浅谈石油钻井机械设备维修保养

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  【摘 要】 石油钻井行业是技术设备密集型的行业,石油钻井设备是其生产成本的重要组成部分,更是各项工作顺利开展的重要条件。通常我们习惯将对钻井的机械维护过程以及修理活动统称为机械维修。维护的目的是为了有效地保持机械的使用性能,修理是为了有效地恢复或者改善身背的性能。本文就结合笔者工作经验,分析介绍了石油钻井方面机械设备安全管理的措施,并对设备的维修保养进行了简要的探讨分析,希望能够为石油钻井行业的机械管理提供借鉴。
  【关键词】 石油钻机;机械设备;安全管理;维修保养
  一、石油钻井的机械设备
  随着我国石油化工行业的不断发展,我国石油钻井机械设备已经达到了自给自足的状态。各种钻井技术的运用也已经开始越来越成熟。例如,电动式钻机和机械式钻机等等。在2007年,我国首台具有自主知识产权的12000米特深井石油钻机在中国石油宝鸡石油机械有限责任公司研制成功。这台钻机是国内外第一台陆地用12000米交流变频电驱动钻机,也是目前全球技术最先进的特深井陆地石油钻机。在此之前,仅美国在上世纪八十年代生产过一台12000米模拟控制的直流电驱动钻机。我国钻井机械设备技术已经在世界中具有领先水平。同时,我国多项钻机机械设备在使用中也已经逐渐的实现了国产化。
  然而在使用这些高科技产品的时候必然会遇到问题,因此,只有做好对设备的有效管理和维修保养工作,才能保证机器的运行正常,不断的促进我国石油钻井技术的良好发展。
  二、加强钻井机械设备安全管理的几点思考
  对于石油钻井设备进行维修保养管理时,还应该将系统理论应用到设备管理上,从而实现对钻井机械设备的全方位管理。
  (1)对设备使用者适应性培训
  大型设备投入使用前,选派具有一定工作经验和理论知识的现场技术操作人员赴厂家进行有针对性现场操作、使用、管理培训,做到设备管理者尽早熟悉设备性能、原理,设备使用操作者尽早掌握设备操作、维护、保养以及故障判断和排除的各种技能,从而实现科学管理、规范操作,高效使用好设备,避免由于管理、操作人员对新设备、新装置性能不熟、原理不清、操作、维护保养规程不知而造成的各种安全风险。
  (2)做好设备的检查
  为确保设备安全管理上水平,设备检查工作进一步常态化,设备检查以现场设备设施的完整性、操作维护保养的规范性、以及设备使用记录、各种规章制度的落实情况等为主。对检查出的各类问题,开具整改通知单,视情况限期整改并且由现场设备管理人员实行监督消项,同时作为下次检查复核的重点。目前设备检查分3类:
  1、日常检查。属于不定期检查,根据井队生产情况确定检查时间,主要定在钻机的搬安开钻、二开验收、完井后停等期间。这种日常的常规设备检查主要由设备副队长负责完成组织并实施。后勤车间队则根据本单位生产实际进行例行检查;
  2、定期检查。按照程序文件开展的季节性设备检查,根据不同的季节特性,检查重点不同。
  春季起步检查,以冬季设备修理质量、冬季设备操作、使用规程执行情况以及冬季设备封存效果为重点。
  夏季设备检查,检查内容以雨季电器安全使用、设备操作、维护保养、设备资料、物资油料管理等为重点。
  秋季设备抽查,以设备防风检查、设备操作人员岗位操作培训、油料换季、入冬防冻保温的准备为重点。
  冬季检查以设备的冬季安全操作规程、使用规范检查,冬防保温设备专项检查,以及冬季设备封存、驻井人员生活设施检查;
  3、专项检查。以集团公司、工程公司部署的设备部门参与的安全、井控、资质等专项检查。采用基层单位自检自查,设备主管部门复查,上级部门组织抽查的程序;
  4、加强对关键设备检测,根除设备隐患。加强对在用老旧钻机及特种设备、设施进行技术检测,加强设备隐患的识别与评价,及时发现本质安全隐患,及时治理,通过抓设备、设备安全标准规范、抓在用关键设备、重点部位的技术检测、抓老旧设备隐患识别、抓隐患治理等具体工作为钻井安全生产提供硬件保障;
