海洋钻采装备标准化现状及重点工作建议

范亚民

（宝鸡石油机械有限责任公司，陕西宝鸡 721002）

海洋油气的开发历来被誉为高技术、高风险、高投入的产业，而海洋石油钻采装备则是海洋油气开发的前提和基础，是海洋油气产业链中不可或缺的核心环节，其技术的先进性和质量决定了海洋油气开发的能力。我国已将海洋石油钻采装备制造业列为“十二五”战略性新兴产业，并作为“十二五”高端装备制造业的重要发展方向，这将为进一步推动海洋石油工业的发展起到重要的促进作用。海洋石油钻采装备的标准化工作是海洋石油钻采装备制造业的重要组成部分，是推动和引领海洋石油钻采装备制造业技术进步和发展的重要技术支撑。我国在几十年的陆地石油钻采装备标准化过程中积累了丰富的经验，陆地钻采装备的标准化体系和标准已相对成熟完善，这为海洋石油水上钻采装备标准化工作的开展及标准的制修订提供了基础和经验。在海洋石油水下钻采装备标准化方面，由于缺少科学、系统、完善的标准体系和规划，缺乏对相关标准的研究和具有自主知识产权的标准，一直处于依赖和被动采用国外标准的状态，是我国海洋石油水下钻采装备发展的短板。

1 国外海洋钻采装备标准化现状

1.1 ISO／TC67技术委员会

1.1.1 组织机构

ISO／TC67“石油、石化和天然气工业用设备材料及海上结构技术委员会”（Materials，equipment and offshore structures for petroleum，petrochemical and natural gas industries）是ISO 国际标准化组织230个技术委员会中的第67技术委员会，主要负责石油、石化和天然气工业在钻井和采油、管线管输送和液体及气体碳氢化合物处理用材料、设备和海上结构范围内标准的制修订。ISO／TC67技术委员会于1947成立，1952年开展活动，现有P 成员（参与成员）32个，O 成员（观察成员）30个，秘书处设在荷兰。该技术委员会下设1个执行委员会、1个管理委员会、7个分技术委员会（SC）和8个直属工作组（WG），其组织机构框图如图1。

图1 ISO／TC67的组织机构框图

1.1.2 现状

在ISO／TC67的7个SC 中，除了SC8刚成立还没有标准项目外，每个SC 均有涉及海洋工程的标准项目，而主要负责与海洋钻采装备有关标准的是SC4钻井和采油设备分技术委员会。SC4下设5个直属工作组（WG），分别负责钻井设备、井控设备、井口及采油树设备、采油设备和水下设备标准的制修订，截至2012－07，SC4已发布现行有效标准48项，正在制修订的18项，如表1。在这48项标准中，有3项海洋钻井隔水管设备和17项水下生产系统相关标准主要针对海洋钻采装备制定，其他相关标准则具有陆地和海洋钻采装备使用的一致性和通用性。

表1 TC67／SC4钻井和采油设备标准现状

在SC4目前管理的标准项目中约有2／3是在API标准的基础上制修订的，其余的则主要是根据欧洲标准化委员会的建议制修订，因此SC4的大部分标准项目和技术内容与API标准具有相似性，有的则完全等同。

1.1.3 发展重点

ISO／TC67致力于让本行业使用“用于全球每个角落的世界标准”。从近几年标准制修订的趋势看，ISO／TC67标准化的发展重点主要体现在：

1）在标准制定中更加重视健康、安全和环保的内容，更加重视对钻井和采油作业安全、设备和材料的防腐要求。

2）加大了对海洋钻采装备标准的制修订力度，例如制定了ISO 13624－1：2009《海洋钻井隔水管设备的设计和操作》；发布了ISO／TR 13624－2：2009《深水钻井隔水管方法、操作和完整性技术报告》；补充完善了ISO 13628《水下生产系统的设计与操作》系列标准，使该系列标准从2007年的11项增加到了17项。在2012年TC67／SC4的18项标准制修订项目计划中，水下生产系统的标准项目就有8项，接近全部项目的1／2。

