跨阶段集成的非API石油专用管认证体系构建研究*

冯 春，刘 震，朱丽娟，谢军太，高建民，杨尚瑜，徐 婷，韩礼红

(1.中国石油集团石油管工程技术研究院 陕西 西安 710077； 2.西安交通大学 中国西部质量科学与技术研究院 陕西 西安 710049)

0 引 言

随着产品和技术流程的扩展，来自不同厂家的各种型号的产品越来越多，采购方的意识和对质量的需求也随着时间的推移而提高。因此，向采购方科学地传递质量信号已成为一大挑战[1]。解决这个问题的一个实际解决方案是进行认证。该认证可以定义为一个过程，通过一些标签系统，由国家认可的有资质的第三方机构独立发布产品的一个不可观察的质量水平，从而指导采购者选购满意的商品[2-3]。

石油专用管(OCTG，又称油井管)作为能源化工领域的重要生产耗材，其用量大、费用高，更重要的是其生产质量和服役质量决定了油田的生产效益，对石油工业的发展关系重大。过去我国石油专用管一直依赖进口，在订货和检验中，主要以美国石油学会(API)标准为依据[4]。在国内石油专用管制造厂家不断发展的背景下，API认证也逐渐成为石油专用管制造商取得行业认可的极为重要的一环。但随着石油专用管服役条件日益复杂和严酷，井深增加，井内温度、压力相应提高，以及近年来发展的新型钻井技术对石油专用管材料结构要求的增加，仅符合API标准的石油专用管认证体系已逐渐不适用于现在高质量需求的石油专用管供求体系。因此，针对非API石油专用管的认证体系目前存在较大空白，非API石油专用管标准认证体系的提升与完善将有效改善这一状况。

此外，目前针对石油专用管的质量认证主要集中在产品出厂的质量认证，但决定石油专用管产品服役安全可靠性、稳定性和经济效益的除出厂产品质量外也包括石油专用管的服役质量。因此，面向全过程的集成产品质量监管认证是保障石油专用管产品生产质量高、服役性能稳定的重要手段。

针对目前石油专用管产品配套的跨阶段监测监理机构、施工方能力认证的体系技术缺失，造成大量检测、监测数据的使用性差、施工质量低等问题，本文通过整合已有的相关技术资源，采用德尔菲法构建了质量认证体系，形成了包含石油专用管入井前质量分级认证、驻场监造机构认证、质量抽检机构认证、管柱监测监控能力认证、现场施工机构认证和服役风险管控认证的跨阶段服役质量管控认证体系，为石油专用管跨阶段产品质量管控提供了重要依据。

德尔菲法(Delphi Method)是在20世纪40年代由赫尔姆和达尔克首创[5]。该方法属于专家集体评价法，即专家以匿名的方式对调查者所提的问题发表意见，通过多轮次调查专家对问卷所提问题的看法，经过反复地征询、汇总、修改，使专家小组的预测意见趋于集中，最终获得具有统计学意义的结果，从而做出科学、公正、合理的结论，是一种利用专家的集体智慧来确定各因素在评判问题或决策问题中的重要程度系数的有效方法之一[6-7]。该方法具有较高的代表性和可靠性，被广泛地运用于各种评价指标体系的确定过程中。下文将详细介绍使用德尔菲法构建石油专用管跨阶段服役质量管控认证体系的过程和结果分析。

1 实施流程

根据德尔菲法确定的非API石油管认证体系流程如图1所示。

图1 非API石油管认证体系流程

1.1 成立研究小组并选择咨询专家

研究小组由6人组成，其中石油专用管科研院所高级工程师2人、高校教师1人及硕士生3人。本研究确定3个层面的专家共15人左右。其中石油专用管生产人员，石油专用管专家学者，油田石油专用管相关工作人员各5人，要求有石油领域的综合学科知识、丰富的工作或研究经验，具有敏锐的学术判断力和职业道德。

