基于全生命周期的油井管监造新模式

畅新辉，庄旭，王明，张磊

（1.中国石油集团工程材料研究院有限公司，陕西 西安 710077；2.中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司，新疆 库尔勒 841000；3.中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第三采油厂，陕西 延安 717600）

1 前言

油井管包括钻杆、套管和油管等，通过专用螺纹连接形成钻柱和油/套管柱。钻柱是油气开发的必备工具，套管柱和油管柱则是封隔地层和开采油气的唯一通道。套管寿命决定油气井寿命，是油气田的命脉。近年来，随着我国油气对外依存度持续攀升，为保证国家能源安全，国内不断加大勘探开发力度，大量油井管应用于油田建设，作为油气井建设的重要物资，其质量性能直接关系到油气井的使用寿命，也影响生产企业的安全运行。油井管作为油田寿命和安全的关键所在，如何监造才能既保证安全性又增效益，相信是很多业主关心的问题，传统油井管监造只在生产环节进行，而对其在使用过程以等环节的管控相对薄弱，本文从油井管的全生命周期理论出发，探讨油井管监造新模式以及数字化，为油井管监造行业的研究提供一些创新思路和技术支撑，以期对油井管监造行业高质量发展有所裨益。

驻厂监造制度是现代工业中质量控制模式的一种，往往被大型工程建设中采购关键和重点设备环节所采用，也成为工程监理的一个重要组成部分。油井管驻厂监造本质上是一种专业化技术服务，它是业主根据合同，委托有相关资质的第三方技术检验单位对所购的货品，根据相关技术标准和制造厂签订的合同文件，进入制造厂的生产现场，对所购货品的生产制造全过程进行的质量监督与控制。

国内最早石油管驻厂监造产生于20 世纪90 年代初期，由中国石油管材研究所提出，并根据我国当时钢管生产厂水平和国情，制定了“既监督工厂质量体系的有效性，又监督工厂产品质量符合性，从原材料进厂到产品装运全过程监督”的内外结合的、全方位的质量保证模式。通过30 年来的实践，这种形式的监造服务极大地推动了石油管产品质量的提高，促进了钢管厂、钢厂等企业的技术进步，大幅度降低了石油管产品使用中的风险，为国内输油、输气管线和油田建设作出了重要贡献。

2 理论基础

全生命周期理论是指产品从设计、生产、使用到废弃的全过程，这一理论是国际上公认的一项重要理论，它强调了对产品从设计到生产、使用、废弃的全过程进行控制和管理。在油井管监造的过程中，采用全生命周期理论可以保证油井管质量的稳定性和安全性，降低监造成本和资源消耗。油井管全生命周期可以分为设计开发、生产制造、使用维护三个环节，设计开发环节在科研单位或者制管厂完成，生产制造环节在钢管制造厂完成，使用维护环节在油气田现场。油井管使用寿命在各个地区有所差异，主要取决于油井管材质，地质条件、输送介质以及现场使用情况等，从油田业主投资的角度来考虑，希望套管使用寿命越长越好，能够在各种条件下（包括复杂深层、蠕变地层、严酷腐蚀环境等）最大程度保证油气井的使用寿命，避免油井管早期失效为企业带来损失。

3 实现途径

对于油井管监造，借鉴已有的经验，运用全生命周期理论，结合油井管生产使用的实际情况，将监造工作进行纵向扩展，向上触及工程地质一体化，向下延伸至井下作业质量，达到既监督工厂质量体系的有效性和油井管产品质量的符合性，又监督现场使用的合理性与规范性，打造全方位立体监造新模式，为油田企业油气井长久安全使用保驾护航。

传统油井管监造只负责油井管的制造直至发运阶段，后期使用情况则由业主决定，而基于全生命周期理论的油井管监造新模式则是考虑到油井管下井乃至井下作业情况，及早介入油井管设计与开发，根据实际使用情况研究开发与之配伍的特殊钢级或者特殊扣油井管，形成设计开发-使用维护-完善改进这样一个闭环持续改进过程，这种阶梯式上升PDCA 循环则主要依靠监造、油气田企业以及开发制造者之间的协同配合。

4 新监造模式的优势分析

与传统的油井管监造模式相比，基于全寿命周期的油井管监造新模式具有以下特点。

（1）有利于优化油井管开发。油田业主经过近几十年的油气田开发，积累了大量地质资料和油井管使用情况，针对出现的问题，可以有针对性地开发抗高温、抗挤、抗腐蚀等新型油套管，使油井管性能持续改进，如针对蠕变地层需加强抗挤设计，酸性介质或者H2S 腐蚀介质则需要加强抗腐蚀性设计等类似情况，依靠工程材料研究院在石油管领域的科研实力，联合钢管制造企业，油气田企业联合开发，为我国石油工业的发展壮大贡献自己的力量。