3）在标准制修订中一改过去主要转化API标准的作法，而是与其他标准化成员共同合作，采用包括其他国际标准化组织的标准和各类适用级别标准，来提高自身的标准效率和标准的广泛性。

4）在转化其他标准时，也从国际标准化的角度出发，在原有标准的基础上更加注重标准内容的规范性、适用性、广泛性和准确性，同时在高危领域、恶劣敏感环境、一致性评估、节能降耗等方面自主制定相关的安全、防腐和材料的基础通用性标准、规范和出版物。

1.2 美国石油协会（API）

1.2.1 组织机构

API成立于1919年，是全世界石油行业最具影响力的组织，现有480多个涉及能源工业各个领域的公司及中立机构会员，几乎全球所有知名石油公司和技术服务公司都是它的会员。

API现有3个标准化技术委员会：石油计量（COMP）、炼油设备（CRE）及油田设备和材料（CSOEM）标准化委员会；共有API规范性文件体系9个部分：勘探与生产、石油计量、海上输送、市场销售、管道输送、精炼、安全与防火、工业培训和健康与环境问题，与海洋钻采装备产品有关的“勘探与生产”部分由油田设备和材料标准化委员会（与ISO／TC67对应）负责。该委员会下设12个分技术委员会，共同负责这部分标准的制修订，其组织机构框图如图2。其中涉及海洋钻采装备标准的分技术委员会有SC2、SC6、SC8、SC11、SC16、SC17。

图2 API油田设备和材料标准化技术委员会组织机构框图

1.2.2 现状

截至2011年底，API“勘探与生产”标准体系中共有16个系列标准，203项现行有效的标准、规范和推荐作法，涉及海洋钻采装备标准的主要包括在2、4、6、7、8、9、14、16、17系列中，如图3。这9个系列共有相关标准、规范和推荐作法59项，其中海洋钻采装备的专用标准21项，陆地和海洋钻采装备通用的标准38项，各系列的标准数量如表2。

现有的API标准体系几乎涵盖了石油钻采装备产品的各个方面，标准项目之间具有较好的配套性和综合性。按照性能原则，API大部分的钻采装备标准在陆地和海洋上具有通用性和一致性，而在海洋专用标准方面，更加重视标准的系列化和规范性，重视标准对产品的使用、安全和维护的规定，重视从产品设计、材料选择、制造、试验和检验、维护与修理的全过程控制。

表2 API海洋钻采装备现行标准统计

2010－04，墨西哥湾漏油事件为全世界海洋石油开发敲响了警钟，为此美国专门成立了海上操作程序、海上装备、水下井控和密封装置、漏油预防和响应4个联合特别小组（JITEs），一起研究制定在海上钻井作业和漏油后响应的最好作法，以提高作业安全和对环境的保护。目前特别小组已对钻井作业操作程序和设备提出了意见，针对深水钻井作业的几项新的API标准也正在制修订中［1］。

图3 CSOEM 勘探与生产标准体系

API标准内容科学严谨，数据真实可靠，技术领先，规范合理，具有较高的安全适用性和互换性，标准在全世界石油行业得到了广泛认可和执行，已成为石油行业事实上的国际标准，也是ISO 制修订石油、石化设备材料及海上结构标准的主要参考对象。特别是API采取的产品认证制度，由于有利于提高用户对制造商产品的信誉度，在市场化条件下，其做法在全世界得到了推广，其标准的影响也远超ISO标准。截至2012－07，在全世界具有API认证的75个国家中，取得API证书的生产制造商和服务公司有3567家，我国就有1453家，涉及API许可证5902个［2］，是世界上取得API产品证书最多的国家，并且还有不断发展的势头。

