出口石油鉆機(jī)電氣設(shè)備配套現(xiàn)狀及建議

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摘要：對(duì)出口石油鉆機(jī)電氣設(shè)備配套現(xiàn)狀和國產(chǎn)設(shè)備配套率低的問題進(jìn)行了分析，為提高石油鉆機(jī)國產(chǎn)電氣設(shè)備配套率提出了行業(yè)發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：出口石油鉆機(jī)；電氣設(shè)備配套；配套現(xiàn)狀；發(fā)展建議

引言

近年來，隨著國內(nèi)裝備制造行業(yè)的振興，越來越多的“國”字號(hào)裝備走出國門，把中國制造的先進(jìn)技術(shù)、卓越品質(zhì)帶到了世界的各個(gè)角落，石油鉆采裝備產(chǎn)品也不例外。這幾年，全球石油產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇勢頭強(qiáng)勁，越來越多的鉆機(jī)被直接出口到國外油服（油）公司或由國內(nèi)油服公司帶到國外進(jìn)行鉆井作業(yè)。但是由于作業(yè)地法律法規(guī)、甲方遵循標(biāo)準(zhǔn)與國標(biāo)的差異及用戶對(duì)國產(chǎn)品牌的認(rèn)知度等因素，往往出口鉆機(jī)的電氣設(shè)備配套國產(chǎn)率不高，特別是一些關(guān)鍵電氣設(shè)備經(jīng)常被要求采用歐美品牌。在當(dāng)前中美貿(mào)易摩擦的大背景下，充分了解出口鉆機(jī)電氣設(shè)備配套的特殊性，提高鉆機(jī)國產(chǎn)電氣設(shè)備配套率成為亟待解決的問題。

1出口鉆機(jī)電氣設(shè)備配套現(xiàn)狀

1.1變頻器配套現(xiàn)狀

目前出口的交流變頻鉆機(jī)配套的變頻器被ABB和SIEMENS兩個(gè)品牌壟斷。盡管國內(nèi)一些企業(yè)在早些年已經(jīng)研發(fā)出石油鉆機(jī)專用變頻器，進(jìn)行了一些工業(yè)性試驗(yàn)，在陸地鉆機(jī)和海洋平臺(tái)也有了應(yīng)用，但是即使在國內(nèi)也很難大面積推廣，更難以實(shí)現(xiàn)出口。究其原因，一方面是國產(chǎn)變頻器可靠性有待提高，另一方面是國內(nèi)用戶對(duì)國產(chǎn)變頻器的信心不足，國外客戶對(duì)國產(chǎn)變頻器認(rèn)知不夠。由于變頻器的費(fèi)用能占到鉆機(jī)電控系統(tǒng)費(fèi)用的大半，因此為了降低成本，國產(chǎn)化勢在必行。

1.2防爆電氣設(shè)備配套現(xiàn)狀

由于鉆井作業(yè)場所存在危險(xiǎn)氣體，有些區(qū)域?qū)儆谖ｋU(xiǎn)區(qū)域，所以位于危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備都必須是防爆的。

