專家介紹:
沈樹國:高級工程師曾在國家油氣田井口設備質量監督檢驗中心、石油工業機械產品質檢中心等部門工作;曾參與國家及行業標準的編制與修訂工作等。獲得科技成果30余項,制修訂標準23項、編著專業書籍2冊。
劉雪梅:高級工程師一直在石油工業井控裝置質量監督檢測中心工作,現任川慶鉆探工程有限公司安全環保質量監督檢測研究院石油機械質量標準化所所長。曾參與國家及行業標準的編制與修訂工作等。
□沈樹國劉雪梅/四川石油管理局安全環保質量監督檢測研究院
標準國際化成為趨勢
我國石油裝備標準化工作是伴隨著石油工業而發展起來的。經過幾十年的努力,石油裝備已形成了較為完善的標準體系。據統計,截至2008年6月,我國共制定發布石油裝備標準493項。其中,采用國際標準和國外先進標準179項。國際標準化發展,很大程度上加速了我國石油行業的科技研發,促進了科技成果轉化及專利化、專利標準化、標準產業化,帶動企業技術創新和科技進步。目前,我國石油裝備產業已成為石油工業發展的支柱產業,形成了門類齊全、質量穩定的體系,石油裝備標準化起到了很重要的支撐作用。為我國石油裝備的發展和質量的提高提供了堅實的技術支持。
近幾年我國的石油裝備出口量大幅度增長,但不是所有出口產品都采用了國際標準,如近幾年出口較多的石油鉆機、修井機、鉆井泵等產品,目前均沒有國際標準轉化或采用國外先進標準。我們應緊跟標準國際化的趨勢,把直接采用國際標準、國外先進標準或將我國石油裝備標準納入國際標準,及提高實質性參與國際標準化活動水平作為今后工作的重點,以此裝備標準國際化意義深遠□沈樹國劉雪梅/四川石油管理局安全環保質量監督檢測研究院提高我國石油裝備產品在國際市場的占有率和國際競爭力。
標準國際化提高裝備品質
產品質量的優劣的判定取決于產品標準中的技術參數和性能要求是否全面,指標是否先進。一般來說,國際標準和國外先進標準這兩方面有較高的指標。因此,按國際標準生產的產品往往可以確保高質量。
GB/T20174-2006《石油天然氣工業鉆井和采油設備鉆通設備》是對國際標準ISO 13533:2001《石油天然氣工業鉆井和采油設備鉆通設備》的修改采用,該項標準對鉆通設備的性能、設計、材料、試驗、焊接、標記、搬運、儲存與運輸提出了明確的要求,并規定了鉆通設備的工作條件。特別是在第8章“質量控制要求”中,詳細規定了與質量控制有關的測量和試驗設備、設備和零件的質量控制要求、特殊設備和零件的質量控制要求,而且對質量控制人員提出了資格鑒定要求。在對特殊設備和零件的質量控制要求中又分別對各零部件提出了專門要求,特別是對與井內流體接觸的承壓、控壓產品和零件應進行的拉伸試驗、沖擊試驗、硬度檢測、尺寸檢驗、化學分析、目視檢驗、表面NDE、焊縫NDE的目視檢驗、表面檢驗;預制焊縫的體積檢驗、射線探傷、超聲波探傷、硬度測試等多項檢驗要求,且有具體的檢測方法、驗收準則等具體規定。可以說該項標準對鉆通設備有完整的性能要求,有明確的技術指標,詳盡、可行的試驗方法。
可見,采用國際標準制定的國家標準,對鉆通設備的質量是從設計、采購(在附錄E中有采購指南)、材料、設備、試驗、制造、搬運、儲存、運輸全過程實施了控制。實際上它完全體現了GB/T19001-2000《質量管理體系要求》管理思想。不僅如此,該項標準還提出了對人員資質的要求,這樣把影響產品質量的人、機、料、法、環、測諸因素都考慮在其中。把只對最終產品的質量把關,延伸到產品形成全過程的控制,把只對產品自身質量的檢驗,擴展為對包括人員資格鑒定在內的全方位的驗證。顯而易見,采用這種先進標準生產并滿足規定要求的鉆通設備產品,質量是一流的,在市場上是有競爭力的。
GB/T20174-2006《石油天然氣工業鉆井和采油設備鉆通設備》自2006年發布實施以來,鉆通設備產品的質量有了明顯的提高。據2007年石油工業井控裝置質量監督檢驗中心年度監督抽查的結果表明,產品合格率比2005年提高了20%,這就是采用國際標準能提高產品質量的有力證明。
標準國際化提升檢驗水平
產品的特性只有通過監視和測量才能知道是否滿足要求,而監視和測量必須具備與之相適應的監視測量裝置。根據GB/T19001-2000的要求,“組織應對產品的特性進行監視測量,以驗證產品要求已得到滿足”。同時要求“組織應確定需實施的監視和測量以及所需的監視和測量裝置,為產品符合確定的要求提供證據”。等同、等效采用國際標準而制定的國家標準對產品特性提出了具有國際水準的要求,這就給產品質檢機構、實驗室乃至企業的檢驗機構從檢驗方法、檢驗設備、檢驗環境、檢驗人員的素質能力各個方面滿足具有國際水準的要求。
