鉆井平臺油液分析現(xiàn)狀

油液分析是鉆井平臺日常設(shè)備維護(hù)的常用方法。設(shè)備故障不僅會延誤生產(chǎn)計(jì)劃還可能危及員工的人身安全。同時(shí)，由于海上鉆井平臺的位置偏遠(yuǎn)，其日常維護(hù)費(fèi)用高昂。大多數(shù)情況下，只能通過船舶或直升機(jī)向鉆井平臺運(yùn)送技術(shù)人員和維護(hù)物資。油液分析可以對設(shè)備故障做早期預(yù)警，提醒設(shè)備維護(hù)人員做預(yù)測性維護(hù)。高效的油液分析可以使維護(hù)人員根據(jù)設(shè)備狀況而不是時(shí)間間隔來實(shí)施維護(hù)計(jì)劃，這大大提高了資源的利用率。目前，大多數(shù)海上平臺是通過直升機(jī)將油樣運(yùn)送到陸地上的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，分析結(jié)果出來后，再被發(fā)送回海上平臺。

海上鉆井平臺的運(yùn)營成本：

海上平臺的生命周期通常為10-20年，期間總的運(yùn)行成本超10億美元，平均每天的成本為 10到30萬美元。海上平臺的機(jī)械設(shè)備價(jià)值高達(dá)數(shù)百萬美元，這些設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況對工作人員的安全至關(guān)重要，而且一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致平臺停機(jī)。油樣分析通過確定油中各種磨損金屬的含量，可快速判斷設(shè)備的磨損情況。還可以通過測量氧化副產(chǎn)物和油樣粘度來確定油的狀況。監(jiān)測潤滑油狀況可以降低故障風(fēng)險(xiǎn)，也可以降低換油和廢油處理成本。

面臨的挑戰(zhàn)

將油樣送到陸上實(shí)驗(yàn)室，樣本可能需要一個(gè)星期才能運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室還需要一個(gè)星期來進(jìn)行檢測、另一個(gè)星期用于處理結(jié)果。平臺需要等待很長時(shí)間才能得到檢測數(shù)據(jù)，技術(shù)人員可能還需要一個(gè)星期才能查看結(jié)果并采取行動(dòng)。當(dāng)采取行動(dòng)時(shí)，設(shè)備可能已經(jīng)發(fā)生了故障。除了上述延遲問題，陸地實(shí)驗(yàn)室的分析報(bào)告可能會缺乏具體的診斷結(jié)果，無法指導(dǎo)技術(shù)人員做出決策。在取樣的四周之后，被告知要重新取樣會讓平臺維護(hù)人員非常沮喪。這種情況下，油液分析的作用會大打折扣。

海上平臺進(jìn)行油液分析的價(jià)值

最近，墨西哥灣的一個(gè)海上鉆井平臺請了一家可靠性服務(wù)供應(yīng)商，以尋求油液分析項(xiàng)目的改善。改平臺長期受陸地實(shí)驗(yàn)室檢測周期長的困擾。

需要解決的問題：

1.      頻繁采樣

從平臺上各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備采集的樣品被錯(cuò)誤標(biāo)記，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要頻繁重新采樣。 并且按規(guī)定，對“CAUTION”或“ALERT”狀態(tài)的樣本要采取行動(dòng)，而長時(shí)間的延遲經(jīng)常導(dǎo)致檢測結(jié)果被遺棄。

2.      故障發(fā)現(xiàn)時(shí)機(jī)容易被錯(cuò)過

設(shè)備出現(xiàn)故障一個(gè)月后，平臺才收到分析結(jié)果。維修費(fèi)用高昂，更換一個(gè)關(guān)鍵部件，單是加急運(yùn)費(fèi)和安裝費(fèi)，就需要25萬美元。

3.      現(xiàn)場分析資源有限

該鉆井平臺運(yùn)營商已經(jīng)為油液分析提供了充足的預(yù)算。但是油液負(fù)責(zé)人只負(fù)責(zé)取樣，無法在平臺上進(jìn)行任何測試。

解決方案

鉆井平臺要求可靠性服務(wù)提供商攜帶便攜式油液分析儀前往其平臺，要求該分析儀能夠?qū)崿F(xiàn)即時(shí)的油液全面分析，并在輪班之前生成一份帶有操作建議的完整報(bào)告。服務(wù)提供商提議派遣一名III級振動(dòng)分析師/摩擦學(xué)專家工程師，該工程師擁有所有必要的證書，并熟悉鉆機(jī)上的旋轉(zhuǎn)設(shè)備和維護(hù)方法。該方案需要選擇一種無需溶劑的便攜式油樣檢測設(shè)備，可以檢測異常金屬、粘度、化學(xué)性質(zhì)和顆粒情況，并能生成檢測報(bào)告。所選擇的方案是FieldLab系統(tǒng)。

