基于全生命周期的鉆井頂驅(qū)設(shè)備變更管理實(shí)踐研究

胡小波

（中國石油集團(tuán)長城鉆探頂驅(qū)技術(shù)分公司，遼寧 盤錦 124010）

隨著國內(nèi)石油鉆井大位移水平井、側(cè)鉆井的大范圍應(yīng)用以及深層頁巖氣、致密氣等復(fù)雜井的大面積開發(fā)，鉆井頂部裝置以其鉆井效率高、優(yōu)化處理井下復(fù)雜問題、減輕鉆井工人工作強(qiáng)度、提高自動(dòng)化水平等多方面的突出優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)今提升鉆井作業(yè)效率的首選裝備。由于頂驅(qū)設(shè)備是集機(jī)、電、液等先進(jìn)科技于一身，發(fā)生故障后的維修成本是極其高昂的。因此，如何有效地保證設(shè)備高效運(yùn)行，最大限度減少設(shè)備的維修時(shí)間，就成為了頂驅(qū)設(shè)備管理中的最終目標(biāo)。隨著管理工作的深入，本文從設(shè)備全生命周期為視角出發(fā)，總結(jié)了一種針對(duì)設(shè)備變更階段的管理實(shí)踐方法。通過設(shè)備變更管理方法的研究，針對(duì)性地突破了頂驅(qū)設(shè)備在管理中的難點(diǎn)和薄弱環(huán)節(jié)，達(dá)到了運(yùn)用設(shè)備管理的手段最大程度提高頂驅(qū)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)效。

1 頂驅(qū)設(shè)備的變更管理簡介

在傳統(tǒng)意義上的設(shè)備管理層面，通常將設(shè)備管理的內(nèi)容劃分為以設(shè)備檔案和運(yùn)行報(bào)表為基礎(chǔ)的資料類管理、設(shè)備使用的巡回檢查和維保管理、設(shè)備升級(jí)改造和維修技術(shù)的技術(shù)管理以及維保設(shè)備所需的物料配件管理等幾大類。這種傳統(tǒng)的設(shè)備管理方法在記錄設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、設(shè)備修理技術(shù)儲(chǔ)備和物料儲(chǔ)備等方面能夠得到有效設(shè)備數(shù)據(jù)和資料方面的繼承，但其本質(zhì)上割裂了保障設(shè)備運(yùn)行時(shí)所固有的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。頂驅(qū)設(shè)備的絕大多數(shù)運(yùn)行故障都發(fā)生在設(shè)備狀態(tài)變化、作業(yè)地變化、工況變化等方面變化的變更階段，而此時(shí)正是頂驅(qū)設(shè)備管理的薄弱階段。本文通過分析頂驅(qū)的重要狀態(tài)變化節(jié)點(diǎn)，總結(jié)出在各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)所需做的變更管理方法。而變更管理的實(shí)踐，則有效彌補(bǔ)了常規(guī)設(shè)備管理存在的漏洞。

2 頂驅(qū)設(shè)備的變更管理實(shí)踐

2.1 頂驅(qū)設(shè)備的主要變更管理節(jié)點(diǎn)分析

從頂驅(qū)設(shè)備全生命周期視角看，主要涵蓋設(shè)備出廠、頂驅(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)、頂驅(qū)封存、頂驅(qū)修理直到頂驅(qū)報(bào)廢等幾大階段。按照設(shè)備使用的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，即可形成如圖1所示的頂驅(qū)設(shè)備生命周期流程圖。

從圖1中可以看出，每個(gè)框圖各自反映了頂驅(qū)設(shè)備所處的不同階段，除運(yùn)轉(zhuǎn)期外，在階段周期內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工作環(huán)境不會(huì)發(fā)生太大變化，而從階段周期進(jìn)入下一個(gè)階段周期期間，設(shè)備的工作環(huán)境、運(yùn)行狀態(tài)等都會(huì)發(fā)生顯著變化，面對(duì)這種顯著變化而施行針對(duì)性的變更管理。同時(shí)，由于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期是頂驅(qū)設(shè)備運(yùn)行的常態(tài)，在此階段內(nèi)，頂驅(qū)設(shè)備的運(yùn)行受鉆井工藝變化、特殊工況以及特殊天氣等影響，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)期階段內(nèi)部也存在著應(yīng)對(duì)變化而實(shí)施的變更管理。因此就形成了圖中箭頭需要所標(biāo)出的針對(duì)頂驅(qū)設(shè)備的7類變更管理，下面就各個(gè)變更管理的實(shí)踐方法進(jìn)行闡述。

