王 寧“三新三化”推動國產海上平臺起重機創新技術發展

文/高 源

隨著世界經濟的不斷發展，傳統能源的供求量逐年上漲，陸上資源已不能滿足日益增長的需求，各國大力發展海洋石油的勘探、開采。海上平臺起重機在海洋油氣田的開發過程中發揮著攸關重要的角色，它已經成為一種具有高安全性、高可靠性且功能完善的高技術海洋作業設備。高端海上平臺起重機的關鍵技術一直依賴國外技術，國內的設計研究院所、海上起重設備制造企業通過自主研發、吸收和引進，并結合相關技術的應用不斷深入研究，加快了產業鏈國產化的發展步伐。《起重運輸機械》青年編委王寧是中國海油一名負責海上平臺起重機的制造安裝和維修改造的技術人員，圍繞當下海上平臺起重機的現狀如何提高設備安全性、實現高效生產，他進行了逐一分析，通過專業的介紹透析了行業的發展方向。

《起重運輸機械》：您作為海上起重機運維的工程技術人員，請您談談當前海上平臺起重機領域的行業現狀。

王寧：海上平臺起重機（以下簡稱海上吊機）是海洋油氣生產設施中的關鍵設備，在油氣開采過程中起著關鍵的作用，其一旦出現故障，將給平臺造成直接和間接的經濟損失，甚至會導致出現安全事故，產生更加嚴重的后果。目前，中國海油的油氣生產平臺上已有400余臺吊機，并且數量還在逐年增加。我國在2014年頒布的《特種設備安全法》中，明確將海上吊機列為特種設備進行管理，足以證明海上吊機的可靠性、安全性不容小覷。

早期因技術發展不成熟以及合作開發等原因，海上平臺配備的都是進口品牌吊機，包括德國的Liebherr，美國的Seatrax，挪威的Hydralift，荷蘭的KENZ以及澳大利亞的FAVCO等十余個品牌，各種機型種類繁多，形式多種多樣。這就導致在后期的使用維護過程中，經常出現采購備件貨期長達數月，并且價格高昂，整體的使用維護成本都很高。

海上平臺起重機

另外，國外廠家在售后服務方面也給我們帶來不小的困擾：一是廠家技術服務人員需要從國外動員，入境后還需要辦理出海的各種手續，沒辦法及時、快速的到達現場；二是國外高昂的技術服務費用，一旦設備出現故障需要廠家支持時，在人員服務費上就要花掉上萬美元，產生不小的經濟損失。尤其在設備使用了十幾年后，部分吊機制造廠家已經倒閉或者被收購，一些關鍵的零部件已經沒有采購渠道，一度給設備的維修維護造成很大困難。

隨著我國工業技術和機械行業的不斷發展，在2000年左右，中船華南船舶機械有限公司開始嘗試將海上吊機進行國產化，主體鋼結構部分完全自主設計研發并制造，而關鍵的液壓元件、原動機以及關鍵的起重零部件還是以進口品牌為主。隨后，無錫華星船舶機械有限公司、天津渤海石油重工有限公司等也陸續開始了海上吊機的制造業務。截至目前，國產的海上吊機已經占到總數量的80%以上。

《起重運輸機械》：您所參與的各項對于海上平臺起重機的運維工作中，目前是通過怎樣的項目技術和有效嘗試來實現高效生產的？

王寧：海上吊機作為海上平臺使用的一種特殊起重機，相比其他類型的起重機而言，幾百臺的保有量是非常少的。并且它還涉及機械、液壓、電氣、結構四個專業方向，生產制造及維護使用執行的是API（美國石油學會）系列標準，加上特殊的工作環境，導致它具有維修技術要求高、故障排查難度大、施工風險高的特點。另外，海上平臺所處位置遠離陸地，出海作業手續要求多，能夠接觸到海上吊機的人員比較少。綜合以上這些原因，導致針對海上吊機運維的專業廠家比較少，對該類起重機的研究人員也比較少，這就給設備的正常運維帶來不小的挑戰。