1.2 编制调查问卷

在文献回顾、专家访谈的基础上初步形成第一轮专家咨询问卷。调查问卷共分为三部分：专家的基本信息，问卷正文(指标重要程度和专家修改建议)以及专家对该问题的熟悉程度和专家进行判断的主要依据。指标重要程度依据Likert评分方法赋予分值，很重要～不重要，分别为5～1分[8]。专家对各指标的熟悉程度分为5个等级(不熟悉、不太熟悉、一般、较熟悉、很熟悉)。问卷以微信问卷星的方式进行发放及回收。第1轮问卷回收后，对满足重要性赋值均数≥4且变异系数≤0.25的指标予以保留，并结合专家意见及课题小组讨论结果，对原指标进行删除、修改、合并及增加新指标，整理完成后，将第2轮专家咨询表发给专家[9]。第2轮问卷全部收回后，再次对咨询结果进行整理和分析，专家意见基本一致，结束咨询。

1.3 统计学方法

用Excel2016和SPSS22.0建立数据库进行结果处理与分析，以问卷回收率(%)反映专家的积极性，以权威系数判断专家的权威程度，专家意见协调程度用各指标评价结果的变异系数(Vj)表示。变异系数表示专家对指标相对重要性的波动程度，越小专家意见的协调程度则越高。研究指标的筛选以同时满足重要性赋值均数>3.50和变异系数<0.25两项指标为标准，同时结合专家意见，经研究小组集体评议进行指标筛选。

2 统计结果

两轮咨询的问卷回收率均为100%。专家的权威程度通过专家对指标作出判断的依据和专家对指标熟悉程度来反映，两轮咨询的专家平均权威程度分别为0.89和0.91。

专家意见及其集中程度用重要性赋值均数和变异系数来表示。均数越大说明指标越重要，标准差越大表示专家意见差异性越大。两轮调查后，统计结果见表1。

表1 两轮评价后的认证指标重要性赋值均值和变异系数

3 讨 论

3.1 专家代表性和预测的可靠性

本研究在项目前期研究基础上运用德尔菲法，研究结果具有科学性。选择专家是运用德尔菲法进行研究成败的关键因素。研究中我们充分考虑了专家的专业代表性、学术权威性专家的平均权威系数、协调系数及一致性均比较高，因此，本研究专家的代表性和预测性较好。

一般认为函询问卷有效回收率在70%以上说明专家积极性高[10]，本研究2轮问卷有效回收率均为100%，专家积极性高。专家权威程度越高，指标可靠性越大，一般认为Cr>0.8表示权威程度较高[11]，本研究第2轮专家的Cr分别为0.89和0.91，专家权威程度高，研究结果可靠。

3.2 认证体系分析

非API石油专用管的服役状态是一个多因素影响和多场耦合的结果，故全过程的集成产品质量监管认证需要覆盖入井前的质量分级评价、驻厂监造、质量抽检，下井施工时的施工机构认证，以及服役期间的管柱监测监控能力和服役风险管控的认证。在整合完善油田现场相关无损检测、螺纹计量、供应商认证技术等基础上，通过德尔菲法构建的跨阶段集成产品质量管控认证体系能较好的满足非API石油专用管全过程质量管控的需要。

认证体系中的各指标及其权重相对大小如图2所示，从图2中可以看出入井前质量分级认证和质量抽检机构认证相关的认证指标权重普遍较大，究其原因可能是因为这两项认证过程是直接面向石油专用管的产品质量的，也是传统石油专用管质量认证的主要环节。现场施工机构认证和驻厂监造机构认证权重相对较低，其中机构及相关人员的资质认证依然被较为重视。服役风险管控认证和管柱检测监控能力认证由于目前并没有相关标准或先例可依，其权重统计结果不及传统产品质量认证环节，但也具有相当的重视度，作为产品服役阶段的主要认证要求，其在跨阶段服役质量管控认证体系中也具有相当的重要性。