圖1 頂驅(qū)設(shè)備生命周期流程圖

2.2 頂驅(qū)設(shè)備出廠的變更管理實(shí)踐

設(shè)備出廠的接收是一個(gè)從無到有的過程，設(shè)備的變更管理重點(diǎn)涉及兩方面的工作：即設(shè)備驗(yàn)收和設(shè)備檔案的建立。對(duì)于設(shè)備的驗(yàn)收，務(wù)必做實(shí)以下幾個(gè)方面的工作：（1）做好設(shè)備的功能性驗(yàn)收：對(duì)于設(shè)備技術(shù)性能指標(biāo)，要無一紕漏進(jìn)行測(cè)試檢查，主要涉及：主軸的調(diào)速能力、主軸連續(xù)扭矩輸出和峰值扭矩輸出、剎車扭矩測(cè)試、主軸機(jī)械特性曲線是否與標(biāo)稱相符。對(duì)頂驅(qū)司鉆箱操作功能進(jìn)行逐一測(cè)試，保證各個(gè)開關(guān)旋鈕功能正常。（2）液壓系統(tǒng)完好性和功能測(cè)試：液壓泵的正常啟停、各個(gè)液壓動(dòng)作是否正常工作、液壓動(dòng)作的速度是否滿足要求，液壓系統(tǒng)有無任何漏油點(diǎn)等。（3）頂驅(qū)設(shè)備相關(guān)部件部位的外觀完整性：頂驅(qū)本體各機(jī)械部位和運(yùn)動(dòng)部位無干涉；機(jī)械承載部位無裂紋、開焊或者加工缺陷；各部位螺栓及防松鎖線齊全完好；頂驅(qū)電纜護(hù)套外皮無破損開膠、電纜接插件焊接良好；頂驅(qū)電控房外部門窗固定良好，活動(dòng)自如；頂驅(qū)空調(diào)外機(jī)無刮碰且固定良好；房內(nèi)電氣元件及控制線路接觸固定良好；房內(nèi)應(yīng)急設(shè)置配置齊全并功能完好；頂驅(qū)導(dǎo)軌無任何開焊、開裂或加工缺陷。（4）做好頂驅(qū)附屬安裝件的清點(diǎn)：安裝附屬件的齊全是頂驅(qū)正產(chǎn)投產(chǎn)的前提，頂驅(qū)天車支座耳板、導(dǎo)軌連接板、連接卸扣和銷軸、導(dǎo)軌連接銷軸、頂驅(qū)安裝用鋼絲繩、反扭矩梁總成及連接絲杠和壓板、吊筐、吊環(huán)及吊卡等必須清點(diǎn)齊全。

此外，設(shè)備檔案的建立，為后續(xù)頂驅(qū)設(shè)備使用和編排計(jì)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，務(wù)必做細(xì)做全。其中主要涉及以下方面的管理工作：①設(shè)備相關(guān)證件的收集整理：包括頂驅(qū)合格證、相關(guān)部件探傷合格證、API資質(zhì)證書等。②建立相關(guān)技術(shù)性能檔案：包括頂驅(qū)轉(zhuǎn)速特性、輸出扭矩范圍、提升性能、液壓系統(tǒng)參數(shù)、變頻器型號(hào)、背鉗夾持范圍、頂驅(qū)電纜長度等。③建立隨機(jī)出廠配件檔案：包括頂驅(qū)吊裝鋼絲繩、背鉗鉗牙座的配備型號(hào)、沖管總成相關(guān)配件、吊環(huán)吊卡等附屬件。

2.3 頂驅(qū)磨合期的變更管理實(shí)踐

頂驅(qū)設(shè)備在投產(chǎn)初期，設(shè)備初次使用可能會(huì)暴露一些故障問題，而現(xiàn)場(chǎng)通常會(huì)有生產(chǎn)廠商技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)跟蹤售后，設(shè)備啟用的起始點(diǎn)與后續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行有著明顯的區(qū)別，針對(duì)這種區(qū)別形成了頂驅(qū)設(shè)備啟動(dòng)磨合階段的變更管理：（1）督促現(xiàn)場(chǎng)工程師加強(qiáng)跟蹤設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有任何液壓壓力異常、機(jī)械異響、電氣元件報(bào)警等異常狀態(tài)，及時(shí)反饋給廠商技術(shù)人員處理，并記錄在案。（2）及時(shí)對(duì)標(biāo)檢查新投產(chǎn)設(shè)備與舊型號(hào)設(shè)備的改進(jìn)處，對(duì)于由于設(shè)備升級(jí)造成的維保變化，操作程序的變化，及時(shí)更新設(shè)備使用的操作規(guī)程。