1.2.1鉆機(jī)配套的防爆電氣設(shè)備的分類根據(jù)使用類型，將鉆機(jī)配套的防爆設(shè)備進(jìn)行分類，如表1所示。

1.2.2防爆認(rèn)證要求現(xiàn)狀在國內(nèi)作業(yè)的鉆機(jī)，對(duì)電氣設(shè)備的防爆要求僅限于國內(nèi)防爆機(jī)構(gòu)認(rèn)證，即設(shè)備取得國內(nèi)防爆機(jī)構(gòu)的認(rèn)證證書。目前國內(nèi)有國家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、石油和化學(xué)工業(yè)電氣產(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、機(jī)械工業(yè)低壓防爆電器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心、國家級(jí)儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗(yàn)站等幾家機(jī)構(gòu)具有防爆電氣產(chǎn)品認(rèn)證資質(zhì)，石油化工、煤礦等國內(nèi)涉及防爆產(chǎn)品的相關(guān)行業(yè)也是認(rèn)可這幾家機(jī)構(gòu)的防爆證書。鉆機(jī)配套的防爆電氣設(shè)備的防爆證書也都是出自以上幾家認(rèn)證機(jī)構(gòu)。然而，由于我國防爆標(biāo)準(zhǔn)GB3836系列與國際電工委員會(huì)IEC60079系列、API（美國石油學(xué)會(huì)）防爆標(biāo)準(zhǔn)的差異性及國外機(jī)構(gòu)或個(gè)人對(duì)國內(nèi)防爆標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證體系認(rèn)識(shí)不夠，國外某些地區(qū)對(duì)電氣設(shè)備的國內(nèi)防爆證書不予認(rèn)可。因此，出口到這些地區(qū)的鉆機(jī)配套的防爆電氣產(chǎn)品往往被要求要具有IECEx（國際電工委員會(huì)防爆電氣產(chǎn)品認(rèn)證）、ATEX（歐盟防爆電氣產(chǎn)品認(rèn)證）等國外認(rèn)證。針對(duì)鉆機(jī)電氣設(shè)備來說，目前鉆井主電動(dòng)機(jī)國內(nèi)廠商還沒有IECEx或ATEX認(rèn)證，輔助小電動(dòng)機(jī)、低壓電氣類的控制柜、輔材類的插接件、格蘭及燈具國內(nèi)一些廠商有認(rèn)證，而攝像頭、對(duì)講機(jī)、有害氣體探測器等一些產(chǎn)品國內(nèi)廠商還沒有國際認(rèn)證。沒有上述兩種認(rèn)證的產(chǎn)品，鉆機(jī)需要配套，只能采購國外品牌的產(chǎn)品，這樣會(huì)使鉆機(jī)整體成本增加很多，交貨期變長。

1.3輔助小電動(dòng)機(jī)配套現(xiàn)狀

一套7000m鉆機(jī)配套的普通三相異步電動(dòng)機(jī)接近百臺(tái)，其中固控泥漿循環(huán)系統(tǒng)最多。對(duì)于出國或出口鉆機(jī)來說，輔助小電動(dòng)機(jī)除了本文1.2.2節(jié)要求的國外防爆認(rèn)證外，還有一個(gè)重要的指標(biāo)就是能效等級(jí)。國際上，歐盟在1999年制定了電動(dòng)機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)（EU-CMPE），將電動(dòng)機(jī)的能效分為EFF1（高效能電動(dòng)機(jī)）、EFF2（效能改善電動(dòng)機(jī)）、EFF3（低效能電動(dòng)機(jī)）三級(jí)。IEC(國際電工委員會(huì))在2008年也頒布了電動(dòng)機(jī)能效分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)IEC60034-30《Rotatingelectricalmachines-Part30:Efficiencyclassesofsingle-speed,three-phase,cageinductionmotors(IEcode)》,將電動(dòng)機(jī)能效等級(jí)分為四級(jí)：IE1（普通高效），IE2（高效），IE3（超高效），IE4（超超高效）。2002年我國參照歐盟的EFF1（高效能電動(dòng)機(jī)）、EFF2（效能改善電動(dòng)機(jī)）能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，制定并了GB18613《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)，將電動(dòng)機(jī)能效等級(jí)由高到低分為1級(jí)、2級(jí)、3級(jí)，此標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)用的是2012年的升級(jí)版本。由于各國能效等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定義的差異性，在具體執(zhí)行過程中自然存在差異。按照GB18613-2012《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》要求，自2016年9月1日開始，7.5～375.0kW的電動(dòng)機(jī)能效等級(jí)應(yīng)該達(dá)到2級(jí)，2017年9月1日開始，7.5kW以下的電動(dòng)機(jī)能效等級(jí)應(yīng)該達(dá)到2級(jí)。近兩年出口或出國鉆機(jī)明確要求普通三相異步電動(dòng)機(jī)能效要滿足IE3要求，即國標(biāo)要求的2級(jí)能效。電動(dòng)機(jī)能效國標(biāo)與IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比關(guān)系如表2所示。目前國內(nèi)已經(jīng)有了比較完善的電動(dòng)機(jī)能效認(rèn)證體系，取得能效認(rèn)證的電動(dòng)機(jī)本體會(huì)粘貼能效標(biāo)志，用手機(jī)掃描能效標(biāo)志上還有二維碼，，電動(dòng)機(jī)的相關(guān)信息一目了然。圖1是江蘇錫安達(dá)防爆股份有限公司生產(chǎn)的一款11kW電動(dòng)機(jī)的2級(jí)能效標(biāo)志及用手機(jī)掃描二維碼后顯示的電動(dòng)機(jī)信息。此外，對(duì)于輔助小電動(dòng)機(jī)來說，溫度和防護(hù)等級(jí)也是比較關(guān)鍵的參數(shù)。常規(guī)國內(nèi)鉆機(jī)配套的異步電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境溫度最高是40℃，防護(hù)等級(jí)是IP55。出口到中東地區(qū)的要求是高溫55℃，濕度大的地區(qū)防護(hù)等級(jí)還要更高。俄羅斯等寒冷地區(qū)的鉆機(jī)，低溫要求是-45℃，存儲(chǔ)溫度要達(dá)到-60℃。這些要求對(duì)電動(dòng)機(jī)的制造工藝提出了嚴(yán)格要求，好多國內(nèi)產(chǎn)品還不能滿足要求。

