专家介绍:
沈树国:高级工程师曾在国家油气田井口设备质量监督检验中心、石油工业机械产品质检中心等部门工作;曾参与国家及行业标准的编制与修订工作等。获得科技成果30余项,制修订标准23项、编著专业书籍2册。
刘雪梅:高级工程师一直在石油工业井控装置质量监督检测中心工作,现任川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院石油机械质量标准化所所长。曾参与国家及行业标准的编制与修订工作等。
□沈树国刘雪梅/四川石油管理局安全环保质量监督检测研究院
标准国际化成为趋势
我国
石油装备标准化工作是伴随着石油工业而发展起来的。经过几十年的努力,石油装备已形成了较为完善的标准体系。据统计,截至2008年6月,我国共制定发布石油装备标准493项。其中,采用国际标准和国外先进标准179项。国际标准化发展,很大程度上加速了我国石油行业的科技研发,促进了科技成果转化及专利化、专利标准化、标准产业化,带动企业技术创新和科技进步。目前,我国石油装备产业已成为石油工业发展的支柱产业,形成了门类齐全、质量稳定的体系,石油装备标准化起到了很重要的支撑作用。为我国石油装备的发展和质量的提高提供了坚实的技术支持。
近几年我国的石油装备出口量大幅度增长,但不是所有出口产品都采用了国际标准,如近几年出口较多的石油钻机、
修井机、钻井泵等产品,目前均没有国际标准转化或采用国外先进标准。我们应紧跟标准国际化的趋势,把直接采用国际标准、国外先进标准或将我国石油装备标准纳入国际标准,及提高实质性参与国际标准化活动水平作为今后工作的重点,以此装备标准国际化意义深远□沈树国刘雪梅/四川石油管理局安全环保质量监督检测研究院提高我国石油装备产品在国际市场的占有率和国际竞争力。
标准国际化提高装备品质
产品质量的优劣的判定取决于产品标准中的技术参数和性能要求是否全面,指标是否先进。一般来说,国际标准和国外先进标准这两方面有较高的指标。因此,按国际标准生产的产品往往可以确保高质量。
GB/T20174-2006《石油天然气工业钻井和
采油设备钻通设备》是对国际标准ISO 13533:2001《石油天然气工业钻井和采油设备钻通设备》的修改采用,该项标准对钻通设备的性能、设计、材料、试验、焊接、标记、搬运、储存与运输提出了明确的要求,并规定了钻通设备的工作条件。特别是在第8章“质量控制要求”中,详细规定了与质量控制有关的测量和试验设备、设备和零件的质量控制要求、特殊设备和零件的质量控制要求,而且对质量控制人员提出了资格鉴定要求。在对特殊设备和零件的质量控制要求中又分别对各零部件提出了专门要求,特别是对与井内流体接触的承压、控压产品和零件应进行的拉伸试验、冲击试验、硬度检测、尺寸检验、化学分析、目视检验、表面NDE、焊缝NDE的目视检验、表面检验;预制焊缝的体积检验、射线探伤、超声波探伤、硬度测试等多项检验要求,且有具体的检测方法、验收准则等具体规定。可以说该项标准对钻通设备有完整的性能要求,有明确的技术指标,详尽、可行的试验方法。
可见,采用国际标准制定的国家标准,对钻通设备的质量是从设计、采购(在附录E中有采购指南)、材料、设备、试验、制造、搬运、储存、运输全过程实施了控制。实际上它完全体现了GB/T19001-2000《质量管理体系要求》管理思想。不仅如此,该项标准还提出了对人员资质的要求,这样把影响产品质量的人、机、料、法、环、测诸因素都考虑在其中。把只对最终产品的质量把关,延伸到产品形成全过程的控制,把只对产品自身质量的检验,扩展为对包括人员资格鉴定在内的全方位的验证。显而易见,采用这种先进标准生产并满足规定要求的钻通设备产品,质量是一流的,在市场上是有竞争力的。
GB/T20174-2006《石油天然气工业钻井和采油设备钻通设备》自2006年发布实施以来,钻通设备产品的质量有了明显的提高。据2007年石油工业井控装置质量监督检验中心年度监督抽查的结果表明,产品合格率比2005年提高了20%,这就是采用国际标准能提高产品质量的有力证明。
标准国际化提升检验水平
产品的特性只有通过监视和测量才能知道是否满足要求,而监视和测量必须具备与之相适应的监视测量装置。根据GB/T19001-2000的要求,“组织应对产品的特性进行监视测量,以验证产品要求已得到满足”。同时要求“组织应确定需实施的监视和测量以及所需的监视和测量装置,为产品符合确定的要求提供证据”。等同、等效采用国际标准而制定的国家标准对产品特性提出了具有国际水准的要求,这就给产品质检机构、实验室乃至企业的检验机构从检验方法、检验设备、检验环境、检验人员的素质能力各个方面满足具有国际水准的要求。