該系統(tǒng)由四個(gè)模塊組成：

? 帶翻轉(zhuǎn)式樣品池的紅外光譜儀，用于測定總酸值/總堿值、水分、煙炱、氧化物和驗(yàn)證新油。

? 無需溶劑的運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)，僅需少量油樣。

? 濾膜壓差計(jì)數(shù)（FPQ）器，可測定大于4 μm的顆粒數(shù)，同樣無需溶劑。

?  X射線熒光（XRF）元素分析模塊，進(jìn)行磨損金屬和污染物分析，可以識別是否有異常磨損和污染物進(jìn)入。

這套系統(tǒng)，只需要一名技術(shù)人員攜帶儀器前往海上鉆井平臺即可。這種便攜式系統(tǒng)檢測精度與實(shí)驗(yàn)室儀器相當(dāng)，同時(shí)體積小，方便攜帶，很容易在小型直升機(jī)上運(yùn)輸。集成式檢測系統(tǒng)可現(xiàn)場進(jìn)行全面的油液分析，并提供實(shí)時(shí)的檢測數(shù)據(jù)。如果出現(xiàn)異常結(jié)果，平臺工作人員可以立即針對所出現(xiàn)的問題采取相應(yīng)行動(dòng)。便攜式分析儀的另一個(gè)突出優(yōu)勢在于能夠?qū)Ξ惓＝Y(jié)果立即進(jìn)行重新檢測，以確保初始測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。重復(fù)測試可以防止誤報(bào)，進(jìn)而避免不必要的維修，節(jié)省成本。

既往案例

已經(jīng)有一些案例表明，現(xiàn)場油液分析可有效幫助用戶節(jié)省維護(hù)成本?，F(xiàn)場油液分析幫助鉆井平臺避免發(fā)動(dòng)機(jī)故障和火災(zāi)隱患。技術(shù)人員在測樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)油樣粘度為70 cSt，而正常的粘度應(yīng)為120 cSt。通過進(jìn)一步檢測，發(fā)現(xiàn)潤滑油中混入了柴油。于是，機(jī)械師在加注燃料時(shí)做了特別注意，結(jié)果發(fā)現(xiàn)噴油管破裂導(dǎo)致了柴油的泄漏。柴油泄漏有可能損壞發(fā)動(dòng)機(jī)，甚至引起火災(zāi)。更換噴油器管線即可避免發(fā)動(dòng)機(jī)故障和火災(zāi)隱患。

在另一個(gè)例子中，一臺大型燃?xì)廨啓C(jī)壓縮機(jī)的油樣分析結(jié)果顯示油中金屬顆粒量異常高。技術(shù)人員詢問了該平臺的維護(hù)團(tuán)隊(duì)，發(fā)現(xiàn)他們近期更換了潤滑油系統(tǒng)的一個(gè)閥門。技術(shù)人員想確定顆粒數(shù)是否因?yàn)殚y門更換而增加，所以沖洗了潤滑油系統(tǒng)，并重新做了測試。這一次，測試顯示的顆粒數(shù)要低得多，但仍然高于正常值。在與維護(hù)人員討論后，決定目前不采取維修措施，并計(jì)劃下個(gè)月重新對設(shè)備進(jìn)行檢測。當(dāng)該設(shè)備被重新檢測時(shí)，粒子數(shù)已經(jīng)恢復(fù)到了正常水平。根據(jù)維修團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人員的說法，如果油樣是通過陸上實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試的，就無法立即進(jìn)行后續(xù)研究。平臺將至少還會進(jìn)行振動(dòng)測試，并可能采取更昂貴的維修措施。

數(shù)據(jù)管理和報(bào)告

海上油樣分析的結(jié)果可上傳到TruVu 360軟件。不僅平臺上的維護(hù)團(tuán)隊(duì)，陸地上的經(jīng)理和分析師也可以得到數(shù)據(jù)，他們可以進(jìn)行趨勢分析，并就是否投資某一設(shè)備提供建議。

總結(jié)

目前大多數(shù)海上鉆井平臺采用的油樣分析流程需要花費(fèi)一個(gè)月的時(shí)間。而現(xiàn)場油樣分析可以直接在鉆井平臺上進(jìn)行，并為維護(hù)團(tuán)隊(duì)提供即時(shí)的結(jié)果，創(chuàng)造更高的價(jià)值。即時(shí)的檢測結(jié)果可以防止故障，避免不必要的維修，延長海上鉆井平臺的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。

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