海上石油钻井平台设备风险维修策略的探讨

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  摘 要:近几年来,由于对石油资源的需求量逐渐加大,石油资源的开发利用,受到了国家政要部门更多的重视。本文主要介绍了海上石油钻井平台设备风险维修的方法,重点包括风险维修的重要性、风险维修的主要步骤、风险维修的保障措施三个方面。
  关键词:石油钻井平台 风险维修 策略
  一、前言
  近几年来,海洋工程的规模越来越大,它主要针对的是海洋资源的开发和利用,尤其是石油资源。但是由于钻井平台周围环境的复杂性、钻井平台自身的体积庞大、海上风暴的频发,导致了平台的安全受到了很大的威胁。采用传统的方法来对平台进行维修,已经完全不能满足如今设备的要求。所以风险维修的方法由此产生,并且得到了很大的发展,在海洋石油钻井平台的维修中得到了很大运用。
  二、海洋石油钻井技术的重要性
  1.有利于经济的发展
  我国的经济实力现在正在不断地增强,人们对油气资源的需求量也越来越大。但是,油气资源是很有限的,人们对油气资源的需求越来越大,仅有的油气资源的总量已经不能与我国经济的发展相匹配,不能充足地供应油气资源,这也严重阻碍了我国经济的发展,成为经济发展的矛盾所在。所以,加大对石油钻井技术的研发,就能够开发更多的石油资源,推动我国经济的迅猛发展。
  2.为实现可持续发展目标提供保障
  我国经济的增长目标就是经济的可以持续发展。努力开发和使用海上石油钻井技术,使我们距离实现能源的可持续发展的目标更近了一步,为资源的可持续发展提供了保障。最近几年,海上石油钻井技术得到了很大的提高,我国的油气资源开采的总量逐渐增多;同时,我国也加大了对油气资源的开发力度,并且范围向海外扩展,充分地开发和利用海外的市场,就能够保证可以更安全稳定地使用石油资源,实现资源的可持续发展。
  3.有利于国家能源的稳定
  海洋石油的钻井技术和海洋的油气资源开发利用密切相关,同时,其也是影响国家能源稳定和经济安全的关键因素。我国正不断加大对海洋石油钻井技术的创新,使海上的石油资源得到了充分的开发和利用,这也弥补了当下我国能源出现的短缺现象,有利于国家的能源稳定。
  三、海洋钻井平台技术特点及要求
  我国的海洋钻井平台的发展经历了一个漫长的过程,为了使大家对海上钻井平台的性能和结构有更好的了解,下文会对主要的几个钻井平台作详细的描述:
  1.技术特点
  1.1固定式的钻井平台
  固定式钻井平台同其它的钻井平台相比,其历史最为悠久,平台的形式也是最古老的。随着时间的逐渐推移,出现了其它形式的平台,比如桩基式、重力式、张力腿式等等。就适应水深的能力比较:重力式是150米,桩基式是400米,张力式是300米,这些平台适应钻深的能力都可以超过3000米。通常来说,固定式平台有着结构简单、风险小、成本低等优点,同时在前期的钻井和后期的采油都能发挥作用。虽然是钻井平台中最古老的一种,但是固定式钻井平台还是受到了广泛的运用。
  1.2坐底式钻井平台
  坐底式平台通常由沉浮箱、工作平台及中间支撑等部件组成。这种平台最大的一个优点就是完井后,可以用拖船将它运到另一个需要钻井的地方,有很强的移动性,在钻井的时候,平台的底座是放在海床面上的,所以其不会受到海洋的影响,有利于其稳定性。但其也有缺点:一是这种钻井平台对海底地基提出了很高的要求,另一个就是该平台由于自身的高度,其适应水深的能力比较差。目前投入使用的平台的工作范围只能小于30米,如果想要提高它适应水深的能力,就会导致其成本的增加。此外,对于坐底式钻井平台来说,一旦确定了高度,就意味着该钻井平台的工作水域只能是低于这个高度,其使用和发展都受到了一定的限制。
  1.3自升式钻井平台
  该种平台也可以称为桩腿式平台,通常是由本体、升降装置以及桩腿组成。整个平台是一体化的设计,在进行工作的时候,将桩腿插入到海床里固定,来支撑整个平台,进行海洋的钻井工作。自升式平台的稳定性一般比较高,其方便、灵活,能够适应多种的土壤条件,由于其种种优点,在钻井时受到了广泛地应用;但其也有不足的地方,就是平台的定位操作比较困难,比较难适应深海的工作。
  2.要求
  2.1对质量提出了高要求
  海洋石油钻井平台的工作地点随时都是变化的,并且根据不同的需求、水声、海域以及方位,其要随时移动。由于海上风暴的存在、生产作业的复杂,对其作业也提出了很高的要求。
