從預防缺陷設計開始

——北京康布爾石油技術發展有限公司設備監理紀實

    □ 劉江濤 劉瑞華 馮江鎣

    我國自主研發的首臺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的第一臺9000米電動鉆機（ZJ90DB電動鉆機）設計及制造質量、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奠定了基礎。

    北京康布爾石油技術發展有限公司受用戶委托，承擔該項目的設備監理任務。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理，以及鉆機所有設備（除井口系統外）在新疆油田克拉瑪依鉆井公司成套、聯調過程的監理。

    對新產品而言，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，公司監理人員發現鉆機主要承載部件如井架、底座、天車、游車、吊環等未充分考慮鉆機技術協議-35℃低溫環境的使用要求，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。在監理人員的堅持下，經過用戶與制造廠協商，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，從而保證了鉆機內在質量。監理人員在對新產品的試驗大綱進行審查時，發現該鉆機所配轉盤為ZP375Z加強型，即外形尺寸及連接尺寸與傳統的ZP375相同，而本臺鉆機所配轉盤最大靜載荷卻遠大于普通ZP375轉盤，這樣設計的轉盤安全系數就變小了。經過計算，普通鉆機上ZP375轉盤安全系數為1.915，本臺鉆機轉盤設計的安全系數為1.545。根據相關標準（API規范、石油行業標準）要求，作為首臺產品，須通過最大靜載荷試驗來進行校驗。經過協商，制造廠對圖紙作了更改，并最終通過了產品的型式實驗。

    因生產需要，制造單位往往將一些設備或零部件進行分包或外協，而多數分包廠無論在設計能力、工藝水平和產品質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外購企業的生產過程缺乏有效的監督，導致眾多質量問題的出現，這就需要通過實施監理來避免這些問題。

    ZJ90DB鉆機配套鉆井液高壓管匯為國內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。監理人員在對分包進行巡檢時發現：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，難以保證產品制造質量。在監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，有效地保證了產品制造過程質量。

    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，這些產品多數存在質量不穩定的現象。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，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展有限公司并沒有因為這些未受控產品參與配套而忽視整臺鉆機調試質量的監理，而是在組裝、調試過程中加大監理力度，最終保證了設備工程項目的質量、進度和投資目標。《中國質量報》