從預(yù)防缺陷設(shè)計(jì)開始

——北京康布爾石油技術(shù)發(fā)展有限公司設(shè)備監(jiān)理紀(jì)實(shí)

    □ 劉江濤 劉瑞華 馮江鎣

    我國(guó)自主研發(fā)的首臺(tái)9000米電動(dòng)鉆機(jī)（ZJ90DB電動(dòng)鉆機(jī)）于2006年3月在寶雞石油機(jī)械有限責(zé)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(zhǔn)噶爾盆地進(jìn)行莫深1井的鉆探工作。莫深1井位于準(zhǔn)噶爾盆地腹部莫索灣，是中國(guó)石油在準(zhǔn)噶爾盆地部署的一口重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)探井。該井是中國(guó)石油有史以來單井投資最大的一口風(fēng)險(xiǎn)探井，投資超過3.5億元，是目前我國(guó)陸上油田最深探井，設(shè)計(jì)井深7380米。2008年7月20日，莫深1井順利完井，實(shí)際鉆深7500米。這不僅標(biāo)志著中國(guó)超深探井鉆探技術(shù)走在世界前列，同時(shí)證明我國(guó)自主研發(fā)的第一臺(tái)9000米電動(dòng)鉆機(jī)（ZJ90DB電動(dòng)鉆機(jī)）設(shè)計(jì)及制造質(zhì)量、鉆機(jī)整機(jī)性能達(dá)到世界一流水平,為我國(guó)超深井鉆機(jī)的定型生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

    北京康布爾石油技術(shù)發(fā)展有限公司受用戶委托，承擔(dān)該項(xiàng)目的設(shè)備監(jiān)理任務(wù)。負(fù)責(zé)ZJ90DB鉆機(jī)的設(shè)計(jì)圖紙、工藝文件和試驗(yàn)大綱的審查，鉆機(jī)主機(jī)制造過程的全程監(jiān)理，以及鉆機(jī)所有設(shè)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(duì)新產(chǎn)品而言，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、工藝文件和試驗(yàn)大綱等技術(shù)文件的審查，可以把一些重大設(shè)計(jì)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(duì)ZJ90DB鉆機(jī)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審查時(shí)，公司監(jiān)理人員發(fā)現(xiàn)鉆機(jī)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(jī)技術(shù)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(jī)的要求進(jìn)行。在監(jiān)理人員的堅(jiān)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(jié)構(gòu)件的原材料進(jìn)行了更換，并重新按低溫材料焊接要求進(jìn)行了焊接工藝評(píng)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(jìn)行了修改、評(píng)定，從而保證了鉆機(jī)內(nèi)在質(zhì)量。監(jiān)理人員在對(duì)新產(chǎn)品的試驗(yàn)大綱進(jìn)行審查時(shí)，發(fā)現(xiàn)該鉆機(jī)所配轉(zhuǎn)盤為ZP375Z加強(qiáng)型，即外形尺寸及連接尺寸與傳統(tǒng)的ZP375相同，而本臺(tái)鉆機(jī)所配轉(zhuǎn)盤最大靜載荷卻遠(yuǎn)大于普通ZP375轉(zhuǎn)盤，這樣設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)盤安全系數(shù)就變小了。經(jīng)過計(jì)算，普通鉆機(jī)上ZP375轉(zhuǎn)盤安全系數(shù)為1.915，本臺(tái)鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)的安全系數(shù)為1.545。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（API規(guī)范、石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）要求，作為首臺(tái)產(chǎn)品，須通過最大靜載荷試驗(yàn)來進(jìn)行校驗(yàn)。經(jīng)過協(xié)商，制造廠對(duì)圖紙作了更改，并最終通過了產(chǎn)品的型式實(shí)驗(yàn)。

    因生產(chǎn)需要，制造單位往往將一些設(shè)備或零部件進(jìn)行分包或外協(xié)，而多數(shù)分包廠無論在設(shè)計(jì)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(shí)制造單位對(duì)這些外協(xié)外購(gòu)企業(yè)的生產(chǎn)過程缺乏有效的監(jiān)督，導(dǎo)致眾多質(zhì)量問題的出現(xiàn)，這就需要通過實(shí)施監(jiān)理來避免這些問題。

    ZJ90DB鉆機(jī)配套鉆井液高壓管匯為國(guó)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(jìn)行生產(chǎn)。監(jiān)理人員在對(duì)分包進(jìn)行巡檢時(shí)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(cè)等存在明顯不足，不能滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)所有管材對(duì)接焊口進(jìn)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(duì)接工裝（確保對(duì)接焊縫對(duì)中，誤差不能大于1.6mm），重新進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，增加工件焊前預(yù)熱及焊后保溫處理設(shè)備，對(duì)所有焊縫進(jìn)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(duì)鉆機(jī)這樣的大型設(shè)備而言，涉及眾多的配套設(shè)備。雖然主要設(shè)備由專業(yè)的石油機(jī)械制造廠制造，但一些配套設(shè)備和工具，如交流電動(dòng)機(jī)、風(fēng)動(dòng)絞車、液壓提升機(jī)、液壓貓頭、液壓動(dòng)力站等均為社會(huì)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(jī)及其配套設(shè)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(jī)總體配套考慮不周或存在不足而導(dǎo)致的問題，如不同廠家配套設(shè)備之間存在接口問題。北京康布爾石油技術(shù)發(fā)展有限公司并沒有因?yàn)檫@些未受控產(chǎn)品參與配套而忽視整臺(tái)鉆機(jī)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(shè)備工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度和投資目標(biāo)�！吨袊�(guó)質(zhì)量報(bào)》