2.4 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期內(nèi)的變更管理實(shí)踐

頂驅(qū)設(shè)備投入使用后，就進(jìn)入了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期的日常管理主要涉及設(shè)備安全管理、日常維護(hù)保養(yǎng)、運(yùn)行記錄填寫、故障處理以及備件的出入庫管理等。而在設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)期內(nèi)，同樣會(huì)出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)備狀態(tài)變化、鉆井工藝過程變化或是季節(jié)氣候的變化造成設(shè)備管理的重心發(fā)生改變，進(jìn)而出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)期內(nèi)的變更管理。

對(duì)于鉆井工藝過程發(fā)生變化的變更管理實(shí)踐方法總結(jié)如下：（1）在表套鉆井即將進(jìn)入技套鉆井的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，需要提前準(zhǔn)備好技套鉆井所需的頂驅(qū)保護(hù)接頭、背鉗鉗牙座等鉆具配套件，做好工序銜接。（2）處于水平井定向鉆進(jìn)階段，使用頂驅(qū)進(jìn)行鉆具定位時(shí)，及時(shí)督促工程師加強(qiáng)對(duì)頂驅(qū)剎車系統(tǒng)的檢查頻次。（3）鉆遇泥頁巖等塑性地層時(shí)，頂驅(qū)扭矩?cái)[動(dòng)幅度大且有憋停風(fēng)險(xiǎn)，督促工程師加強(qiáng)制動(dòng)單元散熱情況的檢查，同時(shí)強(qiáng)化鉆井司鉆對(duì)于反扭矩釋放操作的培訓(xùn)。

對(duì)于頂驅(qū)處于特殊工況時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行的變更管理包括：（1）頂驅(qū)處于下套管工況時(shí)，工程師坐崗觀察，堅(jiān)決避免由于套管提升過快撞擊頂驅(qū)本體液壓系統(tǒng)。（2）鉆井隊(duì)進(jìn)行倒大繩作業(yè)時(shí)，監(jiān)督鉆井司鉆一方面保證頂驅(qū)上方固定牢固，另一方面頂驅(qū)下方接鉆具防止設(shè)備遛鉆。（3）固井侯凝時(shí)，堅(jiān)決杜絕使用頂驅(qū)循環(huán)通道打水泥漿的違章操作，避免水泥對(duì)頂驅(qū)內(nèi)防噴器旋塞密封造成腐蝕失效。

應(yīng)對(duì)復(fù)雜天氣時(shí)的頂驅(qū)變更管理實(shí)踐重點(diǎn)抓住以下兩點(diǎn)：（1）對(duì)于突遇大風(fēng)天氣，務(wù)必要求現(xiàn)場(chǎng)工程師鉆臺(tái)坐崗觀察，保證頂驅(qū)游動(dòng)電纜無刮碰掛斷故障。（2）對(duì)于汛期或者大雨天氣，及時(shí)提醒作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)頂驅(qū)電控房墊高處理，嚴(yán)格執(zhí)行巡檢檢查制度，電纜接插件處、接線箱處務(wù)必做好防水處理。

2.5 頂驅(qū)設(shè)備的封存變更管理階段實(shí)踐

當(dāng)頂驅(qū)在施工完畢暫時(shí)無新生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，頂驅(qū)就將進(jìn)行封存期。做好頂驅(qū)設(shè)備的封存變更管理，是對(duì)頂驅(qū)在生產(chǎn)停歇期的有效保護(hù)手段，具體做法如下：（1）根據(jù)頂驅(qū)設(shè)備在拆卸后長期存放存在的薄弱環(huán)節(jié)按部件劃分子類，針對(duì)薄弱處提出相應(yīng)措施，形成頂驅(qū)封存標(biāo)準(zhǔn)操作。（2）將頂驅(qū)拆卸后涉及下次安裝使用的附屬件、安裝件，逐一清單入庫存放；（3）對(duì)于易受潮氣雨雪接觸而造成電氣元件失效的部位，做好防水防潮處理。（4）對(duì)于長期存放易受雨水沙塵腐蝕的機(jī)械件、液壓部件，做好防腐和包裹處理。（5）對(duì)于長途搬家期間易受刮碰損壞的部件，做好緩沖包裹保護(hù)，并做好固定。

