從預防缺陷設計開始

——北京康布爾石油技術發(fā)展有限公司設備監(jiān)理紀實

    □ 劉江濤 劉瑞華 馮江鎣

    我國自主研發(fā)的首臺9000米電動鉆機（ZJ90DB電動鉆機）于2006年3月在寶雞石油機械有限責任公司完成制造出廠，并在新疆克拉瑪依完成大配套及調(diào)試后，于2006年8月13日開始在準噶爾盆地進行莫深1井的鉆探工作。莫深1井位于準噶爾盆地腹部莫索灣，是中國石油在準噶爾盆地部署的一口重點風險探井。該井是中國石油有史以來單井投資最大的一口風險探井，投資超過3.5億元，是目前我國陸上油田最深探井，設計井深7380米。2008年7月20日，莫深1井順利完井，實際鉆深7500米。這不僅標志著中國超深探井鉆探技術走在世界前列，同時證明我國自主研發(fā)的第一臺9000米電動鉆機（ZJ90DB電動鉆機）設計及制造質(zhì)量、鉆機整機性能達到世界一流水平,為我國超深井鉆機的定型生產(chǎn)奠定了基礎。

    北京康布爾石油技術發(fā)展有限公司受用戶委托，承擔該項目的設備監(jiān)理任務。負責ZJ90DB鉆機的設計圖紙、工藝文件和試驗大綱的審查，鉆機主機制造過程的全程監(jiān)理，以及鉆機所有設備（除井口系統(tǒng)外）在新疆油田克拉瑪依鉆井公司成套、聯(lián)調(diào)過程的監(jiān)理。

    對新產(chǎn)品而言，加強對設計圖紙、工藝文件和試驗大綱等技術文件的審查，可以把一些重大設計缺陷消滅在制造之前，既節(jié)省人力、物力，又可以保證工期的要求。

    在對ZJ90DB鉆機設計圖紙進行審查時，公司監(jiān)理人員發(fā)現(xiàn)鉆機主要承載部件如井架、底座、天車、游車、吊環(huán)等未充分考慮鉆機技術協(xié)議-35℃低溫環(huán)境的使用要求，所采用的原材料、焊接工藝和熱處理等，均按普通鉆機的要求進行。在監(jiān)理人員的堅持下，經(jīng)過用戶與制造廠協(xié)商，制造廠最終將井架、底座、天車、游車承載結構件的原材料進行了更換，并重新按低溫材料焊接要求進行了焊接工藝評定，將天車、游車、吊環(huán)等重要部件的主要承載件的熱處理工藝進行了修改、評定，從而保證了鉆機內(nèi)在質(zhì)量。監(jiān)理人員在對新產(chǎn)品的試驗大綱進行審查時，發(fā)現(xiàn)該鉆機所配轉(zhuǎn)盤為ZP375Z加強型，即外形尺寸及連接尺寸與傳統(tǒng)的ZP375相同，而本臺鉆機所配轉(zhuǎn)盤最大靜載荷卻遠大于普通ZP375轉(zhuǎn)盤，這樣設計的轉(zhuǎn)盤安全系數(shù)就變小了。經(jīng)過計算，普通鉆機上ZP375轉(zhuǎn)盤安全系數(shù)為1.915，本臺鉆機轉(zhuǎn)盤設計的安全系數(shù)為1.545。根據(jù)相關標準（API規(guī)范、石油行業(yè)標準）要求，作為首臺產(chǎn)品，須通過最大靜載荷試驗來進行校驗。經(jīng)過協(xié)商，制造廠對圖紙作了更改，并最終通過了產(chǎn)品的型式實驗。

    因生產(chǎn)需要，制造單位往往將一些設備或零部件進行分包或外協(xié)，而多數(shù)分包廠無論在設計能力、工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量管理等方面都和制造單位有很大差距，同時制造單位對這些外協(xié)外購企業(yè)的生產(chǎn)過程缺乏有效的監(jiān)督，導致眾多質(zhì)量問題的出現(xiàn)，這就需要通過實施監(jiān)理來避免這些問題。

    ZJ90DB鉆機配套鉆井液高壓管匯為國內(nèi)首套額定工作壓力為52MPa的高壓管匯，制造單位采用分包的方式進行生產(chǎn)。監(jiān)理人員在對分包進行巡檢時發(fā)現(xiàn)：該廠的制造能力、焊接工藝、制造工藝工裝和無損檢測等存在明顯不足，不能滿足相關技術標準要求，難以保證產(chǎn)品制造質(zhì)量。在監(jiān)理人員的要求和督促下，分包廠對所有管材對接焊口進行開坡口處理（坡口角度最小為70°，單邊最小為35°），定做管材對接工裝（確保對接焊縫對中，誤差不能大于1.6mm），重新進行焊接工藝評定，增加工件焊前預熱及焊后保溫處理設備，對所有焊縫進行射線探傷。通過這些措施，有效地保證了產(chǎn)品制造過程質(zhì)量。

    對鉆機這樣的大型設備而言，涉及眾多的配套設備。雖然主要設備由專業(yè)的石油機械制造廠制造，但一些配套設備和工具，如交流電動機、風動絞車、液壓提升機、液壓貓頭、液壓動力站等均為社會化生產(chǎn)，這些產(chǎn)品多數(shù)存在質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象。雖然鉆機及其配套設備眾多，但用戶并不采取總包的方式組織生產(chǎn)，這樣就存在因鉆機總體配套考慮不周或存在不足而導致的問題，如不同廠家配套設備之間存在接口問題。北京康布爾石油技術發(fā)展有限公司并沒有因為這些未受控產(chǎn)品參與配套而忽視整臺鉆機調(diào)試質(zhì)量的監(jiān)理，而是在組裝、調(diào)試過程中加大監(jiān)理力度，最終保證了設備工程項目的質(zhì)量、進度和投資目標。《中國質(zhì)量報》