摘要：随着科学技术的不断发展，我国的石油工程也取得了迅猛发展，原油和天然气产量稳步提升，这其中石油工程的建设是保证油气产量提升的关键。本文以石油钻井业务为出发点，以海洋模块钻机的建造着手，讲述在建造监理过程的几个问题，针对主要设备的关键技术要点进行阐述，以对石油工程的建设和监督工作起到一定的积极作用。
关键词：模块钻机；工程监理；技术要点
1.前言
随着世界人口的增长和多极政治格局的形成，为了促进本国经济的发展、提升综合国力，各国纷纷实施能源战略，在开发新型能源的同时也加大了对石油、煤炭等传统经典能源的开采力度。BP在2014年1月发布的《2035 世界能源展望》中也指出在未来的20年间，石油的消耗量在全球能源消耗量的比重仍然稳居第一。全球大约有60%的油气田发现于海上，在油气田开发中也有 50%以上是在海上完成的，而陆上油气资源区域面积逐渐减少，因此海洋已经逐渐成为油气资源开采的主要区域。
在海洋油气开发的进程中，海洋模块钻机以其布置灵活、钻井能力涵盖范围大、环境适应能力较强、总费用较自升式及半潜式钻井平台相比较少而得到广泛应用。海洋钻井作业受到自然恶劣条件和平台甲板面积的限制，操作比较复杂，对于设备的安全可靠性要求高，决定着模块钻机要具有比陆地钻机更高的要求。同时基于设计制造一体化的海洋石油模块钻机的建造项目管理也提出了更高的要求。
为保障海洋模块钻机建造工程质量，引入成熟的监理技术可以为建造、安装、调试、搬迁及如期投运工作等提供有利保障。在建造工作中，各相关材料的车间都配备相关的质监部门，而对于大型的工程来说，由于项目部所需管理的事务较多，且项目部成员对相关质量细节的把控无法做到面面俱到，专业的监理团队是车间检验、厂内质检之后保障工程质量的主要力量，监理职责的完成情况，直接决定了工程的交付质量。鉴于目前负责国内钻机监理公司的庞杂、凌乱，监理方式的迥异，监理水平参差不齐的现象时有发生，本文以此为研究对象，针对海洋模块钻机建造过程中的相关设备的技术要点做了相关总结，以期对相关监理工作起到指导作用，并进一步提升监理工作效率，达到提升工程质量的目的。
.png)
图1 模块钻机结构及布置示意图
2.模块钻机监造方式及评价参数
由于模块钻机的设计制造是根据项目的产量及其他实际情况设定的，因此钻机的类别和相关要求会存在差异。同时，设计方、购买方、制造方都会存在自身的水平和质量要求，种种这些因素最终决定了钻机的质量。然而要达到质量和工程要求，监理就起到了至关重要的作用，按照监理方式的不同，分为全程监造和阶段监造。全程监造包括对钻机各零部件的设计、下料、加工、喷涂、装配、包装等所有工序，能实时监控钻机产品生产的各个环节，一旦发现质量问题，能做出快速处理严把质量关。阶段监造是只针对部分关键工序进行监造，省去对非关键环节、非关键技术的监理，以节约成本，同时，主要监造的关键工序也即是钻机产品优劣的关键零部件。
模块钻机的建造评价参数受到多种因素的影响。根据全程监造的方式，我们可以找到部分影响因素，具体如下：
（1）监造人员的基本工作能力；
（2）监造人员在关键问题上的决策能力；
（3）监造人员对停留点的见证状况；
（4）监造人员的日常巡检完成情况；
（5）监造人员对建造环境的把握；
（6）监造人员之间的交流与信息统一性。
3.钻机的设备监造
钻机模块主要有钻井设备模块( Drilling Equipment Set..DES)、钻井服务模块( Drilling Sup-port Module,DSM)和散料储存橇(P-TANK模块)等。钻机的主要设备有顶驱、提升系统、电控系统及司钻房、防喷器组及控制装置、空压机、混气分离器-节流-压井管汇、输灰系统、火气系统、FM200、液压滑移系统、空调、泥浆循环设备等主要设备。本文只讲述相关关键设备的监理工作。
3.1顶驱监造