  5、坚持“四不放过”原则,狠抓设备事故管理。不论是设备质量事故,还是误操作事故,或者属于人为维护保养使用事故,对产生事故的原因进行深度解析,分析产生事故的主、次原因,制定切实可行的防范措施,并对有关责任单位和人员进行严肃处理,并将事故通报下属各单位,进行经验分享教育,避免类似事故的再次发生。
  (3)解决设备本质化安全问题
  “本质安全”这个词来源于电气设备的防爆构造,指的是在正常情况或事故发生时,所产生的电弧、火花和高温都不致于引燃爆炸性气體。这种构造不是从系统外部采取附加的安全装置和设施,而是依靠系统自身的安全设计,进行本质方面的改善,即使在发生故障或误操作的情况下,系统仍能保证安全运行。现在扩展到机械装置、工艺过程以及作业环境等领域,尤其是在人的能力难以适应和控制的设备和装置方面。如果解决了设备本质安全化问题就为我们预防事故、保证安全提供了保证,例如钻井生产经常发生的猫头伤人事故,当猫头将绳缠乱时如果是本质安全的设备这时候猫头应自动停止,但在钻井现场所用猫头,均不具备当猫头绳缠乱时自动停止的功能,仍然需要操作者自行操作停止猫头,而此时操作者违章,在猫头运转中整理缠乱的猫头绳,结果造成伤人事故。造成事故是由于设备本质安全有缺陷和典型的人的违章。因此解决这一缺陷的方法一是设置猫头绳缠乱自动停车装置;二是彻底抛弃机械猫头,使用既方便又安全的液压猫头,均可实现这一装置的本质安全化。
  三、钻井机械故障问题
  常见的钻井机械设备故障包括:(1)因各种因素影响而导致钻井机械出现意外压痕、开裂等损坏性故障;(2)因自然因素影响而导致钻井机械出现使用周期过长、质量变差和不正常磨损等常规性故障;(3)因机械性能失调而导致钻井机械故障;(4)因外界运行环境影响,例如运行受压程度过大或受干扰程度过大等,而导致钻井机械故障;(5)因介质渗漏等内部因素影响而导致的故障;(6)因机械设备的零部件松动未能及时修理等自身因素而导致钻井机械故障。   四、设备的维护保养方面
  (1)加强工作人员的技术培训,提高其对石油钻井设备的管理能力
  石油钻井由于其特殊的行业特点,需要长期在野外或者海上作业,远离本身的工作基地,因此,设备一旦出现问题,很容易出现维护人员不能够及时赶到,从而耽误工作进度的情况。为了改变这种局面,使工作能够在设备出现问题的情况下最大程度的降低损失,必须要加强工作人员的技术培训,让他们能够独立应对各类设备出现的问题。在加强培训的时候,一是单位的负责人要注意,要定期为单位的工作人员进行技术培训,在培训结束后要进行考核,并且将考核成绩计入绩效考核表。二是单位专门负责培训的人员要注意,因为石油钻井行业的科技含量不断加大,单位的设备也处在不断的更新换代中,因此培训的内容也要根据设备的更新,不断给工作人员灌输传授新的技术知识,让他们能够随时赶上设备的更新,不因自己的知识老旧而影响工作。三是单位的工作人员要加强自身业务技能的学习,不能仅仅将自己专业知识和技能的提升依赖于单位的技术培训,在工作之余,要根据自己的工作特点和工作需要,积极主动地进行研究,提升自己的工作能力和对设备的管理能力。只有整个单位工作人员的技术能力提高了,设备的管理才能够更加合理有效的进行,从而促进整个企业的工作能力和工作效率。
  (2)运用PMS系统,做好机械设备的故障预防
  PMS系统是预防钻井机械故障的强制保养系统,也是预防钻井机械故障的强制维修系统。展开钻井工作时,一定要提高机械设备的检修和维护水平,只有这样才能保证机械设备安全稳定运行。在实际工作过程中,运用PMS系统不仅可以协助操作人员处理潜在的机械性能故障问题,还可以维护和保养机械性能,使工作效率得到显著提高,最终取得最大化经济效益和社会效益。PMS系统的工作原理需要简明扼要地在本段说明。
  (3)建立健全保养制度,确定维护保养周期
  在对石油钻井机械设备进行维修保养时,施工企业应该采取定期维护、保养、检查(点检)制,执行“养修并重,预防为主”的方针,严格制定并执行定班保养、定期保养、巡回保养制度,并按各级保养规程执行,难度较高的保养由有资质的专业维修人员会同机械操作上手进行,难度较低的保养由操作人员进行。只有做好保养工作,才能有效的降低机械出现故障的几率,从而降低维修费用,为企业的经济效益的提高提出良好的措施。