1.4電纜配套現(xiàn)狀

目前在國內(nèi)作業(yè)的鉆機(jī)，低壓電氣設(shè)備配套的電纜以YCW（重型橡套軟電纜）居多，這種電纜的生產(chǎn)、制造遵循國標(biāo)JB/T8735.2-2016《額定電壓450/750V及以下橡皮絕緣軟線和軟電纜第2部分：通用橡套軟電纜》，基本能適應(yīng)國內(nèi)鉆井現(xiàn)場工況。但是近幾年去中東地區(qū)作業(yè)的鉆機(jī)，客戶不認(rèn)可這種電纜。他們認(rèn)為中東地區(qū)野外環(huán)境惡劣，YCW電纜不能適應(yīng)這種作業(yè)工況。由于中東地區(qū)接近海洋氣候，他們更傾向于鉆機(jī)電氣設(shè)備配套海工電纜，有時(shí)會(huì)直接要求鉆機(jī)配套的電纜滿足IEEE1580（IEEERecommendedPracticeforMarineCableUseonShipboardandFixedorFloatingFacilities）標(biāo)準(zhǔn)。IEEE1580作為海工電纜的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，深受各大船級(jí)社推崇，對(duì)電纜的技術(shù)要求很高，對(duì)電纜的柔軟性、耐高溫及低溫性能、耐氣候老化性能、耐油及高力學(xué)強(qiáng)度性能、無鹵電纜護(hù)套性能、試驗(yàn)方法等方面做了具體要求,并且制造過程遵循的都是國外標(biāo)準(zhǔn)，諸如ABS（美國船級(jí)社）、CSA（加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）、AWG（美國線規(guī)）、NEMA（美國國家電氣制造商協(xié)會(huì)）、UL（保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室）等。而國內(nèi)生產(chǎn)的電纜即便是專用海工電纜，執(zhí)行的國外標(biāo)準(zhǔn)也不多，而且電纜的檢驗(yàn)、試驗(yàn)手段單一，不能提供更多的權(quán)威性測試報(bào)告，很難達(dá)到用戶要求。鉆機(jī)上電纜用量較大，如果配套國外品牌，對(duì)鉆機(jī)成套方來說，同樣要面臨成本高和交貨期長等問題。