1.3 其他国外先进标准

1.3.1 EN（欧洲）标准

EN 标准是由欧洲标准化委员会（CEN）发布的一种标准文件，与海洋钻采装备有关的标准文件由与ISO／TC67对口的CEN／TC12“石油和天然气工业用材料、设备和海上结构物”技术委员会负责。该委员会成立于20世纪70年代，秘书处设在法国，其主要任务是代表欧洲利益参与ISO／TC67技术委员会的标准制修订工作，并将其制定的ISO 标准作为欧洲标准等同采用，进而转化为CEN 所有30个成员国的国家标准。EN 标准作为区域性文件在技术内容上与相应的ISO 标准完全相同，并通过并行投票的程序同步采用，在石油天然气工业方面的标准采标率接近98%，而在海洋钻采装备标准方面则完全相同。

近几年，CEN／TC12不断加强其在ISO／TC67的作用，并试图影响其标准的制修订，尤其在2011年API与ISO 因知识产权问题出现纠纷，已不再担任API／TC67的秘书处，改由CEN的成员荷兰担任后，预计这种状况将会越发显现。

1.3.2 DNV（挪威船级社）标准

DNV 是国际知名的船级社和国际权威的认证机构，成立于1864年，其宗旨是保护海上人员生命财产安全和环境。近十余年来，随着海上石油开采的迅速发展，DNV 进一步加强了海洋钻井平台和钻采装备的标准化工作。DNV 现有110多项海洋方面的规范、标准和推荐作法，是国际上海洋钻井装备设计、制造和使用的主要参考技术文件。在海洋钻采装备方面的标准主要有DNV－OS－F101《海底管道系统》、DNV－OS－F201《隔水管动力学分析》、DNV－OS－E301《定点系泊》、DNV－RP－F204《隔水管疲劳》及DNV－RP－C203《海洋钢结构疲劳设计》等。DNV 标准内容重点不是规定设备的设计和性能，其标准的核心技术主要包括流体力学、材料、结构工艺、安全可靠性、环境，标准规范以科技知识及经验为基础，通过先进的应力测定、分析、实验室试验和现场测量，为标准制定提供可靠的依据。

1.3.3 NACE、ASTM、ASME、AWS、AISC、BS标准

在海洋钻采装备设计、制造方面常用到的其他国外先进标准还包括NACE（美国腐蚀工程师协会）标准，例如MR 0175《油田设备用抗硫化物应力腐蚀开裂的金属材料》；ABS（美国船级社）标准，例如《海上移动平台建造及入级规范》系列标准；ASTM（美国材料与试验学会）标准，例如A193《高温用合金钢和不锈钢栓接材料规范》；AWS（美国焊接协会）标准，例如D1.1《钢结构焊接规范》；ASME（美国机械工程师协会）标准，例如《锅炉压力容器规范》系列标准；BS（英国）标准，例如BS 7910《焊接结构可接受裂纹的评估方法》等。这些标准从材料、防腐、焊接、疲劳分析等不同的方面为海洋钻采装备产品的设计、制造提供了全面的技术支持，标准的科学性、先进性和适用性在长期的使用实践中已得到了国际社会的认可，在ISO、API标准中也经常被规范性引用，是支撑海洋钻采装备设计、制造和使用的重要技术文件。

2 我国海洋钻采装备标准化现状

2.1 组织机构

在国家层面，与海洋装备有关的标准化组织主要有海洋船标准化技术委员会（SAC／TC12）、石油钻采设备和工具标准化技术委员会（SAC／TC96）和石油天然气标准化技术委员会（SAC／TC355）。按照专业划分，SAC／TC96是海洋钻采装备各个领域标准制修订的主体，SAC／TC355下属的海洋石油工程分技术委员会则为补充，TC96和TC355的秘书处目前均设在石油工业标准化研究所，如图4所示。在国际上SAC／TC96对应于ISO／TC67／SC4，海洋石油工程分技术委员会对应于ISO／TC67／SC7。

