前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了出口石油鉆機電氣設(shè)備配套現(xiàn)狀及建議范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。
摘要:對出口石油鉆機電氣設(shè)備配套現(xiàn)狀和國產(chǎn)設(shè)備配套率低的問題進行了分析,為提高石油鉆機國產(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;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”字號裝備走出國門,把中國制造的先進技術(shù)、卓越品質(zhì)帶到了世界的各個角落,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)蘇勢頭強勁,越來越多的鉆機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行鉆井作業(yè)。但是由于作業(yè)地法律法規(guī)、甲方遵循標準與國標的差異及用戶對國產(chǎn)品牌的認知度等因素,往往出口鉆機的電氣設(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。在當前中美貿(mào)易摩擦的大背景下,充分了解出口鉆機電氣設(shè)備配套的特殊性,提高鉆機國產(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配套的變頻器被ABB和SIEMENS兩個品牌壟斷。盡管國內(nèi)一些企業(yè)在早些年已經(jīng)研發(fā)出石油鉆機專用變頻器,進行了一些工業(yè)性試驗,在陸地鉆機和海洋平臺也有了應(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)用戶對國產(chǎn)變頻器的信心不足,國外客戶對國產(chǎn)變頻器認知不夠。由于變頻器的費用能占到鉆機電控系統(tǒng)費用的大半,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)場所存在危險氣體,有些區(qū)域?qū)儆谖kU區(qū)域,所以位于危險區(qū)域內(nèi)的電氣設(shè)備都必須是防爆的。
1.2.1鉆機配套的防爆電氣設(shè)備的分類根據(jù)使用類型,將鉆機配套的防爆設(shè)備進行分類,如表1所示。
1.2.2防爆認證要求現(xiàn)狀在國內(nèi)作業(yè)的鉆機,對電氣設(shè)備的防爆要求僅限于國內(nèi)防爆機構(gòu)認證,即設(shè)備取得國內(nèi)防爆機構(gòu)的認證證書。目前國內(nèi)有國家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、石油和化學工業(yè)電氣產(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心、機械工業(yè)低壓防爆電器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心、國家級儀器儀表防爆安全監(jiān)督檢驗站等幾家機構(gòu)具有防爆電氣產(chǎn)品認證資質(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)也是認可這幾家機構(gòu)的防爆證書。鉆機配套的防爆電氣設(shè)備的防爆證書也都是出自以上幾家認證機構(gòu)。然而,由于我國防爆標準GB3836系列與國際電工委員會IEC60079系列、API(美國石油學會)防爆標準的差異性及國外機構(gòu)或個人對國內(nèi)防爆標準、認證體系認識不夠,國外某些地區(qū)對電氣設(shè)備的國內(nèi)防爆證書不予認可。因此,出口到這些地區(qū)的鉆機配套的防爆電氣產(chǎn)品往往被要求要具有IECEx(國際電工委員會防爆電氣產(chǎn)品認證)、ATEX(歐盟防爆電氣產(chǎn)品認證)等國外認證。針對鉆機電氣設(shè)備來說,目前鉆井主電動機國內(nèi)廠商還沒有IECEx或ATEX認證,輔助小電動機、低壓電氣類的控制柜、輔材類的插接件、格蘭及燈具國內(nèi)一些廠商有認證,而攝像頭、對講機、有害氣體探測器等一些產(chǎn)品國內(nèi)廠商還沒有國際認證。沒有上述兩種認證的產(chǎn)品,鉆機需要配套,只能采購國外品牌的產(chǎn)品,這樣會使鉆機整體成本增加很多,交貨期變長。
1.3輔助小電動機配套現(xiàn)狀
一套7000m鉆機配套的普通三相異步電動機接近百臺,其中固控泥漿循環(huán)系統(tǒng)最多。對于出國或出口鉆機來說,輔助小電動機除了本文1.2.2節(jié)要求的國外防爆認證外,還有一個重要的指標就是能效等級。國際上,歐盟在1999年制定了電動機能效標準(EU-CMPE),將電動機的能效分為EFF1(高效能電動機)、EFF2(效能改善電動機)、EFF3(低效能電動機)三級。IEC(國際電工委員會)在2008年也頒布了電動機能效分級標準IEC60034-30《Rotatingelectricalmachines-Part30:Efficiencyclassesofsingle-speed,three-phase,cageinductionmotors(IEcode)》,將電動機能效等級分為四級: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(高效能電動機)、EFF2(效能改善電動機)能效等級標準,制定并了GB18613《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》標準,將電動機能效等級由高到低分為1級、2級、3級,此標準現(xiàn)用的是2012年的升級版本。由于各國能效等級標準定義的差異性,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機能效限定值及能效等級》要求,自2016年9月1日開始,7.5~375.0kW的電動機能效等級應(yīng)該達到2級,2017年9月1日開始,7.5kW以下的電動機能效等級應(yīng)該達到2級。近兩年出口或出國鉆機明確要求普通三相異步電動機能效要滿足IE3要求,即國標要求的2級能效。