  (4)关注细节,避免故障恶化
  在日常的工作情况下也要重视维护及保养工作,不可以忽视小的细节和细微的故障,若机械设备出现细小的异常而未进行及时的处理就可能会导致情况的恶化,最后造成机械设备的严重损毁甚至报废,当机械设备出现“嘶嘶嘶”的声音时有的驾驶员就不会引起重视,其实这是不对的,发出这种声音有很多种可能,可能是由于电枢轴和轴承的径向间隙变大,电枢绕組和磁极碰撞中发出的声音,这种情况已经很严重了,而对这些细小的故障不重视而不去检修,最终就会导致设备的严重损坏。
  (5)加强除锈涂漆的保养措施
  涂漆防腐的原理:机械设备表面的腐蚀主要是指在外界环境下金属表面与电解液(具有腐蚀性的溶液)之间的化学反应所产生的均匀腐蚀。腐蚀的主要因素在于电解液的存在。如果金属表面能保持洁净干燥,就能较好的控制金属设备的腐蚀。将金属表面与电解液分隔开或采用具有电极成分的物质来保护金属表面。涂漆防腐就是基于这种原理将金属表面的防腐保护分为物理隔断和阴极保护。物理隔断是采用隔离层将金属表面与电解液隔开,为此,通常采用致密的涂漆层作为隔离层。阴极保护是利用防腐涂层中具有牺牲电极的特殊金属成分的腐蚀为金属表面提供保护的方法。当漆膜局部破外导致金属表面与电解液发生接触时,漆膜中的特殊金属成分在电解液中首先被腐蚀消耗,从而起到对金属表面的阴极保护。
  为了是钻井机械获得防腐保护的理想效果,除正确选用涂漆防腐系统外,还应重视防腐保护涂层的表面处理和施工要求。
  金属表面处理的两个指标为表面粗糙度和表面处理等级。表面粗糙度是在手工或其他工具处理后所具有的表面特征,它会直接影响漆膜的附着程度,若漆膜的附着程度差,表面处理的粗糙度要相对大一些。表面处理等级是表征金属表面洁净程度的指标,它于环境要求有关。所处环境腐蚀性越强,表面等级的要求越高。
  (6)明确岗位职责,严格管理
  在日常工作中,注重保持设备洁净。比如在正常钻进时,在岗人员负责日常设备机械设备的清洁擦拭,避免油污、泥浆等腐蚀性污物与机械构件、机械设备直接接触,规避设备被腐蚀性物质侵蚀的风险。注重设备放置的监管,尽量避免相关设备直接在日光下暴晒,受雨水冲淋。
  (7)加强培养,打造专业技术队伍
  石油钻井的机械设备维修保养工作是涉及系统分析、测试分析、结构分析等专业领域的一项系统工程和综合性学科,必须要打造一支专业化较强的技术队伍。通过脱岗深造、在职培训、专业函授等方法,提高维修人员的专业技术水平和维修实践能力。对于岗位表现突出的人员,要在精神和物质采取双重奖励,并且定期的开展岗位练兵和比武活动,评选优秀“维修能手”,提高他们的责任心和事业感,以此营造出专业就是动力,学习就是进步的良好学习机制。
  (8)加强配件质量和油品管理
  由于现阶段我国受到市场经济形势的影响,钻井设备的配件市场也由过去的独断经营转为市场经验,这一转变可谓是利弊共存。但是要特别注意的是,由于受到利益的驱使,在市面上不可避免的会出现很多质量不合理的零件,虽然这些零件也可以用,但是使用的时间不长,而且功效也大大的降低了折扣,这就给我们的维修工作带来很多压力,并且给施工也带来的潜在的安全隐患。当设备使用不合格的润滑材料后,相关的维修成本就加大了,然而寿命却不断缩短。因此,管理人员要认真地做好选材以及监理工作等。
  五、结语
  总而言之,由于钻井设备种类多且数量庞杂,为了改变传统单一的设备维修管理模式,应将先进的维修思想和技术应用到设备维护中,除此之外,还应不断提高对设备的管理措施,做好机械设备的日常保养,加强维修队伍的技术培训与其能力的培养,在工作中不断学习与探索,总结经验,从而将设备的故障率和额外折旧率及设备维修成本降至最低,充分发挥机械设备效能,挖掘机械设备的潜力,将整个生命周期中设备的可用性和可靠性增至最高。
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