基于绥中油田开发工程主要机械设备的完整性分析研究
时间：2023-02-04 12:30:08 来源：千叶帆 本文已影响人
田蕊
[摘 要]发展海洋石油数字化的洪流中，完整性分析是不可或缺的一部分。设备完整性分析从存在的风险、解决措施、对后续阶段完整性管理的要求三方面对设备进行分析。目的是保证设备在整个生命周期内功能完整并始终处于本质安全、可靠和经济的服役状态，从根本上实现“油田设施设备资产全生命周期管理”。文章基于绥中36-1/旅大5-2油田开发工程项目针对各平台选取一类主要机械设备进行完整性分析研究。
[关键词]机械设备;完整性分析;油田设施
[中图分类号]F426.22 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）04–0–04
Based on the Integrity Analysis of Main Mechanical Equipment of SZ oilfield development project
Tian Rui
[Abstract]Integrity analysis is an indispensable part in the development of digital offshore oil. Equipment integrity analysis is to analyze the equipment from three aspects：
existing risks， solutions and requirements for integrity management in subsequent stages. The purpose is to ensure that the equipment has complete function in the whole life cycle and is always in the intrinsically safe， reliable and economic service state， so as to fundamentally realize the "whole life cycle management of oilfield facilities and equipment assets". Based on the development project of SZ36-1/LD5-2 oilfield， this paper selects a kind of main mechanical equipment for integrity analysis.
[Keywords]mechanical equipment; integrity analysis
1 SZ36-1WHPR平台应急发电机组
1.1 存在的风险
应急发电机组选型及应急负荷的合理性。
1.2 解决措施
（1）应急发电机组为常规设计，通过分析应急电站选型及布局，并且考虑后期维护、操作的便利，设备的技术成熟度、可靠性及稳定性确保应急电站在日常生产中可以正常运行。
（2）为确保井口平台发生火灾等紧急情况下的通信、照明、救生等应急供电，根据电气专业计算平台应急负荷为850 kW，考虑负荷余量，确定设置一台应急柴油发电机组，布置在中层甲板的应急发电间内，机组容量为1 000 kW，滿足要求。
（3）区别一般负荷、重要负荷及应急负荷，明确必须挂应急的设备。确保满足平台发生火灾等紧急情况下的消防、照明、救生等应急供电的需求，避免应急机容量过大或容量不足。
1.3 对后续阶段完整性管理的要求
1.3.1 基本设计阶段
（1）设计基础变化。工艺等上序专业设计基础发生变化可能导致应急负荷发生改变时，需重校应急机的容量。需变更时，提出变更的原因。
（2）采办策略对应急机组选型的影响。基本设计阶段由业主，设计方等共同确定采办策略，保证所选应急机组的质量和价格最优。
（3）应急机组运行状态的可靠性及稳定性。在基本设计相应设计文件中体现技术要求，根据实际需要明确应急机组需配置的状态监测系统，包括对超速、超温、振动等状态监测。
1.3.2 详细设计阶段
落实前置阶段提出的要求：在详细设计审图、厂家图纸审批时需对应急机组厂家设计参数、供货范围、技术要求及接口参数进行详细校核。
1.3.3 加工、施工设计阶段
（1）对详细设计成果及深度的确认。审核详细设计提出的各项要求。
（2）加工、施工设计出现的现场问题。遵守详细设计方及厂家的施工计划和规范要求，做好应急机组验收、机械完工状态、调试验收结果、设计与工程建设档案移交等痕迹管理。
1.3.4 生产运营阶段
（1）应急机组的适应。建议采办方采办应急机组时，与承包商约定未来5年的备件价格。作业方与工程项目组对投产后机组实际操作条件和设计条件的差异性进行分析，对机组的适应性进行评估，产生负面影响的，需采取针对性的措施