以井口和井控装置等标准为例,标准规定了对采油树、节流压井管汇和
防喷器等整机设备的静水压强度试验所用的静水压试验和液控系统试验中应使用数据采集系统。对闸板防喷器的密封性能试验要求能提供有上部井压影响密封时的闸板关闭压力记录,提供井底压力破坏密封时的操作(打开或关闭)压力记录。承压起下钻寿命试验要求
钻杆通过关闭的管子闸板时,在规定的渗漏率情况下,闸板胶芯和密封件控制井压的能力。需要提供试验期间的井压记录和起下钻速度记录。悬挂试验要求在最恶劣的工况下进行,即利用关闭压力保持悬挂或卸放关闭压力只用锁紧装置保持闸板关闭。悬挂载荷需达到2.7MN(127mm钻杆),或2.0MN(小于127mm钻杆)。仅此一例就说明采用国际标准的国家标准在产品验收方面有更高的要求。试验条件、试验设备、试验环境远远高于常规的试验。这就要求从事产品检验的机构完善检验设备,改善检验条件与环境、研究设计新的检验方法。
近年来,一些检测机构不断发展壮大,一定程度上得益于国际标准化工作。如石油工业井控装置质量监督检验中心,本着“一流企业做标准”的理念,通过积极参与标准化工作,尤其是采用国际标准和国外先进标准的工作,十余年来制修订了陆地和海洋用钻采设备国家、行业标准三十余项。并通过对标准的理解和实施,自主研发了多项检测设备和检测技术。在为保障石油钻井安全生产做出贡献的同时,也取得了良好的经济效益。
钻通设备标准提出了对产品进行功能性能试验的要求。依据此要求,井控质检中心研发了防喷器功能试验台架,该测试技术获
中石油科技进步一等奖,填补国内空白。可模拟强行起下钻、悬挂及旋转钻具等试验,为新开发的防喷器的结构、材料、工艺等提供了设计验证的手段,多次发现重大设计、制造缺陷,如闸板轴断裂、胶芯过早失效、壳体非正常疲劳刺漏等,避免了现场试验或投产后可能出现的质量和安全风险。
在即将发布的国标《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》(修改采用ISO10423:2003《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》)中要求对井口装置和采油树的本体、闸阀上密封、阀座等进行气密封试验,促使一些质检机构研制了国内原来尚未采用的试验检测装置??气密封性能检测系统。未做气密封检测前,川渝地区每年因井口
泄漏不仅需要投入近2000万元以上用于近100口井的抢修,还导致了难以估量的安全、环保隐患和事故;开展气密封检测后基本杜绝井口抢修情况。目前已检测1300套产品,产品的气密封质量得到明显提高。
在国际标准的基础上,国家及行业的质检机构又进一步开拓研发了在国内首创的试验方法及试验装置??井控装置整机高低温试验装置、声发射检测技术等。低温环境及高温超高压腐蚀液气混合介质试验技术填补了国内空白,应用于钻采设备整机设计验证,特别是检验产品在酸性腐蚀介质下的使用性能,避免现场试用风险。井控装置使用可靠性声发射动态检测技术为国内首创,获得国家专利,并在已检的四百多台防喷器产品中成功地检测出部分产品中存在的扩展性缺陷,为安全生产提供了保障。该项技术已被行业标准所采用,成为第一个技术专利化、专利标准化、标准国际化的钻采设备技术标准。
基于标准要求,研发的井控井口装置计算机监测系统目前已推广应用到国内五十多家生产厂、使用单位。由此可见,国际标准贯彻实施,有效促进了检测技术和检测水平的提高,最终为提高产品质量提供了保障。
标准修订需要中国力量
国际标准中提出的要求,既是提高石油装备产品质量的依据和保证,也是实施产品质量检验准则和改进检验方法,提升检验技术水平的指南。反过来,在石油机械装备产品质量的形成过程中,也是对国际标准的验证和考核。为今后参与国际标准的制修订和其他的国际标准化活动积累技术资料和有更多的发言权。
任何事物都不可能十全十美,国际标准也需要在实际运用中发现不足,通过一次次的修订得到完善和提高。如采用的国际标准和国外标准中,引用的国外标准较多,如井口装置和采油树标准,引用了49项国外标准,而这些标准又没有与我国标准相对应的标准,这给标准的实施带来诸多不便。我国需要实质性参与国际标准制修订,提出我国的意见和建议,以及先进做法。今后,在国际标准化会议上,一定会有更多的国人就相关国际标准发表有科学依据的修改意见和建议,或阐述、介绍我国制定的国际标准。在国际标准的舞台上,我们不能只听别人说,也要让别人有更多的机会听到我们的声音。