  2.2对安全性和技术的要求都很严格
  海洋石油的开采是在海底进行的,并且随着技术水平的提高,油气的开发也想深海领域发展,因此,对海上作业的安全性以及技术规范都提出了很高的要求。
  四、海上石油钻井平台设备风险维修的步骤
  1、传统维修的缺陷
  现在,很多的海上石油钻井平台还是沿用了传统的“预防为主”思想,将每日消耗的备件的数量作为是维修的标准,就拿半潜式平台的维修花费,外国一般要求是5200美元,中国的要求也在3200美元;自升式平台在国外的维修费是3400美元,中国也大概2300美元。长期以来,这种标准似乎成为了固定的模式,以后的维修实践也都遵循这一准则,对防止损耗性故障发挥过很大的作用。但是,自从20世纪80年代以来,通过国内外的实践证明,传统的维修策略和方法还是有一定的弊端的,它对任何设备和系统会存在的随机性的故障起不到预防的作用;而采取“一刀切”的方式来更换元件,会造成不必要的浪费,而且不断地拆了又装,反而会带来新的故障。
  对于海上石油钻井平台来说,从托航到开钻,直到开钻完毕,期间包括测井、取心还有完钻以后的各种测试,这些环节无论哪一个因为维修而停顿,都会造成经济的损失,并且维修的时间拖得越长,维修费用就会越高。所以这些采用定期进行维修或者被动维修都存在很大的隐患,都是不可行的。   2、风险维修实施的前提以及具体步骤
  风险维修实施的前提:一是建立在RCM的分析基础上;二是设备管理和维修计算机信息化。跟设备维修系统有关的计算机软件应该包括设备会存在的一些故障、设备的具体情况以及设备可能会产生的故障模式、故障发生的可能性、故障的后果、维修活动的花费等等。所以,对维修活动和维修资源一定要采取标准化和代码化的手段。对风险维修的步骤具体如下:
  (一)、选择RBM队伍
  能否找到一个高技术的RBM队伍,对方案的圆满实施起到关键的作用。企业在对人员进行挑选的时候,一定要考虑到其技术水平。最理想的状态就是能够利用内部力量来实施RBM。但是,很多的企业都缺少掌握专业技术的人员,而且也没有足够的资金来聘用RBM专家,一次性地花大量的金钱用来培训,显然也是很不现实的。以此,一定要和有技术能力的服务供应商进行合作。在很多的情况下,维修经理一定要是具有多年经验、或者有很大潜力的技工、安装工人又或者是技师——这些都是RBM技师的候选人。
  (二)、分析企业的需求
  第二部就要对企业的需求进行分析。通过研究生产工艺和维修的流程,可以对企业的设备进行分类,具体可以分为关键、需要、辅助和不重要这四类。通过对其进行分析,根据其关键程度来挑选相适应的RBM技术。必须要先控制关键的设备和工艺,这一点也影响到RBM方案能否成功。
  (三)、分析机械设备
  通过对不同的机械的在整个钻进平台中的重要性,我们可以将其分为如下的几大类:不重要型的设备、辅助设备、关键的设备、必须具备的设备等等。根据每个
  (四)、挑选RBM技术
  RBM实施程序中,合理选择RBM技术对企业至关重要。RBM技术正在不断地发展,时至今日,已经涵盖了非常广的领域,集成了许多先进的技术,包括在线振动分析、油液和磨损颗粒分析、精密对中和平衡、红外热成像、超声波、电动机定子分析、电动机电流分析等。
  (五)基于风险的维修
  风险维修是建立在费用维修的基础上的,但是费用维修又是对可靠性为中心的维修的一种补充。
  1、RCM(以可靠性为中心的维修)
  RCM不同于传统意义上的维修方法与维修思维,即已经定下来除非设备存在支配性的故障,否则大修对设备的整体可靠性影响比较小:
  (1)和时间有关系的只有损耗性故障,所以更多的定期维修也不起作用。
  (2)定期维修不能解决随机故障的解决,应当采用监督、自我诊断的方法来消除障碍。
  (3)对可靠性设计主要采用的是冗余方法,所以每个零件或者哪一个元件出现故障,不会影响到整个系统稳定运行。
  (二)CEM(费用维修)
  费用维修的主要步骤
  第一要先辨认出各种潜在的故障;使故障的后果量化,确定维修的费用;最后,选择一种花费最小,效率最高的维修方法。
  五、风险维修的优点
  1.使维修的作用能够得到充分的发挥
  风险维修主要应当以预防为主,且预防的越全面、越频繁,那么可靠性就会越高。风险维修只是针对必要的维修作业,这样可以减少预防维修的项目数量,工期所花费的时间已经费用,对传统的全面翻新的维修方法进行了改革。