图4 我国海洋钻采装备标准化组织机构

SAC／TC96是我国石油装备制造业最重要的标准化组织。自1987年成立以来，一直担负着我国石油天然气勘探开发用钻井、采油设备及工具等的标准化技术归口工作，其主要任务是负责我国陆地和海洋石油天然气勘探开发装备标准的研究和制修订。委员会由中国石油、中国石化、中国海油和中国机械联合会联合组成，委员主要来自石油装备制造企业、油田用户和科研院所的技术专家、标准化专家。SAC／TC96下设9个专业标准化工作部，其中海洋钻采设备标准化工作部是为适应海洋石油工业的发展，于2011年成立。每个工作部由来自石油装备制造企业和油田用户的20多名技术专家组成，具体负责本专业领域的标准制修订工作［3］。

SAC／TC355于2008年成立，其主要任务是负责石油地质、石油物探、石油钻井、测井、油气田开发、采油采气、油气储运、油气计量及分析方法、石油管材、海洋石油工程、安全生产、环境保护等专业标准的制修订。委员由中国石油、中国石化、中国海油、中国石油天然气股份有限公司、中国中化集团公司等石油企事业单位推荐的专家组成。下设16个专业标准化技术委员会，分别负责相关专业的标准制修订工作［4］。

2.2 现状

我国现有海洋钻采装备用标准89项，其中包括陆地和海洋钻采装备通用的标准68项，如钻井和修井设备、提升设备、井口装置及采油树（水上）、井控设备、井架底座等；有海洋钻采装备专用标准21项，如海洋钻井隔水管设备、海洋水下生产系统等。在89项标准中有国家标准33项，石油行业标准56项，其中等同和修改采用ISO 和API标准的44项，采标率49.4%，非等效采用API标准2项，而在海洋钻采装备21项专用标准中，采标率则超过80%，如表3所示。

表3 我国海洋钻采装备现行标准统计

我国海洋钻采装备标准化起步较晚。在海洋钻采装备专用标准上基本上以采用国际和国外先进标准为主，具有自主知识产权的标准项目还较少，这种对ISO 和API标准的依赖性，在今后相当长的一个时期内仍然是标准化工作的重点，但是研究制定适应我国海洋钻采装备的标准体系，研究制定适应我国海洋钻采装备的标准已是非常必要。近几年，随着我国石油勘探开发向海洋的战略转移，SAC／TC96和SAC／TC355都加大了海洋钻采装备的标准化工作，并取得了显著的成效。SAC／TC355先后集中制定了8项《水下生产系统的设计与操作》系列标准。SAC／TC96于2011年率先成立了“海洋钻采设备标准化工作部”，专门负责开展海洋钻采装备标准的研究和制修订工作，已先后完成了《石油天然气工业钻井和采油设备第1部分：海洋钻井隔水管设备的设计和操作》、《石油天然气工业水下生产系统的设计与操作第4部分：水下井口装置和采油树设备》及《海上石油固定平台模块钻井》等5项国家标准和《海洋钻井隔水管设备规范》等2项行业标准的制修订；组织开展了《海上石油固定平台模块钻井》ISO 国际标准提案工作，并取得了积极进展；开展了海洋钻采装备标准体系的研究和建立工作，为我国海洋钻采装备的国产化和技术的发展提供了技术上的有力支持。

3 国内外海洋钻采装备标准化对比分析

从海洋钻采装备的标准体系、标准的数量和标准的技术水平上看，ISO、API、DNV 及其他国外先进标准具有明显的优势，主要表现在标准体系结构清晰、覆盖全面、配套完整，标准、规范、推荐作法等文件层次分明；标准具有较好的综合性、配套性和完整性；标准本身内容科学严谨、数据真实可靠、技术领先、规范合理，具有较高的安全性和互换性。