（2）有利于业主油井管专业技术水平的提高。由于专业的限制，大部分油田业主对于油井管材料性能的认识还不深刻，存在油井管使用情况不清楚等情况，通过监督现场使用的合理性与规范性，可以提高业主对油井管新材料、新扣型、新技术的理解以及做好现场作业的管理工作。

（3）有利于保证油井管质量，降低套损治理成本。通过全生命周期监造模式的实施、凭借中石油工程材料研究院在石油管方面的科研实力以及北京隆盛这样专业化的监理队伍，可以避免因不合理的油套管选型、开发以及不规范的操作所产生的潜在油套管损坏，保证油套管性能的完整性，避免后期产生的不必要的套损治理成本。

（4）有利于行业标准的制定。通过这一系列的监造实践，将成熟的产品和程序标准化，不断做大做优我国油井管市场。进入21 世纪以来，市场竞争中“标准先行”的特征越来越突出，标准竞争已成为继产品竞争和品牌竞争之后一种层次更深、水平更高、影响更大的竞争形式。

5 数字化监造及其优势

传统监造在现场监造过程中存在工作效率低下，纸质资料填写较多、业主无法直观了解监造现场动态等缺陷。随着云端数据存储、无线直播和视频记录等技术的发展，通过互联网在线运作管理和移动端APP 数据采集和传输，工业产品监造数字化已经成为可行的解决方案，相比传统的监造方式，数字化监造具有以下优势。

（1）监造工作过程透明化。建立全生命周期油井管监造系统，构建一站式可视化的监测平台，确保能够全方位、全生命周期的监控油井管质量状况，及时预警和处理可能的风险。平台采用模块化设计，方便易用，通过多媒体采集客观影像，相关方随时随地获取数据，并根据需要通过远程检验视讯功能，直播工作现场，并全程录像。智能设备APP 采集的照片证据，明确标明地理位置坐标、拍摄人和时间等，完全保证监造过程的真实性、有效性和可追溯性。

（2）有效成本控制。根据产品种类、检验范围，采用新型监造模式：即现场人员采集数据并递交到后台技术主管进行审核，并形成最终报告。不同产品、项目中，一名技术主管可同时管理多名现场人员执行任务，从而大大降低现场人员的成本。

（3）监造效率显著提高。通过梳理油井管生命周期管理，建立全生命周期管理体系，包括工艺过程和信息化系统，以便全面控制油井管产品的品质，提高油井管生命周期的稳定性和安全性。实时数据采集和信息输入，监造工程师与客户、技术管理的信息分享，保证在整个作业过程中及时汇报现场的状况，并在监造检验结束后一次性完成报告传递。

（4）服务完整性和质量保证。优化生产监造流程，采用先进的生产技术和方式，提供全生命周期的相关文档管理，以确保油井管生产过程的完整性和可追溯性。通过中控系统，实现对生产过程的监管和管理，提高油井管的生产质量。标准化服务流程，预设关键检查点，使用智能设备APP 保证现场数据采集的完整、准确、有效性，后台技术管理人员监督检验过程，评审现场人员提交的数据，从而使监造检验服务最大限度地降低对现场人员的要求和检验结果的人为主观判断，保证监造检验工作的客观性和质量的一致性。

（5）质量控制的有效性。通过采集和分析全生命周期的油井管数据，实现对生产过程的优化和管理，通过数据分析，提供实时监控，方便管理人员了解生产过程，进行及时的调整和管理。数字化监造与大数据技术结合，实现应用平台数据与后台数据库的一体化，为大数据分析奠定基础，最大限度挖掘业务数据价值。应用大数据技术能够随时掌握和追踪油井管质量的变动情况，对不同供应商油井管质量进行评价，精准施策，对提高油井管质量水平有显著的促进作用。

（6）人才与经验储备。数字化监造需要不同职能部门之间的紧密协作和信息共享，监造人员需要在团队中协调和沟通，能够有效与相关人员共同推进全生命周期油井管监造新模式的实施和落地，另外，数字化监造需要监造人员具备创新思维和跨界思维能力，能够从业务需求和技术应用等多方面考虑，以持续优化服务质量，同时增加服务价值，提供创新性的数字化解决方案和服务，推动数字化监造的创新发展。

6 结语

（1）油井管监造新模式主要将油井管设计开发阶段前移，监造管理工作向后延续的一种全生命周期监造新模式。

（2）数字化监造方式相比传统型监造具有很强的便利性，能够显著提高油井管监造人员的工作效率，全面降低监造成本，同时提高油井管生命周期的稳定性和安全性，具有很高的应用价值。

总之，油井管监造新模式和数字化监造相比传统的油井管监造具有很强的优势，但是在实践中还需要不断总结和优化，最终实现油井管监造质量管理工作规范化、合理化、程序化、标准化，以达到促进油井管监造行业实现高质量发展的目的。随着人工智能、物联网和大数据等技术的进一步发展，传统制造业由“制造”向“智造”转型，全生命周期油井管监造新模式和数字化监造也会得到进一步的完善和应用。