備修理中由于供貨商廠家的變化，或產(chǎn)品設(shè)計的改變，或在搶修中沒有原先的配件只能從相近的產(chǎn)品中選擇一款和原部件使用功能相同又不產(chǎn)生任何安全、環(huán)境等影響的部件，如圖3和圖4所示的普通閥門更換為鋼絲扣球閥。

圖3 普通閥門

圖4 鋼絲扣球閥

2.3 一般變更

一般變更影響較小，不涉及工藝技術(shù)的改變或設(shè)施功能的變化，但操作程序發(fā)生了變化。一般變更在設(shè)備修理中經(jīng)常遇到，如一些鉆井設(shè)備在搬家運輸中損壞，或在使用年限已久功能老化，無法修復(fù)且生產(chǎn)廠家已經(jīng)轉(zhuǎn)型不生產(chǎn)該部件，但是去掉該部件設(shè)備將無法正常運行。為了恢復(fù)設(shè)備的原有功能，用其他一些部件恢復(fù)設(shè)備的原有使用性能，但是更換一些部件后設(shè)備的操作規(guī)程和使用要求發(fā)生了相應(yīng)變化。因此，這種情況需要做好新操作規(guī)程的制定、人員的培訓(xùn)，更重要的是要根據(jù)變更對安全健康和環(huán)境的影響，確認(rèn)是否需要進行工藝危害分析，要確保變更實施中各項風(fēng)險受控且安全健康。這個過程中，需要考慮工藝設(shè)備、原材料、操作、環(huán)境的變更對健康、安全的影響，需要考慮氣體、廢液、廢棄物排放的變化，需要考慮對人員、環(huán)境的影響[4]。

2011年，長慶鉆井總公司在修理一臺JC-32絞車時，由于使用年限已久，部分氣路管線老化破損，現(xiàn)有修理能力無法恢復(fù)原有的氣路管線。但是，絞車原有的氣路管線中有不用的卸扣矛頭管線。為了恢復(fù)絞車的原有功能，修理中將轉(zhuǎn)盤離合氣路接到卸扣矛頭管線上。這樣既不影響使用，也不改變原有操作規(guī)程。但是，該設(shè)備送到井隊后，井隊為了操作方便，將氣路操作臺下的氣路管線進行了互倒。這樣原有氣路發(fā)生了改變，設(shè)備啟動前又沒有進行啟動前的安全檢查，誤操作后造成人員傷害事故?？梢姡蘩碇幸欢ㄒ龊霉に嚭驮O(shè)備變更管理，在變更后將變更結(jié)果告知井隊，按照變更后的操作規(guī)程正確進行操作，否則有可能造成人員和設(shè)備事故。標(biāo)準(zhǔn)氣路操作臺和井隊實際操作臺，分別如圖5和圖6所示。

圖5 標(biāo)準(zhǔn)氣路操作臺

圖6 井隊實際操作臺

2.4 重大變更

重大變更指影響較大，涉及工藝技術(shù)的改變、設(shè)施功能的變化以及重要工藝控制參數(shù)的變更（如鉆機轉(zhuǎn)盤驅(qū)動方式、內(nèi)燃機燃料種類的改變）。在實施重大變更時，變更需考慮對安全健康和環(huán)境的影響，確認(rèn)是否需要工藝危害分析。安全健康方面，需考慮工藝設(shè)備、原材料、操作、環(huán)境的變更對健康、安全的影響。環(huán)境方面，需考慮氣體、廢液、廢棄物排放的變化，以及對人員、環(huán)境的影響。要嚴(yán)格按照變更審批確定的內(nèi)容和范圍實施，并對變更過程實施跟蹤。涉及作業(yè)許可，應(yīng)按照《作業(yè)許可管理規(guī)范》要求辦理作業(yè)許可。涉及啟動前安全檢查，應(yīng)執(zhí)行《啟動前安全檢查管理規(guī)范》。確保變更涉及的所有工藝安全相關(guān)資料及操作規(guī)程都按《工藝安全信息管理規(guī)范》得到審查、修改或更新。變更的工藝、設(shè)備運行前應(yīng)對影響或涉及的相關(guān)人員進行培訓(xùn)或溝通。變更涉及的人員包括變更所在區(qū)域的人員、變更管理涉及的人員、相關(guān)的直線組織管理人員、承包商、供應(yīng)商人員、外來人員、相鄰裝置（單位）或社區(qū)人員、其他相關(guān)人員[5]。

3 石油鉆井機械設(shè)備養(yǎng)護及維修建議

3.1 強化維護體系的建設(shè)

要保證設(shè)備服役期間長期、高效、可靠運轉(zhuǎn)，需要強化對設(shè)備的管理，健全各種維護體系，不斷提升維護工作的規(guī)范性和完整性。首先，制定和健全儀器操作規(guī)則，強化儀器的使用。其次，提高員工對裝備的維護意識，選出一批有一定工作經(jīng)驗和責(zé)任感的高素質(zhì)專業(yè)人士負(fù)責(zé)各種設(shè)備的維護管理。再次，建立健全裝備維護機制，記錄機械存在的各種問題，以便后續(xù)查詢和改進。最后，建立健全各種監(jiān)督體系，保證其有效執(zhí)行，并運用定量指標(biāo)對其進行評價。

3.2 嚴(yán)格管理維護工作的各個環(huán)節(jié)

一般條件下，設(shè)備的修理、維護、使用等相互聯(lián)系相互制約。機器在運行后期，不可避免會產(chǎn)生一些失效現(xiàn)象。維修工作是否到位，直接關(guān)系設(shè)備故障的出現(xiàn)幾率、時間及后果等。因此，必須加強對儀器的日常維護，并嚴(yán)格遵守各種維護制度。管理者要根據(jù)各種設(shè)備的使用維護指南，制訂具體的維護維護方案。相關(guān)主管要在保證企業(yè)正常運行的前提下，給設(shè)備提供充足的維護時間，并及時對維護工作進行督導(dǎo)和指導(dǎo)。

4 結(jié)語

設(shè)備變更在日常生產(chǎn)工作中無處不在，無論是同類替換、微小變更還是一般變更或重大變更，均需要在變更前按照流程做好設(shè)備變更管理中的風(fēng)險評估，并制定切實可行的措施，在變更后做好跟蹤驗證，有效防止和減少事故發(fā)生，延長設(shè)備的使用壽命，保障其安全穩(wěn)定運行。