1.5柴油發(fā)電機(jī)組配套現(xiàn)狀

為鉆機(jī)提供動(dòng)力的柴油發(fā)電機(jī)組也是鉆機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備。目前出口鉆機(jī)配套的柴油發(fā)電機(jī)組幾乎都是美國卡特比勒（CATERPILLAR）的，由于品牌的知名度，它在全球范圍內(nèi)能被認(rèn)可。但是在配套鉆機(jī)時(shí)得注意鉆機(jī)作業(yè)地的環(huán)境溫度和當(dāng)?shù)胤蓪?duì)排放的要求。機(jī)組有50℃和55℃、無排放認(rèn)證和有排放認(rèn)證之分，根據(jù)實(shí)際情況，選擇不同型號(hào)的機(jī)組。據(jù)了解，國產(chǎn)的柴油發(fā)電機(jī)組目前還沒有配套出口或出國鉆機(jī)的先例。

1.6照明燈具配套現(xiàn)狀

國內(nèi)鉆機(jī)的照明供電是220V/50Hz，而國外多是120V/60Hz，國內(nèi)外供電電壓和頻率的不同，對(duì)照明燈具選型、安裝帶來不便。但國內(nèi)大多數(shù)廠家已經(jīng)研發(fā)出寬電壓、寬頻率系列照明燈具，能同時(shí)滿足國內(nèi)外需求，配套兼容性較好。

2發(fā)展建議

1）電氣產(chǎn)品積極開展國際認(rèn)證，讓產(chǎn)品首先拿到出國的通行證。防爆產(chǎn)品各個(gè)地區(qū)及用戶的認(rèn)知有區(qū)別，認(rèn)證有好多種，要實(shí)現(xiàn)通用必須走認(rèn)證國際化的道路。不僅要取得國內(nèi)的防爆認(rèn)證，也要取得IECEx、ATEX、UL等的國外防爆證，不能因?yàn)橘M(fèi)用高、程序繁瑣而不去做，等到產(chǎn)品要出口時(shí)再開始認(rèn)證則為時(shí)已晚。2）采用國際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范生產(chǎn)、檢驗(yàn)、試驗(yàn)等環(huán)節(jié)。產(chǎn)品要有很好的認(rèn)知度，企業(yè)生產(chǎn)必須走標(biāo)準(zhǔn)化路線，并且積極采納國際標(biāo)準(zhǔn)，從原材料采購到成品產(chǎn)出、試驗(yàn)各環(huán)節(jié)執(zhí)行規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，再加上嚴(yán)格監(jiān)督檢驗(yàn)體系，以此全面提升產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。3）通過技術(shù)創(chuàng)新提高產(chǎn)品競爭力。變頻器、發(fā)電機(jī)組、低壓電器、電動(dòng)機(jī)等，與國外產(chǎn)品相比，不管是新技術(shù)應(yīng)用、制造工藝還是試驗(yàn)測試手段還有一定的差距。2015年國家的《推動(dòng)共建絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動(dòng)》和《中國制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略，為電氣設(shè)備制造發(fā)展提供了新的契機(jī)，各企業(yè)應(yīng)該緊抓機(jī)遇，加大技術(shù)創(chuàng)新投入，唯有研發(fā)出性能可靠、品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品，才能避免受制于人。4）主動(dòng)接近前沿先進(jìn)技術(shù)，促進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)升級(jí)。專注于鉆機(jī)電氣設(shè)備配套的企業(yè)應(yīng)該多參加石油、天然氣、海洋等相關(guān)展會(huì)，了解國外同行的先進(jìn)技術(shù)，借鑒先進(jìn)的制造、工藝技術(shù)，取長補(bǔ)短；對(duì)變頻器、柴油發(fā)電機(jī)組等已有的產(chǎn)品，除了不斷完善功能、提高性能，還要加快工業(yè)性試驗(yàn)及推廣應(yīng)用力度。

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作者：王飛 李慶福 張彥偉 范磊 邱立波 冉洋 秦弈涵 康寧 單位：寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司