石油钻井机械设备质量控制及现场管理研究

兰福全，邹涛，刘伟超

（1.中国石油集团西部钻探工程有限公司，新疆 克拉玛依 834000；2.中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，辽宁 盘锦 124010）

石油钻井设备对石油钻探的工作效率和质量有着至关重要的影响，由于石油开采的环境较为复杂，钻探工作的风险性较高，因此，需要控制设备质量。对石油钻井机械设备进行有效的现场管理，从而达到保证施工安全，提高石油钻探作业质量和效率的目的。不易对设备性能造成严重的损坏。为了进一步控制因石油钻井机械设备故障而导致的经济成本的损失，延长钻井机械设备的使用年限，需要采取科学合理的控制管理措施。近年来，石油钻井作业的规模不断扩大，国内外企业研发并生产了一些适用于不同钻井条件的石油钻井机械设备，

随着石油钻井机械设备的种类日渐丰富，数量也越来越多，为石油钻井机械设备的质量控制与现场管理带来了重大挑战，本文综合考虑石油钻探的现场环境条件，并根据石油钻井机械设备的特点提出了质量控制与管理方法，为促进石油钻井机械安全有序开展提供了参考依据，对提高石油开采现场的生产效率具有重要的现实意义。

1 石油钻井机械设备质量控制及现场管理

1.1 设备各生产环节质量控制

石油生产过程较为复杂，涉及到诸多工艺，若石油设备出现故障则可能对后续的开采作业造成影响，因此，需要围绕石油设备的各生产环节，对石油设备进行质量控制。质量控制是保证各生产加工环节的重要基础，因此，对石油设备的质量控制需要严格按照行业标准规范进行。通过第三方监理人员深入到石油钻井机械设备的生产各环节，对石油钻井机械设备生产的全过程进行监理，在发现问题后与供应商进行及时的沟通，做出适当的调整与改进，确保行业规范标准得以有效的落实，其次，定期抽检来控制整个过程的设备质量，在设备生产作业完成后，由质检部门对设备进行抽查，对于有质量问题的设备进行及时的排除，从而保证监理实施的效果。在设备投入运行前后，进行石油钻井机械设备信息数据的收集与整理，并对资料的真实性进行核查，保证所采集的信息数据符合对石油钻井机械设备质量控制的要求，对采集到的信息数据进行归档整理与分类，为了保证石油钻井机械设备的完整性，需要将石油钻井机械设备的技术信息、采购信息和存储信息等数据准备充足，便于对后续石油钻井机械设备的现场管理与维修提供可靠的数据来源。

1.2 定期检查石油钻井机械设备性能

由于石油钻井机械设备在通常条件下，均在户外进行作业，其环境因素会导致石油钻井机械设备存在故障与锈蚀等问题，恶劣的天气条件还会加快石油钻井机械设备的老化现象，若石油钻井机械设备出现严重故障还会导致石油开采作业无法正常的进行，延误作业进度。为了保证石油开采作业的正常开展，需要定期检查石油钻井机械设备的性能，并在检查过程中及时发现故障征兆，对已经发生的故障原因进行分析，从而保障设备的正常使用。石油钻井机械设备通常具有较大的体积和重量，因此在维修与管理上存在着一定的难度，设备检修人员在进行石油钻井机械设备的检查中，应严格按照规范要求，若设备出现漏油漏气现象，则需要进行停机维修，不能在故障情况下继续进行运作，避免对石油钻井机械设备性能产生重大的影响，在对于石油钻井机械设备的零件缺失和松动问题，应及时进行零件固紧操作，并将缺失的零件安装补齐。在进行现场管理的过程中，需要以减少经济损失和安全损失为目标，对设备进行基础管理，了解设备运行的时间特征和检修记录，全面管理石油钻井机械设备的档案，在三滤和油水管理的过程中，控制优质，并根据油质考虑是否对三滤进行更换，使石油钻井机械设备处于良好的运行状态，加大设备检修与管理频率，尽可能地避免外在因素对石油钻井机械设备性能的影响。

1.3 石油钻井机械设备故障分析与维修

由于石油钻井机械设备具有多种型号，因此设备本身存在着可能发生故障的多种原因，因此需要对石油钻井机械设备出现的故障进行原因分析，若石油钻井机械设备部件发生损坏或丢失，则需要及时进行配件的更换，但在多数情况下配件更换需要停止钻井机械设备的运行，由于其在很大程度上会影响作业进度，因此常常无法实现，只能通过维修来短暂满足作业需要，然而修理精度随着维修次数的增加而逐渐降低维修效果，其故障还会在运行后出现，因此需要采取有效的管理措施。本文对人为因素导致的故障和管理因素导致的故障进行总结，规范石油钻井机械设备的操作和保养维护，并对维修和养护效果进行及时的检验。利用十字作业法对设备进行维护保养，逐步排查石油钻井机械设备存在的故障隐患，对石油钻井机械设备的各部件进行测量，在充分认识部件性能和质量的前提下制定合理的维修方案，对石油钻井机械设备故障的不同等级，分别进行小修、中修和大修，定期更换润滑油品，在设备的保养中，对石油钻井机械设备的清洁、紧固、润滑等方面进行日常的保养，定期进行一级保养和二级保养，并将各石油钻井机械设备的损坏和故障情况进行记录，存储在系统数据库中，从而更加合理的保证石油钻井机械设备的使用寿命，保持石油钻井机械设备的健康情况。

