油气开采用机械产品标准的编制与审查

2014-08-15王济新李春民

石油工业技术监督 2014年5期

关键词：油气要素机械

王济新，李春民

1.中国石油新疆油田分公司工程技术处（新疆克拉玛依 834000）

2.中国石油新疆油田分公司机械产品质量监督检验站（新疆克拉玛依 834000）

1 油气开采用机械产品的范围特点

1.1 机械类产品的范围

油井开采用机械产品是指在油、气、水井上使用的机械产品。按照产品使用时的位置来划分，主要包括在井口使用和井下使用的两大类产品。按照用途可以细分为清防蜡技术、完井技术、机械采油技术、油田注水与封堵隔水以及增产等技术使用的机械产品等四大类。用于清防蜡技术的产品包括自喷井清蜡工具、刮蜡器、稀土强磁清防蜡器、空化声磁耦合防蜡器和内衬油管等，这类产品的品种众多,结构较为复杂。用于完井技术的产品包括防砂用的绕丝筛管、预充填筛管、金属网筛管、冲缝筛管、激光割缝筛管等，属于这一类机械产品品种相对较少，结构也较为单一。机械采油技术用的机械产品包括井口的光杆卡子、盘根盒、胶皮闸门和井下的抽油泵、抽油杆、脱接器、扶正器等，这类产品种类较多，产品结构有复杂的也有单一的。最后一大类产品包括各类井下封隔器、配水器、井下油嘴或分采装置等，是油田在井下常用的一类机械产品。

1.2 机械类产品的特点

油气开采用机械产品的特点表现在以下6个方面:①产品使用的范围较广，涉及采油、采气、注水等生产，从井口到井下都有；②由于产品涉及油气生产，油田现场对产品的可靠性、安全性要求较高；③产品涉及的技术标准范围较广，粗略统计相关的国家标准和行业标准约有几十种，另外还有数量众多的各类企业标准；④涉及产品技术性能的一些指标无法在产品标准中表达，因为这些性能指标难以用模拟手段进行定量检测；⑤配套零部件中，专利产品多，种类多、代理商家多、企业标准多、产品批量小，被国家、行业标准覆盖的少，这使甲方在市场准入的标准审查需要投入不小的精力；⑥标准的配套性强，均与所采用的油气井工艺有关，标准规范性整合不易实现。

2 编制产品标准的原则

经过几十年发展，石油和相关行业的标准化建设取得了巨大成绩，产生了大量涉及产品的技术规范、技术条件类标准和产品标准。包括国家标准、行业标准和石油企业标准（以下简称为上级标准）。在此基础上，许多生产企业根据需要制定了许多产品标准。机械产品企业在以下几种情况下可以编制自己的产品企业标准[1]。

1）上级标准中没有相关的产品标准，如抽油井减载器，稀土强磁防蜡器等。

2）企业产品的技术指标高于上一级标准。包括单项指标的要求和指标的数量均高于上级标准。

3）上级标准中没有符合产品特殊功能的技术要求和检验方法，如专利产品:陶瓷式抽油杆及油管扶正器。

4）同一类产品中特殊规格或型号的产品，例如KY65-25井口装置、CYB120抽油泵等。在国家或行业标准中没有这些产品系列。

5）配套的半成品或零部件，如油管防腐处理、油管内衬管、可调式油嘴、抽油机配件等。

6）组合产品，如石油防砂割缝钢管，既按钢管标准生产，又要参考筛管的标准提出留缝的技术要求。

3 机械产品标准的相关内容

文献[2-3]是指导标准编写的重要文件。文献[4-5]对于写好标准有重要的参考意义。与其他类别的标准相比，机械产品的标准在编写严格和内容上有比较明显的特征。结合“中国标准编制模板”的使用，对这类标准的主要内容逐一说明:

封面。为标准中的必备要素，封面上有不少重要信息，要按照标准模版“BZ”提示内容编制。

目次。为标准中的可选要素。一般6页以下可以不设目次。

前言。为标准中的必备要素，有规范的编写格式。需注意的是前言不应包含要求、意义、图和表。

引言。为标准中的可选要素。一般的机械产品标准中没有引言。

名称。为标准中的必备要素。一般的企业产品标准有名称的主题要素即可，如:CYB 120整筒抽油泵。标准名称中应避免使用“优质”、“高效”等修饰性词汇。

范围。为标准中的必备要素。由两句话组成并有固定的编写模式，在标准模版中有指定的位置。

规范性引用文件。为标准中的可选要素。标准模版中有规范性引用文件位置，还包含引导语。在机械产品标准中这一章容易出现的问题较多。

术语和定义。为标准中的可选要素。常规性的、业内普遍熟悉的、有关专业术语标准已定义的通用术语一般不应列入，只需直接引用。

符号和缩略语。为标准中的可选要素。一般油气开采的企业产品标准不需要该要素。有关专业符号标准已规定的通用符号只需直接引用。

分类和标记。为标准中的可选要素。油气开采机械产品标准对这一部分内容一般采用以下结构:①产品的分类与命名，内容包括结构型式、型号编制方法、基本参数；②由分类、命名、型号（类型）、结构型式或结构示意图、技术参数、结构参数、性能参数、基本参数、基本尺寸、规格等。

油气开采产品标准由于配套性强，同类产品很多，一般应有标记体系。产品型号的命名，石油产品有SY/T 6327-2005《石油钻采机械产品型号编制方法》可供参考，但厂家一般要在型号中加入厂家的相关信息（如厂家名称、产品代号）。产品的型号要反映产品的基本特征及同类上级标准和服务对象包括采购、使用等的协调一致，例如承压、使用环境（温度）、规格等。

结构图、结构示意图是产品标准的首选项，也是产品标准审查中需要参考的内容。但由于机械产品易于被仿造，一些厂家因担心技术泄密而不愿在标准中附上产品结构图，对于这种情况只需附上产品的示意图，不必在标准中采用产品的机械制图。

参数、基本尺寸或规格是产品生产厂家向用户提供的、反映产品基本性能的一些数据，属系列化及选型配套的重要依据，一般油气开采产品标准也应是标准的选项之一，如标准中界定适应环境、压力、温度和明确联接关系。对油气开采产品参数这部分的内容，有些是设计本身的要求，有些是依据的条件，这些内容大部分直接检验不好实现，往往需要间接或现场使用验证，所以含这部分产品标准一般是先现场使用验证，等成熟后再上升为标准。

要求。为标准中的可选要素。“要求”要素是规范性技术要素中的核心内容之一。这些内容决定了该标准的标准化对象应达到的质量水平以及按其组织实施后可能产生的社会和经济效益。在起草标准中确定“要求”的技术内容时，尤其应符合确定标准规范性技术要素内容的“三原则”。

1）目的性原则。任何产品都有许多特性，但仅有一些特性可以作为标准化对象（列入标准）。因此，应根据产品功能和制定产品标准的目的，有针对性地选择必须在标准中规定的技术内容。制定产品标准的目的可以有很多，但对油气开采用的机械产品，标准的适用性、安全及资源合理利用、联接和相互配套、品种控制等则显得更为重要。为了保证产品的适用性，需要规定产品的外形尺寸、机械、力学、声学、化学等特性的技术要求；涉及资源合理利用本身就是其中一部分油气开采产品标准所要达到的目的，涉及安全也是该类产品设计中应优先考虑的；联接和相互配套等要求可能成为影响产品能否正常使用的决定性因素，因此应对其进行标准化；品种控制是编制油气开采产品标准的重要目的，品种可包括尺寸和其他特性。在这类标准中应提供可选择的值（通常给出一系列数据）并规定其公差。

2）性能原则。只要可能，要求应该用性能特性来表述而不用设计或描述性的特性来表述。标准中通常不包括对产品生产过程的要求，而代之以对最终产品进行检验（成品检验）。但是，在某些领域（产品）中仍需要检验生产工艺或控制生产过程，如《多功能井下产液处理器》标准，涉及声波及相关部件，成品很难用通过规定性能参数来检验，只能通过过程指标来保证产品的质量。

3）可证实性原则。无论产品标准的目的如何，应仅列入那些能被检验的技术要求。另一含义是指，如果没有一种试验方法或测量方法在较短时间内检验产品的稳定性、可靠性或寿命合格与否、特定指标等，则不应规定这些要求。如《电磁除防蜡器》标准要求中给出除防蜡指标，这很难模拟试验，因此就不应列入标准要求中。

抽样、试验方法和检验。为标准中的可选要素。一般油气开采机械产品标准将“抽样”与检验归为一章，抽样多用在型式试验抽取样品。其主要内容为:检验分类、检验项目、组批规则和抽样方案、抽样方法、判定规则和复验规则等。