（2）应急机组维护管理。严格遵守各项操作规程;加强日常维护;加强人员的完整性培训工作，完善应急机组管理职责、操作和维修规程;建立应急机组备件安全库存;增加应急机组预防性维护管理内容及相应软硬件措施，监视运行工况，定期对应急机组振动、轴位移等进行全面分析，研究应急机组振动的变化趋势，进行故障诊断;做好高风险辨识，重大事故、故障组织专门调查。
（3）应急机组档案管理。对应急机组重要档案（如标准规范、图纸、操作流程、重大修理/检测报告、更新改造记录等）进行全面收集、整理，建立数据系统，便于后期机组性能的分析、比较。
1.3.5 弃置阶段
应急机组废弃、拆除和再利用。分析或研究应急机组失效原因，明确是否废弃。编制应急机组废弃处置报告，经相关部分审查通过后实施。
2 SZ36-1CEPQ平台吊机
2.1 存在的风险
吊机选型的合理性;与吊机的界面。
2.2 解决措施
（1）落实吊机选型要点。本项目吊机选型为常规设计，通过分析吊机选型的合理性，考虑后期维护、操作的便利，设备的技术成熟度、可靠性及稳定性确保吊机在日常生产中可以正常运行。
（2）吊机的界面。SZ36-1CEPQ平台在甲板南北两侧分别布置一台柴油吊机20t@20 m，5t@35 m;一台电动吊机20t@20 m，5t@35 m，吊机的吊装覆盖范围包含平台的吊货区，吊货区布置在吊机的20t@20 m范围内，可以满足吊装重货物的要求，根据平台生产设施、总体布置、最大吊重、修井要求和设备吊装要求，以及所在海域海况选配吊机，吊机的布置及能力已经充分考虑设备维修及操作人员登平台、货物起吊的要求。
2.3 对后续阶段完整性管理的要求
2.3.1 基本设计阶段
（1）设计变更。基本设计设备布局等相关因素发生改变，若起吊要求发生变化，需重新校核吊机能力。
（2）采办策略对吊机选型的影响。基本设计阶段由业主，设计方等共同确定采办策略，保证所选吊机的质量、价格和供货期最优。
（3）吊机运行状态的可靠性及稳定性。在基本设计相应设计文件中体现技术要求，根据实际需要明确需要配置的控制系统和监测系统，主要包括海况选择、恒张力系统、限位、超负荷、应急系统等。
2.3.2 详细设计阶段
厂家参数与设计参数的一致性。落实前置阶段提出的要求，在详细设计审图、厂家图纸审批时需校核吊机厂家设计参数、供货范围、技术要求及接口。
2.3.3 加工、施工设计阶段
（1）详细设计成果及深度的确认。审核详细设计提出的各项要求，如果不满足，应提出改进意见。
（2）加工、施工设计出现的现场问题。遵守详细设计方及厂家的施工计划和规范要求，做好吊机验收、机械完工状态、调试验收结果、设计与工程建设档案移交等的痕迹管理。
2.3.4 生产运营阶段
（1）吊机的适应性。建议采办方采办吊机时，与承包商约定未来5年的备件价格。作业方与工程项目组对投产后吊机实际操作条件和设计条件的差异性进行分析，对吊机的适应性进行评估，产生负面影响的需采取有针对性的措施。
（2）吊机维护管理。加强人员的完整性培训工作，完善吊机管理职责、操作和维修规程;建立吊机备件安全库存;增加吊机预防性维护管理内容及相应软硬件措施，监视运行工况，定期对吊机振动、轴位移等进行全面分析，研究吊机振动的变化趋势和特征，进行故障诊断;做好高风险识别工作，重大事故/故障组织专门调查。
（3）吊机档案管理。对吊机重要档案（如标准规范、图纸、重大修理/检测报告、更新改造记录等）进行全面收集、整理，建立数据系统，便于后期吊机性能的分析、比较。
2.3.5 弃置阶段
吊机废弃原因分析，拆除和再利用。分析或研究吊机失效原因，明确是否废弃的结论。编制吊机废弃处置报告，经相关部分审查通过后实施。
3 LD5-2CEPC平台注水泵
3.1 存在的风险
注水泵選型的合理性。
3.2 解决措施
（1）本项目注水泵为常规设计，LD5-2CEPC平台注水泵供给LD5-2DPP、LD5-2WHPB平台;不足部分由LD5-2DPP平台注水泵补齐。根据逐年配产，平台最大注水量为868 m3/h。为保证各平台注水量，根据流量变化、总扬程、输送介质等因素，确定设置6台离心式注水泵。通过分析泵选型的合理性，考虑后期维护、操作的便利性，设备的技术成熟度、可靠性及稳定性确保注水泵在日常生产中可以正常运行。
（2）注水泵是主要的能耗设备之一，泵的选用直接关系到能源消耗、操作管理和维修费用，节能很重要。电气专业需重新校核平台消耗负荷，保证改造后平台功率负荷满足设备使用需求。
3.3 对后续阶段完整性管理的要求
3.3.1 基本设计阶段
（1）设计基础变化。油藏、工艺等上序专业设计基础发生变化导致泵选型参数发生较大变化时，需重新校核。设计基础变化往往对泵选型方案影响较大。各专业需对自身专业成果负责，避免由于方案不合理导致的方案变动。
（2）采办策略对注水泵选型的影响。基本设计阶段由业主，设计方等共同确定采办策略，保证所选注水泵的质量和价格最优。