1.4 基于智能监控现场管理设备

钻井作业的工期较长，在钻井作业过程中往往由于多种因素影响而出现井喷事故，为钻井作业人员的生命安全带来了极大的风险，为了提高石油钻探对自动化技术的应用范围，本文采用智能监控设备对石油钻探作业的全过程进行监控，并对石油钻井过程中可能发生的井喷事故进行模拟，将智能监控设备触摸屏安装在石油钻井机械设备上，使作业人员能够简便的处理机械界面，动态监控钻井情况，从而实现对石油钻井机械设备的整体质量控制。为进一步避免石油钻井机械设备受自然环境影响而出现老化锈蚀等问题，在钻井作业施工现场搭建石油钻井机械设备的存储库房，存储设备及相关零部件。利用专业的钻井管理人员对作业人员的操作规范进行检查，尽可能地避免因人为操作不当而损坏石油钻井机械性能的情况发生，在设备检查过程中，快速找到需要检修的检修点，按时完成一系列的现场管理工作。通过第三方监理人员严格的监督与管理钻井现场的设备操作与施工情况，及时对石油钻井机械设备的质量信息进行反馈，避免企业造成大量不必要的经济损失。

2 应用效果分析

为验证本文方法在石油钻井机械设备质量控制与现场管理中的效果，本文基于设备管理的可靠性对石油钻井机械设备进行了实验，以某石油企业在钻探现场进行石油开采中的钻井机械设备为研究对象，对石油钻井机械设备进行定期检查，维修与管理石油钻井设备中存在的故障，其实验周期为90 天，本文对石油钻井机械设备的维修管理时间进行了统计，具体设备故障维修管理时间如表1 所示。

表1 石油钻井机械设备维修时间

由表1 可知，在石油钻井机械设备维修与管理中，若钻井液循环系统和动力系统维修不顺利，将会增加维修时间，经本文进行设备质量控制和现场管理后，其维修时间大大减少，均能够在两天内实现维修，提高了石油钻井机械设备的维修管理和作业效率，有效控制了作业进度，证明本文方法具有较好的管理效果。对本文方法实施前后的预防性维修工作量和预防性维修完成率进行统计，具体如图1 所示。

图1 预防性维修量和完成率对比

由图（a）可知，对比本文方法实施前后各1 年时间内预防性维修量和完成率的变化，在本文方法实施前的1月初，预防性维修工作量从仅为整体维系工作量的23%，中间存在一定程度上的波动，随后预防性工作量逐渐保持在35%～40%之间，在实施本文方法后，其预防性维修工作量大幅提升，由年初的42%迅速上升，在6 月时的预防性维修量占比达到了60%，到12 月已经基本维持在75%以上，证明石油钻井设备的突发故障和重大故障具有明显的减少，使整体维修量有了很大程度上的下降，同时经过本文方法进行现场管理后，其预防性维修工作量明显增加，能够有效减少石油钻井机械设备中存在的故障隐患和故障发生的可能性，保证石油开采工作的正常运行。

由图（b）可知，在预防性维修完成率的统计结果中，在本文方法实施前的1 年时间里，预防性维修的完成率在80%～90%之间其预防性维修完成率存在着较大的波动，目标完成率为85%存在部分月份未达到目标完成率，其预防性维修方案有待于进一步完善。经本文方法的控制管理后，其预防性维修完成率在一年时间内较为稳定，且均在95%以上，证明本文的管理与控制方法具有较好的效果，整体管理执行情况较好，本文方法具有有效性。

3 结语

本文通过设备各生产环节质量控制，定期检查石油钻井机械设备性能，石油钻井机械设备故障分析与维修，基于智能监控现场管理设备四个方面完成了本文研究，并取得了一定的研究成果。同时，由于时间和条件的限制，本文研究还有诸多问题亟待解决，需要在今后的研究中不断改进与完善，如研究中未涉及对国内外质量控制标准的参考，对于石油钻井机械设备现场管理制度的改进和对现场管理人员的培训内容还需要进行更加深入的探索。在今后的研究中，本文还将对没有涉及到的内容进行进一步的分析与研究，有效提高现场管理力度，对石油企业的运行与发展起到重要的推动作用。