王 宁“三新三化”推动国产海上平台起重机创新技术发展

文/高 源

随着世界经济的不断发展，传统能源的供求量逐年上涨，陆上资源已不能满足日益增长的需求，各国大力发展海洋石油的勘探、开采。海上平台起重机在海洋油气田的开发过程中发挥着攸关重要的角色，它已经成为一种具有高安全性、高可靠性且功能完善的高技术海洋作业设备。高端海上平台起重机的关键技术一直依赖国外技术，国内的设计研究院所、海上起重设备制造企业通过自主研发、吸收和引进，并结合相关技术的应用不断深入研究，加快了产业链国产化的发展步伐。《起重运输机械》青年编委王宁是中国海油一名负责海上平台起重机的制造安装和维修改造的技术人员，围绕当下海上平台起重机的现状如何提高设备安全性、实现高效生产，他进行了逐一分析，通过专业的介绍透析了行业的发展方向。

《起重运输机械》：您作为海上起重机运维的工程技术人员，请您谈谈当前海上平台起重机领域的行业现状。

王宁：海上平台起重机（以下简称海上吊机）是海洋油气生产设施中的关键设备，在油气开采过程中起着关键的作用，其一旦出现故障，将给平台造成直接和间接的经济损失，甚至会导致出现安全事故，产生更加严重的后果。目前，中国海油的油气生产平台上已有400余台吊机，并且数量还在逐年增加。我国在2014年颁布的《特种设备安全法》中，明确将海上吊机列为特种设备进行管理，足以证明海上吊机的可靠性、安全性不容小觑。

早期因技术发展不成熟以及合作开发等原因，海上平台配备的都是进口品牌吊机，包括德国的Liebherr，美国的Seatrax，挪威的Hydralift，荷兰的KENZ以及澳大利亚的FAVCO等十余个品牌，各种机型种类繁多，形式多种多样。这就导致在后期的使用维护过程中，经常出现采购备件货期长达数月，并且价格高昂，整体的使用维护成本都很高。

海上平台起重机

另外，国外厂家在售后服务方面也给我们带来不小的困扰：一是厂家技术服务人员需要从国外动员，入境后还需要办理出海的各种手续，没办法及时、快速的到达现场；二是国外高昂的技术服务费用，一旦设备出现故障需要厂家支持时，在人员服务费上就要花掉上万美元，产生不小的经济损失。尤其在设备使用了十几年后，部分吊机制造厂家已经倒闭或者被收购，一些关键的零部件已经没有采购渠道，一度给设备的维修维护造成很大困难。

随着我国工业技术和机械行业的不断发展，在2000年左右，中船华南船舶机械有限公司开始尝试将海上吊机进行国产化，主体钢结构部分完全自主设计研发并制造，而关键的液压元件、原动机以及关键的起重零部件还是以进口品牌为主。随后，无锡华星船舶机械有限公司、天津渤海石油重工有限公司等也陆续开始了海上吊机的制造业务。截至目前，国产的海上吊机已经占到总数量的80%以上。

《起重运输机械》：您所参与的各项对于海上平台起重机的运维工作中，目前是通过怎样的项目技术和有效尝试来实现高效生产的？

王宁：海上吊机作为海上平台使用的一种特殊起重机，相比其他类型的起重机而言，几百台的保有量是非常少的。并且它还涉及机械、液压、电气、结构四个专业方向，生产制造及维护使用执行的是API（美国石油学会）系列标准，加上特殊的工作环境，导致它具有维修技术要求高、故障排查难度大、施工风险高的特点。另外，海上平台所处位置远离陆地，出海作业手续要求多，能够接触到海上吊机的人员比较少。综合以上这些原因，导致针对海上吊机运维的专业厂家比较少，对该类起重机的研究人员也比较少，这就给设备的正常运维带来不小的挑战。

海上平台起重机

海上平台起重机改造项目

虽然海上吊机被列在了《特种设备目录》里，但是因地理位置的原因，其制造、维修和改造的监管并非由陆地的特种设备检测研究院开展，而是由平台所属入级船级社（CCS或DNV等）来进行，这就导致同一台吊机既要满足API的相关标准，也要满足船级社的相关要求，同时对我国的法律法规、强制性标准也要符合。因此，对各类标准的准确解读，实现合理的采标，也是一项非常重要的工作。

海上吊机分为柴油机驱动和电动机驱动两种形式，而大约有一半数量的柴油驱动吊机，每年消耗的柴油高达2000吨，加上柴油机的预防维修和故障维修，使得运行成本十分高，并且频繁的检修也降低了设备的使用率，给生产作业带来不利影响。我们通过总结以往经验，创新研发出“柴电双驱”的动力系统升级技术，即在原柴油机驱动的吊机上增加一套电动机驱动，新的动力系统与原系统可以无缝衔接、自由切换。升级后的动力系统，大多时间处于“电驱”模式，几乎不再消耗柴油，并且大幅延长了柴油机维修间隔，提高了设备的使用率。除了使生产作业效率提高外，也在节能减排方面为国家的“碳达峰”目标作出相应贡献。

《起重运输机械》：那么您认为在实现技术改进的同时，需要采用什么方式去增强可靠性、降低风险呢？

王宁：海上吊机在设计、建造、安装调试和维保、运行过程中均存在不同程度的安全风险，为满足海上设施的管理要求，中国海油建立的一套基于风险的，适用其整个生命周期管控的完整性管理解决方案具有重要意义。从吊机每年发生的故障以及故障影响程度上看，现有维修策略中的巡检、故障性维修、检测等工作需加强，以满足吊机本质安全和可靠性要求。从吊机设计选型开始，在各阶段进行风险分析和风险管控，对吊机实施有针对性维修策略，从根本上彻查设备失效原因，找到中高风险点，并加以控制，从而最大限度的减少风险，降低风险损失，即对吊机实施完整性管理。

《起重运输机械》：在当前国家政策的调整下，对海上平台起重机领域将会产生怎样的影响，面对未来市场需求方面有哪些值得思考的问题。

王宁：中国海油为保持竞争优势，提出了“三新三化”装备管理指导思想，即新技术、新工艺、新材料，标准化、简易化、国产化。以“三新三化”来推动装备革新，逐步摆脱对进口设备的依赖，扭转进口设备价格高、采办周期长、维护难度大的不利局面，尤其是通过应用新技术、推广国产化来降低成本、提高效率。

虽然海上吊机已经国产化，但考虑到可靠性、安全性等因素，目前主要的液压元件、关键的起重件还是采用的进口品牌。随着我国工业的不断进步，我相信对关键元件的国产化替代方面正在加快实现，虽然在实现完全国产化的道路上可能会有很多困难，但通过大量的研发投入并乘着智能制造的发展趋势，最终一定能够实现海上吊机的完全自主国产化。

海上平台起重机回转支撑项目

海上平台起重机吊臂更换项目

另外，随着海油增储上产行动计划逐渐落地，尤其向深海不断挺进，今后对设备的安全性、可靠性要求会越来越高，海上吊机的运维任务随之也会越来越重，并且服务手段逐步向数字化、智能化发展。在公司积极推动数字化转型工作的大背景下，海上平台无人化、少人化改造工作也在逐步推进，对海上吊机的功能性提出了更高要求，例如状态监控、故障诊断、远程控制、智能防护等。因此，海上吊机的智能化运维必定是未来的发展趋势，更是公司在智能油田建设中的设备保障，我们会不断朝着打造更安全、更高效、更舒适的海上吊机的总目标不断前进！