2.6 頂驅(qū)設(shè)備維修變更管理實(shí)踐

當(dāng)頂驅(qū)設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，如果出現(xiàn)無法在井場(chǎng)進(jìn)行故障恢復(fù)時(shí)，就不得不選擇返廠開展修理工作。在頂驅(qū)由運(yùn)轉(zhuǎn)期轉(zhuǎn)入廠內(nèi)維修階段時(shí)，設(shè)備維修時(shí)的變更管理將需要把更多管理工作落實(shí)到故障的徹底修復(fù)上。其管理方法實(shí)踐主要體現(xiàn)在：（1）對(duì)設(shè)備存在的故障點(diǎn)進(jìn)行全面搜集，保證無遺留項(xiàng)。（2）充分了解后續(xù)設(shè)備調(diào)配計(jì)劃，在修理周期和維修費(fèi)用之間作出優(yōu)化。（3）嚴(yán)格監(jiān)督維修工序和工藝，保證設(shè)備維修質(zhì)量，杜絕發(fā)生因修理不徹底而出現(xiàn)的返工情況。

2.7 設(shè)備由非生產(chǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)前的變更管理

頂驅(qū)設(shè)備由非生產(chǎn)狀態(tài)（包括第一次投產(chǎn)前、封存、修理出廠）轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的階段中，設(shè)備的工作狀態(tài)、工作環(huán)境、工藝要求等方面都發(fā)生了新的變化，為保證頂驅(qū)設(shè)備的順利啟動(dòng)生產(chǎn)，總結(jié)出了針對(duì)該變化階段的變更管理實(shí)踐方法：（1）為頂驅(qū)設(shè)備準(zhǔn)備齊全安裝前所需的各項(xiàng)安裝工具。（2）與鉆井公司做好鉆機(jī)與頂驅(qū)配套接口的信息對(duì)接工作（主要涉及頂驅(qū)天車支座的安裝位置、井架的高度、井架反扭矩梁的形狀以及井口中心距），保證頂驅(qū)設(shè)備與鉆機(jī)的匹配。（3）做好頂驅(qū)鉆具配套件的提前配備（包括對(duì)應(yīng)扣型的保護(hù)接頭、背鉗牙座、背鉗導(dǎo)向器以及吊卡）。（4）根據(jù)作業(yè)地氣候天氣等具體情況，確定頂驅(qū)設(shè)備所需的油品種類；空氣濕度大的地區(qū)配備除濕機(jī)；風(fēng)沙大的地區(qū)做好物資備件的防塵防腐處理。（5）根據(jù)鉆井工藝要求，提前配備與井控、鉆井液壓力、鉆井液類型等參數(shù)匹配的保護(hù)接頭、內(nèi)防噴工具、沖管等關(guān)鍵備件。

2.8 設(shè)備進(jìn)入報(bào)廢階段的變更管理

經(jīng)過設(shè)備狀態(tài)、資產(chǎn)測(cè)算、設(shè)備存在的問題等多方面因素的評(píng)估后，設(shè)備認(rèn)定報(bào)廢處理后需要著重做好以下幾點(diǎn)的變更管理：（1）對(duì)報(bào)廢頂驅(qū)設(shè)備做好設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備故障數(shù)據(jù)、設(shè)備相關(guān)備件統(tǒng)計(jì)等方面的建檔工作。（2）對(duì)報(bào)廢頂驅(qū)設(shè)備可用零部件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)入庫處理，充分發(fā)揮報(bào)廢設(shè)備的剩余價(jià)值，達(dá)到“修舊利廢”節(jié)約物料成本的目的。

3 結(jié)語

頂驅(qū)設(shè)備在鉆井生產(chǎn)提速中發(fā)揮的重要作用使其備受青睞。也正是由于其所處的重要地位，頂驅(qū)設(shè)備的管理成為石油鉆井設(shè)備管理人員的一大難題。本文提出的基于全生命周期的頂驅(qū)設(shè)備變更管理，是在傳統(tǒng)常規(guī)設(shè)備管理的基礎(chǔ)上，面對(duì)頂驅(qū)設(shè)備階段變化的薄弱環(huán)節(jié)，進(jìn)行有針對(duì)性的強(qiáng)化和落實(shí)，有效補(bǔ)充了頂驅(qū)設(shè)備在薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)時(shí)的管理真空。在實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐中，取得了良好的應(yīng)用價(jià)值。