（3）注水泵运行状态的可靠性及稳定性。在基本设计相应设计文件中体现技术要求，根据实际需要明确注水泵需配置的状态监测/故障诊断系统，包括温度、流量、压力、振动等。
3.3.2 详细设计阶段
厂家参数与设计参数的一致性。落实前置阶段提出的要求，在详细设计审图、厂家图纸审批时需对注水泵厂家设计参数、供货范围、技术要求及接口参数进行详细校核。
3.3.3 加工、施工设计阶段
（1）对详细设计成果及深度的确认。审核详细设计提出的各项要求。
（2）加工、施工设计出现的现场问题。遵守详细设计方及厂家的施工计划和规范要求，做好注水泵验收、机械完工状态、调试验收结果、设计与工程建设档案移交等的痕迹管理。
3.3.4 生产运营阶段
（1）注水泵的适应性。对投产后注水泵实际操作条件和设计条件的差异进行分析，产生负面影响的，需采取有针对性的措施。
（2）注水泵维护管理。严格遵守各项操作规程;加强日常维护;监视运行工况，定期对泵组振动、轴位移等进行全面分析，研究泵组振动的变化趋势和特征，进行故障诊断。
（3）注水泵档案管理。对注水泵重要档案（如标准规范、操作流程、重大修理/检测报告、更新改造记录等）进行全面收集、整理，建立数据系统，便于后期机组性能的分析、比较。
3.3.5 弃置阶段
注水泵废弃原因分析，拆除和再利用。分析或研究注水泵失效原因，明确是否废弃的结论。编制注水泵废弃处置报告，经相关部分审查通过后实施。
4 SZ36-1WHPS平台压力容器
4.1 存在的风险
工艺专业设计基础发生变化可能导致压力容器的设计压力及操作压力发生变化。
4.2 解决措施
工艺等专业对设计基础进行核算，明确压力容器的操作参数。
4.3 对后续阶段完整性管理的要求
4.3.1 基本设计阶段
（1）设计基础变更：油藏、钻采等专业设计变更导致压力容器设计基礎发生变化时，防腐、机械专业需重新校核。
（2）压力容器的要求：需满足GB 150—2011《压力容器》的要求，在压力容器规格书中明确设计、制造、检验与验收、监督的要求。本阶段应采用设计条件，主要大型压力容器由厂家进行校核。
（3）重量控制：明确容器材质选择、成撬原则，做好重量控制。
4.3.2 详细设计阶段
（1）采办策略对容器的影响。详细设计阶段由业主、设计方等共同确定采办策略，保证压力容器的质量、价格及供货期，并严格控制容器的尺寸和重量。详细设计阶段编写压力容器和储罐的检修策略，推荐设计方采用基于风险的方法，补充在操作维护手册中。
（2）厂家参数与设计参数的一致性。落实基本设计阶段提出的要求，在详细设计审图、厂家图纸审批时需对压力容器设计参数、供货范围、技术要求及接口参数进行详细校核。
4.3.3 加工、施工设计阶段
（1）对详细设计成果及深度的确认。审核详细设计提出的各项要求及改进意见。
（2）加工、施工设计出现的现场问题。项目组、检验方、供货商、建造方和设计方共同制定施工方案，做好容器的监造、检验与验收、调试、以及设计/工程建设档案移交（如技术标准、检验/验收资质文件、重大修理/检测报告等）等痕迹管理，确保质量和安全。
结合其他油田生产经验，部分设备部件属于厂家专利产品，损坏无法进行现场检修，建议生产准备组在设备选型时进行优选。
4.3.4 生产运营阶段
（1）操作条件变化。对投产后容器实际操作条件和设计条件的差异性进行分析，产生负面影响的（如介质变化），采取有针对性的措施。
（2）操作维护管理做到。①贯彻压力容器有关的安全技术规范。②健全压力容器安全管理制度，制定压力容器安全操作规程。③负责压力容器的使用、改造、维修、报废等过程管理。④做好压力容器日常维护和定期检验，对发现的安全隐患及时消除，规避风险。⑤开展压力容器作业人员的操作、教育培训。
（3）压力容器的档案管理。应逐台建立压力容器技术档案并统一管理。应包括：特种设备使用登记证;压力容器登记卡;设计制造文件和资料;压力容器定期检验报告，以及有关检验的技术文件和资料;压力容器维修和技术改造方案、图纸、施工质量证明文件等;修理和更换记录;有关事故的记录资料和处理报告。
4.3.5 弃置阶段
容器废弃原因分析，拆除和再利用。分析或研究弃置阶段对容器失效原因，明确是否废弃的结论。编制废弃处置报告，经相关部分审查通过后实施。
5 结束语
通过分析机械专业主要设备在各个阶段的风险因素，得出结论：本项目的主要机械设备在整个生命周期内可以安全运行并且经济可靠。方案合理，达到了设备完整性的要求。海洋石油数字化已稳定推行十余年，一直在推行实现设备的精细化管理。十余年间，数字化技术的正在有着日新月异的变化，目前，正面临数字化转型，做好每一项基础工作才能走向更光明的未来。
参考文献
[1] 聂炳林.基于RBI技术的海洋平台设备完整性分析[J].安全、健康、环境，2015（2）：7-10.
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