海上平臺起重機

海上平臺起重機改造項目

雖然海上吊機被列在了《特種設備目錄》里，但是因地理位置的原因，其制造、維修和改造的監管并非由陸地的特種設備檢測研究院開展，而是由平臺所屬入級船級社（CCS或DNV等）來進行，這就導致同一臺吊機既要滿足API的相關標準，也要滿足船級社的相關要求，同時對我國的法律法規、強制性標準也要符合。因此，對各類標準的準確解讀，實現合理的采標，也是一項非常重要的工作。

海上吊機分為柴油機驅動和電動機驅動兩種形式，而大約有一半數量的柴油驅動吊機，每年消耗的柴油高達2000噸，加上柴油機的預防維修和故障維修，使得運行成本十分高，并且頻繁的檢修也降低了設備的使用率，給生產作業帶來不利影響。我們通過總結以往經驗，創新研發出“柴電雙驅”的動力系統升級技術，即在原柴油機驅動的吊機上增加一套電動機驅動，新的動力系統與原系統可以無縫銜接、自由切換。升級后的動力系統，大多時間處于“電驅”模式，幾乎不再消耗柴油，并且大幅延長了柴油機維修間隔，提高了設備的使用率。除了使生產作業效率提高外，也在節能減排方面為國家的“碳達峰”目標作出相應貢獻。

《起重運輸機械》：那么您認為在實現技術改進的同時，需要采用什么方式去增強可靠性、降低風險呢？

王寧：海上吊機在設計、建造、安裝調試和維保、運行過程中均存在不同程度的安全風險，為滿足海上設施的管理要求，中國海油建立的一套基于風險的，適用其整個生命周期管控的完整性管理解決方案具有重要意義。從吊機每年發生的故障以及故障影響程度上看，現有維修策略中的巡檢、故障性維修、檢測等工作需加強，以滿足吊機本質安全和可靠性要求。從吊機設計選型開始，在各階段進行風險分析和風險管控，對吊機實施有針對性維修策略，從根本上徹查設備失效原因，找到中高風險點，并加以控制，從而最大限度的減少風險，降低風險損失，即對吊機實施完整性管理。

《起重運輸機械》：在當前國家政策的調整下，對海上平臺起重機領域將會產生怎樣的影響，面對未來市場需求方面有哪些值得思考的問題。

王寧：中國海油為保持競爭優勢，提出了“三新三化”裝備管理指導思想，即新技術、新工藝、新材料，標準化、簡易化、國產化。以“三新三化”來推動裝備革新，逐步擺脫對進口設備的依賴，扭轉進口設備價格高、采辦周期長、維護難度大的不利局面，尤其是通過應用新技術、推廣國產化來降低成本、提高效率。

雖然海上吊機已經國產化，但考慮到可靠性、安全性等因素，目前主要的液壓元件、關鍵的起重件還是采用的進口品牌。隨著我國工業的不斷進步，我相信對關鍵元件的國產化替代方面正在加快實現，雖然在實現完全國產化的道路上可能會有很多困難，但通過大量的研發投入并乘著智能制造的發展趨勢，最終一定能夠實現海上吊機的完全自主國產化。

海上平臺起重機回轉支撐項目

海上平臺起重機吊臂更換項目

另外，隨著海油增儲上產行動計劃逐漸落地，尤其向深海不斷挺進，今后對設備的安全性、可靠性要求會越來越高，海上吊機的運維任務隨之也會越來越重，并且服務手段逐步向數字化、智能化發展。在公司積極推動數字化轉型工作的大背景下，海上平臺無人化、少人化改造工作也在逐步推進，對海上吊機的功能性提出了更高要求，例如狀態監控、故障診斷、遠程控制、智能防護等。因此，海上吊機的智能化運維必定是未來的發展趨勢，更是公司在智能油田建設中的設備保障，我們會不斷朝著打造更安全、更高效、更舒適的海上吊機的總目標不斷前進！