石油装备订货标准的探索与实践

陈俊峰，高圣平，张 玉，聂红芳

中国石油勘探开发研究院石油工业标准化研究所 （北京 100083）

随着全球经济发展对油气资源的需求量日益增加，能源行业对石油装备与技术的要求越来越高。石油装备的总体发展趋势概括下来包括：向自动化、智能化、高移运性、高可靠性、高HSE方向发展；向适应特殊环境方向发展，不断挑战深海、极地、山地、丛林等恶劣环境极限；向满足客户个性化需求方向发展；向研发、制造和服务一体化方向发展，且服务占的比重越来越大。

1 石油装备标准现状

我国石油装备标准体系可分为4层结构：第1层为石油装备通用基础标准；第2层为石油装备各个专业的通用标准；第3层为各专业核心标准(门类标准)；第4层为围绕核心标准的配套标准(个性标准)。截止到2015年2月，我国共制定发布石油装备标准524项。其中钻采设备及工具210项、石油管材标准124项、仪器仪表标准102项、处理设备标准36项、海上结构标准52项。形成了覆盖我国石油天然气勘探开发、油气储运等各个专业领域的石油装备标准体系。基本满足了钻机产品从设计、制造到使用、维护等的需要，为我国石油装备的科学发展提供了基础技术支撑[1-3]。

分析我国石油装备标准体系及个性标准，有以下几个特点：

1）标准体系结构和个性标准项目基本满足了当前石油钻采设备及零部件产品设计、制造、使用和维护的需要。

2）在与ISO和API相对应的主要标准上均已实现了“采标”，标准的技术内容实现了与国际接轨。

3）标准的主要技术内容着眼于与石油装备有关的设计、制造、试验和检验等要求，重点关注的是单个设备的性能、安全和互换性，解决的是贸易中的技术统一要求问题，与国际上制定技术标准的原则保持一致。

4）石油装备标准体系体现了我国石油装备特色，这既是市场经济条件下对标准的需求，也是我国石油钻机产品技术水平的体现。

2 石油装备订货存在的问题

石油装备种类的不合理增加，在带来石油装备品种多样化的同时，既给制造商的设计、生产组织带来了不便，也无形中增加了企业的生产成本，不利于产品质量的提高、稳定和量化生产，同时也给用户的现场管理、操作使用、维护保养等带来诸多不便，分析影响石油装备种类增加的因素概括起来主要有以下几个方面。

1）使用环境因素。由于各个用户所处的地理位置、运输状况不同，对石油装备的结构型式和移运方式有着不同的要求。例如大庆油田井间距小、地势平坦多采用整拖结构型式钻机；新疆、中东等国家及在沙漠地区作业更适合于拖挂、半拖挂、大模块快速移运结构型式钻机；在西南油气田因受到地理和道路状况条件的限制，希望钻机单元和单件的运输重量更轻、尺寸更小；对于环渤海作业的企业，由于运输能力强，则更愿意采用大模块自背车运输型式钻机以减少运输车次，或增加移动轨道等。由于用户的自然环境不同，也会对钻机的技术要求有所不同，例如严寒地区有满足低温钻井的技术要求，沙漠地区有防风砂的技术要求等。同样由于使用环境的不同，各个用户对钻机在井场的布置也是不尽相同。

2）技术发展因素。随着石油装备技术的进步和发展以及市场需求的改变，结构型式和配置也发生了较大的变化，例如钻机的驱动型式、传动型式、井架、底座结构型式和移运方式等。以ZJ70/4500钻机为例，在驱动型式上有机械、直流、交流、复合驱动；在传动型式上有柴油机+皮带并车传动等十余种等；在移运方式上有拆移式、车载式和拖挂式等。钻机的主要零部件在经历了数十年的发展和不断的完善、优化后，技术结构日趋先进成熟，性能更加优越，但在这个过程中也造成了多种结构和形式的设备共存。如绞车的单轴、多轴结构形式、转盘的多种传动形式，绞车刹车形式、滚筒参数的变化、绞车和转盘档位的变化、井架、底座结构、材料和高度的变化，顶驱装置、盘式刹车、自动送钻装置、套管扶正台、司钻房、自动化猫道、快速移运结构、一次穿绳连续起升结构以及节能降耗等设备和技术的应用和推广等。