以井口和井控裝置等標準為例,標準規定了對采油樹、節流壓井管匯和防噴器等整機設備的靜水壓強度試驗所用的靜水壓試驗和液控系統試驗中應使用數據采集系統。對閘板防噴器的密封性能試驗要求能提供有上部井壓影響密封時的閘板關閉壓力記錄,提供井底壓力破壞密封時的操作(打開或關閉)壓力記錄。承壓起下鉆壽命試驗要求鉆桿通過關閉的管子閘板時,在規定的滲漏率情況下,閘板膠芯和密封件控制井壓的能力。需要提供試驗期間的井壓記錄和起下鉆速度記錄。懸掛試驗要求在最惡劣的工況下進行,即利用關閉壓力保持懸掛或卸放關閉壓力只用鎖緊裝置保持閘板關閉。懸掛載荷需達到2.7MN(127mm鉆桿),或2.0MN(小于127mm鉆桿)。僅此一例就說明采用國際標準的國家標準在產品驗收方面有更高的要求。試驗條件、試驗設備、試驗環境遠遠高于常規的試驗。這就要求從事產品檢驗的機構完善檢驗設備,改善檢驗條件與環境、研究設計新的檢驗方法。
近年來,一些檢測機構不斷發展壯大,一定程度上得益于國際標準化工作。如石油工業井控裝置質量監督檢驗中心,本著“一流企業做標準”的理念,通過積極參與標準化工作,尤其是采用國際標準和國外先進標準的工作,十余年來制修訂了陸地和海洋用鉆采設備國家、行業標準三十余項。并通過對標準的理解和實施,自主研發了多項檢測設備和檢測技術。在為保障石油鉆井安全生產做出貢獻的同時,也取得了良好的經濟效益。
鉆通設備標準提出了對產品進行功能性能試驗的要求。依據此要求,井控質檢中心研發了防噴器功能試驗臺架,該測試技術獲中石油科技進步一等獎,填補國內空白。可模擬強行起下鉆、懸掛及旋轉鉆具等試驗,為新開發的防噴器的結構、材料、工藝等提供了設計驗證的手段,多次發現重大設計、制造缺陷,如閘板軸斷裂、膠芯過早失效、殼體非正常疲勞刺漏等,避免了現場試驗或投產后可能出現的質量和安全風險。
在即將發布的國標《石油天然氣工業鉆井和采油設備井口裝置和采油樹》(修改采用ISO10423:2003《石油天然氣工業鉆井和采油設備井口裝置和采油樹》)中要求對井口裝置和采油樹的本體、閘閥上密封、閥座等進行氣密封試驗,促使一些質檢機構研制了國內原來尚未采用的試驗檢測裝置??氣密封性能檢測系統。未做氣密封檢測前,川渝地區每年因井口泄漏不僅需要投入近2000萬元以上用于近100口井的搶修,還導致了難以估量的安全、環保隱患和事故;開展氣密封檢測后基本杜絕井口搶修情況。目前已檢測1300套產品,產品的氣密封質量得到明顯提高。
在國際標準的基礎上,國家及行業的質檢機構又進一步開拓研發了在國內首創的試驗方法及試驗裝置??井控裝置整機高低溫試驗裝置、聲發射檢測技術等。低溫環境及高溫超高壓腐蝕液氣混合介質試驗技術填補了國內空白,應用于鉆采設備整機設計驗證,特別是檢驗產品在酸性腐蝕介質下的使用性能,避免現場試用風險。井控裝置使用可靠性聲發射動態檢測技術為國內首創,獲得國家專利,并在已檢的四百多臺防噴器產品中成功地檢測出部分產品中存在的擴展性缺陷,為安全生產提供了保障。該項技術已被行業標準所采用,成為第一個技術專利化、專利標準化、標準國際化的鉆采設備技術標準。
基于標準要求,研發的井控井口裝置計算機監測系統目前已推廣應用到國內五十多家生產廠、使用單位。由此可見,國際標準貫徹實施,有效促進了檢測技術和檢測水平的提高,最終為提高產品質量提供了保障。
標準修訂需要中國力量
國際標準中提出的要求,既是提高石油裝備產品質量的依據和保證,也是實施產品質量檢驗準則和改進檢驗方法,提升檢驗技術水平的指南。反過來,在石油機械裝備產品質量的形成過程中,也是對國際標準的驗證和考核。為今后參與國際標準的制修訂和其他的國際標準化活動積累技術資料和有更多的發言權。
任何事物都不可能十全十美,國際標準也需要在實際運用中發現不足,通過一次次的修訂得到完善和提高。如采用的國際標準和國外標準中,引用的國外標準較多,如井口裝置和采油樹標準,引用了49項國外標準,而這些標準又沒有與我國標準相對應的標準,這給標準的實施帶來諸多不便。我國需要實質性參與國際標準制修訂,提出我國的意見和建議,以及先進做法。今后,在國際標準化會議上,一定會有更多的國人就相關國際標準發表有科學依據的修改意見和建議,或闡述、介紹我國制定的國際標準。在國際標準的舞臺上,我們不能只聽別人說,也要讓別人有更多的機會聽到我們的聲音。