ISO 目前在海洋钻采装备方面的标准数量相对较少，且主要以转化和在API标准基础上制定为主，大部分的石油钻采装备标准都与API有对应关系，特别在海洋钻采装备专用标准方面更是如此。例如，ISO 13628的17个系列标准几乎都是依据API第17系列中对应标准转化而来，这与API长期代表ANSI（美国国家标准学会）承担ISO／TC67秘书处工作，不断力推自己标准为ISO 标准有直接关系，但这种状况随着API已不再担任ISO／TC67秘书处，其在ISO 中影响力的削弱，预计今后将会有所改变。

API标准对世界石油工业影响广泛，对ISO／TC67标准的发展也产生了重要影响。API标准以产品的性能为主，9个系列标准基本涵盖了海洋钻采装备的各个主要内容，且每年还在不断制修订和完善。在2012年CSOEM的40项标准制修订计划中，就有20项与海洋钻采装备相关的标准，包括新制定的17系列中的6项海洋钻采装备专用标准，彰显了API在海洋钻采装备标准上的重视度。

CEN 标准则主要以采用ISO 标准为主，一般很少直接采用API标准。作为ISO的主要成员国，CEN 正在积极参与和不断加强其在ISO／TC67标准制修订中的作用，也正在影响着ISO 国际标准制修订的内容。

DNV、ASTM、ASME 等其他国外先进标准在材料、焊接、设计计算、试验和检验、疲劳分析计算等方面代表了成熟、先进和可靠的工业技术水平，是世界公认的先进标准，是ISO、API及CEN 等标准中主要的规范性引用文件，也是海洋钻采装备制造业广泛应用的基础设计标准。

我国海洋钻采装备专用标准的制修订近几年才开展，目前这部分标准分属在SAC／TC96和SAC／TC355两个标准化技术委员会管理，2个委员会根据专业划分，分别按计划制修订标准，在标准级别上国家标准和石油行业标准并存。现有的21项海洋钻采装备专用标准中，主要是以等同和修改采用ISO 和API标准为主，自主制定的标准项目较少，整体上还没有形成较科学、系统、完善和清晰合理的海洋钻采装备标准体系。

4 我国海洋钻采装备标准化存在的不足

长期以来，我国海洋钻采装备国产化率很低，特别是海洋石油水下装备关键技术和设备基本依赖进口，这也导致了我国在海洋钻采装备标准化方面的滞后，虽然近几年在与陆上通用的海洋钻井装备标准化上取得了一些进步，但在海洋专用钻采装备标准化上一直处于依赖状态。目前我国在海洋钻采装备标准化方面与国外比还存在较大的差距，主要表现在以下3个方面：

1）缺少结构合理、系统完整、科学先进、符合我国国情的海洋钻采装备的标准体系。现有的标准在专业划分、标准分类、标准制修订等方面还存在界线不清、定位不明、协调不够的现象。从长远看，还缺少对海洋钻采装备全面、整体的标准化规划和标准的制修订计划，在支撑海洋钻采装备设计制造的材料、工艺等基础标准上还缺乏研究。

2）具有自主知识产权的标准项目还较少。海洋钻采装备的标准基本上依赖采用ISO 和API标准，在实际设计、生产、制造中还主要参考其他国外先进标准。虽然中海油研究总院2012年已首次制定了具有自主知识产权的《海上石油固定平台模块钻机》系列国家标准，并在申报ISO 国际标准提案方面取得了进展，但总体而言，由于起步较晚，技术水平的差异，还不具备全面自主制修订标准的能力，个别已制定的标准，其技术质量也有待进一步提高。

3）海洋石油水下钻采装备的标准还没有进入实质性研究。现有的海洋钻采装备标准主要集中在平台以上部分的钻井装备，即使已有了部分采标的国家或石油行业水下钻采装备标准，也还主要处于学习研究、消化吸收阶段，要真正制定具有我国特色的海洋石油水下钻采装备标准，还有很长的路要走。