在2016年2月-2018年3月我院收治的糖尿病性骨质疏松症患者中选出142例,排出合并新鲜骨折、严重脏器功能障碍的患者,排除合并其他影响骨代谢疾病的患者,排除近6个月内服用影响骨代谢药物的患者。随机将患者分入两组中,对照组患者71例,男10例,女61例,年龄49-84岁,中位年龄63岁;病程1-14年,平均(7.5±2.3)年。观察组患者71例,男13例,女58例,年龄50-85岁,中位年龄61.5岁;病程1-14年,平均(7.8±2.5)年。两组的一般资料经对比显示差异不明显,P>0.05,有可比性。

3）分供商因素。石油装备所需要配套的外购、外协件分供方众多，各家的产品在技术要求、结构型式、尺寸参数等方面均有所不同，当制造商与分供方没有建立长期稳定的合作机制，不能相对固定时，也是造成石油装备结构变化较多，互换性差的因素。例如由于钻机钻台面上所配置厂家的工具种类、型号各不相同，仪器仪表的数量不同等使得钻台面、司钻房内控制台面几乎没有相同的，而司钻房的布置格局各不相同常常会成为钻机生产的瓶颈；又如配置在钻台面上的风动绞车，在与钻台面的连接上就有法兰、由壬、梯型螺纹、耳板、螺栓等多种连接方式，造成互换性不强。

4）用户的因素。大多数情况下，石油装备是由用户直接向制造商采购，尽管国家和行业标准对石油装备的主参数、设计和制造做了规定，但石油装备的结构、形式、配置及各项技术要求都是由用户与制造商以技术协议的形式确定。由于缺少统一的采购配置指南或规范，且在市场处于买方市场情况下，有的用户更愿意按照自己的想法和习惯提出技术和配置要求，甚至自选分供方、自配设备或部件等，而制造企业则疲于被动的应付用户的个性化需求，从而也造成石油装备设计不断改型，石油装备种类不断增多。

5）制造商因素。在激烈的市场竞争环境下，石油装备制造商为了生存和发展的需要，为了能够在市场上获取更多订单，也需要不断采用更新技术、推陈出新等措施，通过技术的提升做到人无我有、人有我优，力争使自己在市场竞争中处于有利的地位，这也使得石油装备的结构和型式不断的变化，变形种类石油装备不断增多，即使在同一企业内，都难以保证同一级别型式石油装备产品的一致性。

3 石油装备订货标准的可行性

客观地讲，在这些造成石油装备种类增加的因素中，有的因素是合理的，如技术进步带来的变化（当然技术因素也是应该优选的）以及不同的使用要求等，但也有许多非技术因素是应该避免的，如人为和习惯因素等。中油技开和长城钻探公司也已在此方面做出了有益的尝试，它们通过在满足油田使用要求的条件下，统一采购、合理精选和优化钻机机型和配置、减少钻机的种类、相对固定配套设备的分供方等措施，使出口的钻机性能、质量不断提高，企业的运作成本降低，管理效益和经济效益明显提高，钻机产品在海外市场获得了良好的声誉。

国外的石油装备订货基本上形成了系列化，规范化。如钻机订货基本以美国NOV、德国Bentec等公司在不同时期主推的成熟钻机基本标准配置为主，动力系统、电控系统、司钻控制系统、液压系统、气控系统、钻井仪表、顶驱、绞车、游吊系统、泥浆泵、高压管汇及阀件等，严格按照钻机总体设计理念实现核心技术及其接口的标准化；固控设备、井控设备、井口机械化工具及各类外购零部件等均选用相对固定的知名厂家的优质产品。一种成熟的钻机设计不轻易更改，零部件及备件互换性良好，性能稳定，对用户的特殊要求则进行单独设计。

目前我国石油装备已经形成了比较完整的系列，在规格种类和整体制造技术和质量水平都有了大幅度的提高，基本够满足了国内用户不同地区、不同井深和不同环境条件进行勘探，开发的需要，并且还有相当数量的石油装备在国外承担服务。尽管石油装备的结构型式和配套方案较多，但近几年石油装备的订货趋势表明，随着市场日益的成熟和制造企业的努力，各大油田用户的主流石油装备需求逐渐趋于相近，特别是石油装备主要部件以及主体结构已基本定型。规范和优化石油装备的结构、规格系列，以利于生产组织，加大生产能力，提升石油装备产品制造质量，降低管理成本，提高维护保养水平，保证石油装备可靠运行，这已成为石油装备制造商和用户的共识。