图2 认证体系指标权重雷达图

3.2.1 入井前质量分级认证

非API石油专用管入井前的质量分级水平决定了产品的基本使用性能，其中产品的机械性能如抗拉强度、屈服极限、伸长率等指标需达到要求，否则石油专用管工作时会提前发生性能降低甚至根本无法完成任务的状况，影响油田的正常生产。而面对井下H2S、CO2和Cl-的强腐蚀环境，产品的耐腐蚀性能也显得尤为重要，腐蚀速率过快也会导致产品的使用寿命显著减少[12]。材料的加工工艺不当会产生残余应力或其他缺陷，也会导致材料性能不合格。此外石油专用管的螺纹性能不合格，如螺纹锥度和螺距超出极限偏差、内外螺纹齿形角度不同等尺寸不精确的问题也会导致螺纹上紧过程中的应力不均，从而导致粘扣等现象，致使产品失效，可见螺纹性能也会在一定程度上影响石油专用管的使用性能[13]。

3.2.2 驻厂监造机构认证

驻厂监造是石油管材采购中一项重要的产品质量控制方式[14]。监造服务质量的优劣会影响到石油管材的实物质量、供货进度以及供货方、委托方(业主)、施工方的沟通协调。在选择监造服务的机构时，应首先考虑监造单位的资质以及监理人员的个人资质和人员专业结构，单位资质可以在一定程度上反映业务水平，而个人能力、责任心、职业道德等更是做好监造工作的基础。监造单位的监造模式和管理体系是否满足国家标准、体系文件和质量手册是否规范都将影响驻厂监造的水准[15]。建造单位的设备拥有情况和先进性也需要达到监造要求，以保证检测结果满足精度要求。此外监造单位的历史业绩也是评价驻厂监造机构业务能力的一个重要参考。

3.2.3 质量抽检机构认证

第三方质量抽检对保障石油专用管的稳定服役、减少事故发生具有重要意义。与驻厂监造相同，机构和相关人员的资质认证是质量抽检单位良好发展业务的基础。在选取抽样标准时，应充分考虑产品的生产流程、供货方式与抽检目的。同时，抽检方案设计的合理性、抽检结果处理的科学性以及抽检设备的先进性也会在一定程度上影响质量抽检的效果。

3.2.4 管柱监测监控能力认证

监控是指通过使用相关仪器，按照预定的检测频率对正在服役井内的油井管柱进行观测，以确保油气井的运行参数(即压力、温度、流量)保持在其运行范围以内的行为。油田公司或者钻井承包商应根据油气井屏障被破坏后的风险和后果及其做出反应的能力，确定进行监控和检测的频率，并形成相关文件。监测项目主要涉及到测井、腐蚀监测、损伤监测、结构完整性监测和环空压力监测。

3.2.5 现场施工机构认证

针对现场施工机构的认证内容主要包括：1)机构的现场施工责任保障制度。良好的责任制度可以使各部门生产协调、各司其职。2)定期的设备检查与维护。石油完井设备是影响石油管是否安装准确及时的主要因素，因此加强设备维护更新对提高石油专用管服役质量和生产效益有着积极意义。3)施工进度控制。施工机构必须严格按照合同约定，制定详细计划，从而保障工程的进度。4)施工技术管理和人员培训。合理的施工技术管理以及高水平的施工人员也是提高管理和生产效率的重要保障。

3.2.6 服役风险管控认证

服役风险管控是根据服役风险评定的结果确定风服役风险控制措施的决策过程，以及风险控制措施的实施和实施效果的监测，从而实现对识别到的危险部位、风险因素进行预防性的维护。服役风险管控的认证主要包括风险管控制度的合理性、服役环境因素、装备工作运行的状态、风险评估技术的先进性以及风险管控的执行力和实时性。

4 结束语

针对非API石油专用管跨阶段集成质量管控认证体系缺失的问题，在石油管失效分析、企业调研以及现有的研究成果基础上，使用德尔菲法构建了非API石油专用管跨阶段集成质量管控认证体系，为非API石油专用管的质量管控提供了参考。由于诸多主观或客观的条件的限制，本认证指标体系的研究尚存在许多不完善的地方，许多问题值得进一步地探讨和研究。在质量管理体系实践过程中，需要通过不断完善体系中的不足，保持体系持续改进，进一步提高对非API石油专用管质量管控水平，从而降低质量成本损失，提升生产效益。