5 结论及建议

为了实现国家“十二五”海洋石油装备标准化发展的目标，加快海洋钻采装备标准化的步伐，适应海洋石油工业快速发展的需要，满足海洋钻采装备制造业对标准的需求，就今后我国海洋钻采装备标准化发展的重点工作提出几点建议：

1）加强海洋钻采装备标准化组织机构建设。在全国钻采标委会（SAC／TC96）的领导下，以海洋钻采设备标准化工作部为主导，完善工作机制，加强与我国涉海装备产品的生产制造商、科研院校和用户等的合作与联系，充分发挥各类技术专家和标准化专家的作用，形成高效有力的标准化队伍，为海洋钻采装备各项标准化工作的开展提供组织上的保障。

2）开展海洋钻采装备标准体系的研究。通过精心组织和深入细致的调研，围绕国内外海洋钻采装备和标准化的现状及发展趋势，以产品标准为核心，借鉴国内外先进标准体系，结合我国的特点，系统性地开展海洋钻采装备标准体系的研究，制定和规划出结构合理、系统完善、协调配套、先进适用，符合市场发展需要并具有我国特色的海洋钻采装备的标准体系，编制今后3～5a海洋钻采装备标准的研究和制修订计划，引导我国海洋钻采装备标准化的发展。

3）开展对重点标准的研究制定工作。针对现阶段我国海洋钻采装备标准薄弱的现状，一是要加强对ISO 和API及其他国外先进标准的学习和研究，结合我国海洋钻采装备发展的重点领域、重点技术、重点项目，以采标为主加快海洋钻井隔水管系统、水下井控系统、水下井口装置及采油树、水下生产及控制系统、平台甲板设备等标准的研究和制修订工作；二是实施标准化科研创新活动，建立海洋钻采装备标准与科技创新的协同机制，将科研成果、新技术、新工艺、新材料及专利技术与技术标准相结合，以健康、安全、环保为主要内容，研究制定具有我国自主知识产权的技术标准，促进我国海洋钻采装备技术的应用和发展。

4）积极采用国际和国外先进标准。按照国家海洋标准化“十二五”发展规划的要求，现阶段应重点跟踪研究和积极采用国际和国外先进标准，推进我国海洋石油钻采装备标准与国际标准接轨，把标准作为技术引进的平台，缩短我国海洋钻采装备与国外的技术差距，引领和促进我国海洋钻采装备技术的快速提高，满足我国海洋石油钻采装备研制开发、生产制造和现场使用等对标准的需要，提高产品的国内外竞争力。

5）积极参与国际标准化活动。重点开展与ISO、API的标准化技术交流与合作，实质性参与相关的国际标准化活动：通过承担ISO／TC67归口专业标准的投票工作，反馈我国海洋石油装备制造业的意见，增强话语权；加强对国际标准和国外先进标准的跟踪研究，重点加强对ISO／TC67和API相关标准的跟进，及时了解和掌握ISO、API及其它国外先进标准的制修订动态，加快对先进适用标准的采标进度；对我国在海洋钻采装备方面积累的先进经验和新技术成果，在及时制定为国家或石油行业标准的同时，积极形成国际标准提案，推进我国海洋石油钻采装备标准转化为国际标准。

［1］API and Joint Industry Task Force release reports on offshore safety changes［EB／OL］.［2012－10－15］.http：／／www.api.org／policy－and－issues／policy－items／exploration／api－joint－industry－task－force－reports.aspx.

［2］The API Composite List［EB／OL］.［2012－11－20］.http：／／compositelist.api.org／.pdf.

［3］高圣平.我国石油装备标准化发展趋势［J］.中国石油和化工标准与质量，2008（12）：7－13.

［4］SAC／TC355全国石油天然气标准化技术委员会［EB／OL］.［2012－11－20］.http：／／www.petrostd.com／organization／item.