  2.对维修作业的类型选择科学、合理
  风险维修会先分析这个项目的可靠性以及会出现的故障后果,暗号适用性以及有效性的准则来选择维修的方法,从而使不同的作业都发挥出最大的效益,从而放弃了原先单一的定时拆修的方法。
  3.对维修周期的制定科学合理
  风险维修推测维修周期的依据是现场测试的数据、现场测试的结构,通过这两者来确定最终的维修周期,因此使得最佳的维修期限受到保证。
  4.明确维修活动
  RBM对每一台设备的维修活动都做出了确认,并且对风险也有所确认,这样就少了不必要的检查措施、维修等等,使得维修部门可以集中其主要的注意力和资源,来进行有意义的维修活动,这样可以提高设备的实用寿命,降低其维修的费用,给企业带来最大的利益。
  六、海洋石油平台设备风险维修保障措施
  1.维修的方式以预防性为主
  1.1通过对档案资料的研究,将周边的环境、质量以及安全和成本作为根据,来对海洋石油平台设备可能会发生的故障,以及故障的后或和原因进行整体的分析;与此同时,还要根据实际运行情况,做出相应的反馈,包括停机、损失和可靠性等等。通过分析得出一个结果,根据这个结果来改进海洋石油平台设备的日常维护和管理,并且能够及时确定预防性维修的方式。
  1.2通常可以将海洋石油平台的设备分成不同的模块,对这些模块同时地进行调查和分析,对其重要的部件的使用情况要了解。
  1.3对维修的方式的选择,一定要有海洋石油平台设备的操作人员,或者是熟悉设备的专家或者工作人员来选择。为了选择出更加有效的维修方式,设备管理部门应当编写下列的文件:a.选择出最有效维修方式的维修工作任务手册;b.将设备维修方法进行分类;c.建立设备维护逻辑判断程序,以适合多种故障模式维修。
  预防性维修方式应当包括检测(设备是在解体的状态下),在线检测,润滑,定期检测以及更替备件(设备是在不解体的情况下,有平台现场的专业人员负责实施)、检查(检查一些隐蔽性的故障)等等。在对维修方式进行逻辑判断的时候,应当将所有可能出现的情况都考虑在内,学则合理的维修手段,应当填写维修方式选择单,每一个部件会出现的故障都能够在这份文件当中找到。
  2.加强引进备件的力度并把好国产备件的质量关
  海洋石油平台许多关键的设备及重要设备都是进口设备,如顶驱、柴油机和升降装置等,常常因为这些进口备件出现问题而使设备运行陷入瘫痪;因此应重视进口备件的引进力度,加快引进速度,缩短引进周期,提高进口备件的实际到货率。国产备件采购相对容易,但备件质量不高;因此,要把好国产备件的质量关,从源头上抓起,从有资质的厂家采购备件。
  3.对平台中存在的不合理的设计进行改进
  对于在海洋石油平台工作的设备维护人员来说,应当对在工作中出现的不同的需求,机械设备中会存在的各种缺陷都要有所了解,对现有的设备也要适当地改进。目前,在日常的生产当中,很多的改进工作都发挥了巨大的作用,比如进口的上下支承进行的改进、对钻井给定开关进行的无级改造、对喷淋泵、润滑油泵还有泥浆泵进行的连环设计和改造、泥浆泵吸入过滤装置的改装等等,从不同的程度上,对设备的效率和安全性都有极大的提高,对钻井工作的顺利进行来说,其发挥了很大的作用。
  4.对海洋石油平台设备的管理人员要加强专业技能的培训
  海洋石油平台设备的管理水平的高低,设备管理人员的自身素质对其影响很大,设备管理人员自身素质的高低,对平台设备的维护保养的质量也起到了直接影响。所以,就要加强对海洋石油平台设备管理人员的钻也技能的培训,增加他们的专业管理知识,提高他们的专业技能,能够更好地维护和保养海洋石油平台设备,使海洋石油平台设备能够发挥出它们最大的功效,在最大程度上,符合钻井作业的要求。
  七、结束语
  对海上石油钻井平台设备的风险维修,采用传统的方法已经远远不能满足其要求了。近几年来,风险维修的方法开始兴起,并且得到了不断的发展。在采取风险维修的方法对石油平台设备进行维修的过程中,一定要运用最先进的管理方式,聘用专业的人才,对设备出现的故障要及时维修,平时要增强对设备的保养,只有这样才可以延长平台的使用寿命,使故障率大大地下降。
  参考文献:
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