标志、包装、运输和贮存。为标准中的可选要素。需注意的是，所规定的标志符号应符合有关国家或行业标准。

一般来讲，一项完整的机械产品企业标准应具有下列要素:封面；前言；名称；范围；规范性引用文件；术语和定义；结构型式、型号、参数；技术要求；试验方法或检验与试验；检验规则；标志、包装、运输、贮存等。其中前四项为必备要素，后面所列项目为可选要素，可适当删减或增加。

4 产品标准编制相关问题探讨

4.1 机械产品标准编制时机选择

产品标准是规定某一类或某一种产品要达到的部分或全部技术要求的技术文件。其内容包括产品的型式、尺寸、主要性能参数、质量指标、检验方法、验收规定，以及包装、使用、维修等方面的要求。因此，产品标准的制定是一个从理论（设计）、制造（实物）、到实际应用，再到最终形成标准的过程。在新产品、新技术的发展阶段，如果过早地制定标准，有可能由于缺乏可靠的试验数据及验证数据，使制定标准的依据不足，或者由于过早制定技术指标而妨碍技术的发展。反之，过晚地制定标准，产品规格、型号就会盲目发展，生产过程容易混乱，结果就会造成性能不稳定，批量推广使用不易实现，给产品的协调统一工作带来很大的困难，甚至会造成大量资金和人力的浪费。

一般情况下，产品经过试验及实用后，主要性能指标及各参数达到了稳定水平，此时制定标准就能够促进生产和技术的发展。属于压力容器类的产品，必须要强制执行国家相关标准和法规，且要结合产品图纸进行生产工艺检验，所以一般不再制定相关产品标准。

4.2 机械产品标准编制技术要求选择

在起草标准时，确定其中“要求”要素的技术内容时，除应符合GB/T 1.1-2009第四章的规定外,还应符合确定标准规范性技术要素的 “三原则”。“要求”的要素包含3方面的内容，概括为直接或以引用方式给出产品的所有特性、可量化特性所要求的极限值、规定试验方法和测量方法。

油气开采用机械产品标准起草的一个难点，是产品所要实现的主要技术性能和参数很难用试验和测量方法进行验证，这时就要选择间接反映或保证满足实现这些性能指标和参数的产品性能上。如果产品的理化性能对其使用功能十分重要，或者产品质量必须用理化性能加以保证时，应规定产品的物理（机械）、化学和电磁性能。

一般的油气开采机械产品标准技术要求可选择内容为:基本参数或基本要求；基本尺寸或外形尺寸；配合尺寸和配合间隙；未注尺寸与形位公差；主体材料、关键性材料和特殊材料；理化性能（化学成分、强度、硬度、塑性、韧性、电感、磁感等）；密封和强度试验；涂漆；热处理；外观和表面质量；联接和相互配套；制造或加工（必要时）；焊接质量、无损检测；粗糙度；噪声；功能及性能试验；时间（准时性、可靠性、可用性等）；耗能指标；通径；外购及外协件等。

4.3 关于产品的特性指标

机械产品的技术要求应该分为两部分:一是机械产品的标志性指标，例如外观、结构尺寸等；二是能够反映其实用特性的指标。例如磁防蜡器的磁场强度，磁声波防蜡器的声波频率范围等。与化工产品相比，机械产品的这类指标较少。

5 产品标准审查相关问题探讨

5.1 企业标准与相关标准的协调统一性

某一特定范围内的标准，无论在质的规定，还是在量的规定上，都是互相联系、互相衔接、互相补充、互相制约的。标准除内部各项技术内容相互协调外，还应与相互的标准和标准体系协调统一，这样才能使标准系统发挥最大的效应，最大程度满足使用要求。由于大部分产品标准的起草单位是地方企业，标准起草程序不规范，所属管辖区域标准备案审查欠专业背景，这样造成了很多标准技术要求部分低于相关国家或行业标准的情况，或部分标准缺少相关国家或行业标准的技术要求部分内容。因此，该部分内容应列为标准审查的重点。

5.2 机械产品标准审查主要内容

机械产品经过油田现场试验或用户试用，达到了预期的指标后，才能被准许进入油田市场。这时对标准进行审查与标准的备案审查还是有所区别的。审查主要内容为:现场试验及使用情况；产品标准化程度及提高标准化程度的可能性；标准备案审查意见（一般缺）；相关检验机构型式检验报告或厂家型式检验报告（不容易实现）；结构和编写程序（一般可通过）；标准间的协调统一；标准中相互对应、协调；参照4.3审查技术要求相关内容完整性、正确性、准确性；试验方法可操作性、可靠性、再现性；出厂检验项目设置。