顶驱全称为顶部驱动钻井装置，是美、法等国花费十几年研制成功的一种顶部驱动钻井系统。它可从井架上部空间直接旋转钻杆，沿专用导轨向下送进，完成钻杆旋转钻进，循环钻井液，接立柱，上卸扣和倒划眼等多种钻井操作。该系统显著提高了钻井作业的能力和效率，并已成为石油钻井行业的标准产品。顶驱监造采用阶段监造即可满足工程要求，其监理内容主要为：原材料采购、符合性检查、组对、FAT测试。主电机出厂调试，试验电机高、中、低速运行，测量电机轴承温度及三项电流工作状况，电机运行噪音、振动检查；电控系统关键部件组装检查，空调出厂验收，外观检查冷却器、散热器是否满足海洋平台使用。总装前对电机-联轴节、各齿轮、变速箱、液压油泵总成、润滑油泵总成、中心管、冲管、中心管轴承、刹车装置等进行检查。按照设备出厂的要求对设备进行空载、轻载、满负荷试验。
3.2司钻控制房监造
司钻控制房是石油钻机的控制中枢，其性能的优劣直接关系到钻机的生产效率、维护保养及生产安全。司钻控制房从结构和功能来分，可以分为房体系统系统、控制系统、显示系统和辅助设备等四大系统，它的设计和制造是个非常复杂且繁琐的系统工程，是一个充分融合机械、电气、液压和气压控制等多项知识与技术于一体的综合性工程。司钻控制房应采用全程监造，首先要进行的是设计审查；进行电控关键盘柜组装中间检查，检查主要部件是否与招标要求一致，检查产品规格、合格证、产地等基本信息；进行电控系统的工厂调试、船检及出厂前验收，检查接现状状况、安装工艺、开关容量、通电测试等功能；按照变压器调试大纲和验收大纲进行对变压器工厂调试及出厂验收。注意司钻房整体结构完成一半工作量时，需检查焊接工艺状况、整体材质是否符合要求，检查密封性能是否良好。按照大纲要求进行功能测试对司钻房工厂调试及出厂验收。
3.3防喷器组及控制装置监造
由于海上钻井作业位置的复杂状况，防喷器组是遭遇极端天气时，人员紧急撤离的安全保障，防喷器组能在突发状况下能及时安全可靠地控制住井口及井内流体，确保人员及设备财产安全。因此防喷器组的监造也非常严格。其主要监造内容为：检查原材料采购的符合性，防喷壳体锻造后的探伤及验收。并对制造工艺进行审核，见证防喷器组壳体及阀门的强度试验，特别注意的是高压阀门的试验必须双向进行，保压的时间必须满足API要求的1.5倍额定压力。安装前检查设备的完好性，按照控制装置出厂要求对设备进行相关工况下的运行试验，在设备运行过程中，随时做好电动泵、电机温度计气泵-电泵打压时间的记录。
3.4钻井井架监造
钻井井架是石油钻采机械的重要组成部分，其监理工作应根据相关标准和并结合现场实际进行监造，主要包括对钻井井架的设计审核、制造商审查、原材料质量审查、制造质量控制等几个主要方面，设计审核主要包括设备相关设计、采购、合同等相关信息的审核，制造商审查主要包括制造商的相关资质、质量管理体系、相关人员资格审查、主要生产设备的审查等，其主要目的是为了确认制造商是否有健全有效的管理体系及生产符合标准要求产品的能力和条件。原材料主要包括钻井井架制造的主要材料和相关辅料，应对其原材料的产品厂商、质量检测指标等相关信息进行审查，做到可追溯产品质量。钻井井架的制造过程主要包括钢构件加工、组焊和组装等工序。对主要工艺进行重点监造 ，检查钢构件加工过程中的切割下料、坡口加工、矫正成型、构件组对、焊接加工等工艺关键点进行重点监造。
4.结论
海洋模块钻机是一组工作机件繁多，功能复杂的大型成套设备，其监造过程也牵涉到结构安装、机械安装、电仪安装等相关问题，其监理过程牵涉到不同专业人员的方方面面，本文从几个主要设备入手，着重讲述顶驱、司钻房、防喷器组的监造工作内容，期望给相关监理人员提供一定的帮助。
参考文献
[1] 朱骁卒,李杰.浅析中海油服模块钻机建造项目管理模式[J].项目管理技术,2012,(8):96-99.
[2] 王来忠、史有刚．油田安全生产技术[M]．北京：中国石化出版社，2011．
[3] 国家质检总局，国家标准化管理委员会．GB/T 25428-2010石油天然气工业钻井和采油设备钻井和修井井架、底座[S]．北京：中国标准出版社，2010．
作者简介：洪钟鸣（1968.10-），男（汉），籍贯（广东省雷州市），工程师，从事船舶与海洋工程设备监理。