4 钻机订货标准的具体实践

通过对国内外钻机和修井机技术现状和发展趋势的研究分析，为进一步规范钻机和修井机的生产制造，规范用户的采购行为，克服存在的无序现象，全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会根据市场发展需求，运用“简化优化、协调统一和模块化”等标准化方法，组织钻机制造企业、用户和研究院校的专家，共同编制了SY/T 6724《石油钻机和修井机基本配置》石油行业标准。该标准规定了陆地钻机和修井机配套的基本要求，提供了可供选择的基本配置方案，为用户购置成套钻机和修井机提供依据。

中国石油集团是我国钻机制造大户，也是使用大户。为降低钻机制造成本和采购、维护等生产成本，提高钻机采购的可操作性，更好地指导钻探公司采购。近几年来，中国石油装备制造公司牵头，组织相关专家在SY/T 6724《石油钻机和修井机基本配置》行业标准的基础上，按照钻机型号系列，分别编制了Q/SY 1571.1《钻机基本配置技术条件第1部分：ZJ70/4500钻机》～Q/SY 1571.6 《钻机基本配置技术条件 第6部分：ZJ30/1800以下系列钻机》系列企业标准。该系列标准提供了每种型号的钻机的多种组合配置方案，进一步强调了钻机零部件的互换性和可靠性，具有很强的指导采购指导作用。该系列标准的研制，为制造企业和用户在降低成本方面提供了“双赢”的技术基础[4-5]。

在制定SY/T 6724《石油钻机和修井机基本配置》行业标准和中国石油Q/SY 1571《钻机基本配置技术条件》企业系列标准时，主要从以下几个方面进行了探讨和研究：

1）简化优化。即在标准制定时以陆地常规钻机和修井机为主，以规范和减少相同级别和使用要求的钻机和修井机在不同用户间的差异为目标作为工作的重点，解决主要问题。在制定该标准的同时，将钻机和修井机配套相关的主要零部件及设备也编制到该标准中，提高其标准化、通用化程度和互换性。

2）适用性。标准合理选择和优化了钻机和修井机的结构类型、驱动型式及配置要求，使钻机和修井机整机订货基本配置方案满足和适应不同用户的使用环境、技术类别和钻井工艺的合理需要。

3）先进性。标准选择技术成熟、先进、可靠，代表了行业当前和今后一段时间的主流方向，同时按照国内外钻机和修井机技术发展的趋势，优选先进的技术方案，提高了钻机和修井机的技术性能和配置要求。

4）可操作性。标准的技术内容应为用户合理选择钻机和修井机基本配置提供必要的信息，最大限度表述钻机和修井机主体部件的主要技术参数和必要的接口尺寸以及性能要求和适用范围。

5）市场化。按照市场的需求，在坚持钻机和修井机基本配置方案的同时，应在合理的范围内给用户以不同的菜单式选择，以适应市场变化和用户的特殊需要。

5 结论及建议

制定订货技术标准是石油装备市场发展的需求，更是制造企业和用户降低运营成本，提高管理效率的最有效方法和手段。SY/T 6724《石油钻机和修井机基本配置》以及Q/SY 1571《钻机基本配置技术条件》企业系列标准的制定，为制造企业和用户在降低成本方面提供了“双赢”的技术基础。石油企业在制定石油装备采购标准或订货技术标准时，应在确保其功能要求和可靠性的情况下，充分关注石油装备的简化优化和协调统一，实现最大可互换性，模块化将是大型成套石油装备的发展方向。

[1]高圣平.我国石油装备标准化发展趋势[J].中国石油和化工标准与质量,2008(12)：7-13.

[2]高圣平.我国石油装备标准化[J],石油工业技术监督,2009,25(1)：9-13.

[3]杨果.中国的石油工业标准化[J],石油工业技术监督,2006,22(5)：5-8.

[4]SY/T 6724-2008石油钻机和修井机基本配置[S].

[5]Q/SY 1571.1-2013钻机基本配置技术条件 第1部分：ZJ70/4500钻机[S].