電動機能效國標與IEC標準對比關(guān)系如表2所示。目前國內(nèi)已經(jīng)有了比較完善的電動機能效認證體系,取得能效認證的電動機本體會粘貼能效標志,用手機掃描能效標志上還有二維碼,,電動機的相關(guān)信息一目了然。圖1是江蘇錫安達防爆股份有限公司生產(chǎn)的一款11kW電動機的2級能效標志及用手機掃描二維碼后顯示的電動機信息。此外,對于輔助小電動機來說,溫度和防護等級也是比較關(guān)鍵的參數(shù)。常規(guī)國內(nèi)鉆機配套的異步電動機工作環(huán)境溫度最高是40℃,防護等級是IP55。出口到中東地區(qū)的要求是高溫55℃,濕度大的地區(qū)防護等級還要更高。俄羅斯等寒冷地區(qū)的鉆機,低溫要求是-45℃,存儲溫度要達到-60℃。這些要求對電動機的制造工藝提出了嚴格要求,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,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,客戶不認可這種電纜。他們認為中東地區(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,他們更傾向于鉆機電氣設(shè)備配套海工電纜,有時會直接要求鉆機配套的電纜滿足IEEE1580(IEEERecommendedPracticeforMarineCableUseonShipboardandFixedorFloatingFacilities)標準。IEEE1580作為海工電纜的權(quán)威標準,深受各大船級社推崇,對電纜的技術(shù)要求很高,對電纜的柔軟性、耐高溫及低溫性能、耐氣候老化性能、耐油及高力學強度性能、無鹵電纜護套性能、試驗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準,諸如ABS(美國船級社)、CSA(加拿大標準協(xié)會)、AWG(美國線規(guī))、NEMA(美國國家電氣制造商協(xié)會)、UL(保險商實驗室)等。而國內(nèi)生產(chǎn)的電纜即便是專用海工電纜,執(zhí)行的國外標準也不多,而且電纜的檢驗、試驗手段單一,不能提供更多的權(quán)威性測試報告,很難達到用戶要求。鉆機上電纜用量較大,如果配套國外品牌,對鉆機成套方來說,同樣要面臨成本高和交貨期長等問題。
1.5柴油發(fā)電機組配套現(xiàn)狀
為鉆機提供動力的柴油發(fā)電機組也是鉆機的關(guān)鍵設(shè)備。目前出口鉆機配套的柴油發(fā)電機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)能被認可。但是在配套鉆機時得注意鉆機作業(yè)地的環(huán)境溫度和當?shù)胤蓪ε欧诺囊蟆C組有50℃和55℃、無排放認證和有排放認證之分,根據(jù)實際情況,選擇不同型號的機組。據(jù)了解,國產(chǎn)的柴油發(fā)電機組目前還沒有配套出口或出國鉆機的先例。
1.6照明燈具配套現(xiàn)狀
國內(nèi)鉆機的照明供電是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)品積極開展國際認證,讓產(chǎn)品首先拿到出國的通行證。防爆產(chǎn)品各個地區(qū)及用戶的認知有區(qū)別,認證有好多種,要實現(xiàn)通用必須走認證國際化的道路。不僅要取得國內(nèi)的防爆認證,也要取得IECEx、ATEX、UL等的國外防爆證,不能因為費用高、程序繁瑣而不去做,等到產(chǎn)品要出口時再開始認證則為時已晚。2)采用國際標準,規(guī)范生產(chǎn)、檢驗、試驗等環(huán)節(jié)。產(chǎn)品要有很好的認知度,企業(yè)生產(chǎn)必須走標準化路線,并且積極采納國際標準,從原材料采購到成品產(chǎn)出、試驗各環(huán)節(jié)執(zhí)行規(guī)范的標準,再加上嚴格監(jiān)督檢驗體系,以此全面提升產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)標準。3)通過技術(shù)創(chuàng)新提高產(chǎn)品競爭力。變頻器、發(fā)電機組、低壓電器、電動機等,與國外產(chǎn)品相比,不管是新技術(shù)應(yīng)用、制造工藝還是試驗測試手段還有一定的差距。2015年國家的《推動共建絲綢之路經(jīng)濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》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,各企業(yè)應(yīng)該緊抓機遇,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)主動接近前沿先進技術(shù),促進產(chǎn)品技術(shù)升級。專注于鉆機電氣設(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,了解國外同行的先進技術(shù),借鑒先進的制造、工藝技術(shù),取長補短;對變頻器、柴油發(fā)電機組等已有的產(chǎn)品,除了不斷完善功能、提高性能,還要加快工業(yè)性試驗及推廣應(yīng)用力度。
[參考文獻]
[1]黃堅.三相異步電動機的能效分級[J].電機與控制技術(shù),2018,45(1):1-6,29.
[2]于勝栓,齊立娟,蔣國光,等.關(guān)于電動機能效等級選擇的探討[J].化工設(shè)備與管道,2011(12):56-59.
[3]葉德住,何穎,湯紹釗,等.出口沙特電機產(chǎn)品能效技術(shù)壁壘及應(yīng)對措施的研究[J].寧德師范學院學報(自然科學版),2017(9):231-234.
[4]中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級:GB18613-2012[S].
[5]李永江,陸云春.海洋工程用電纜標準NEK606和IEEE1580比較分析[J].電線電纜,2009(6):15-17.
6]龍青薇.歐盟“雙綠”指令對我國機電產(chǎn)品出口的影響及對策研究[D].廣州:暨南大學,2008.
[7]劉德田,郭培彬,耿明金.500kW/380V國產(chǎn)鉆機專用變頻器的研制與應(yīng)用[J].石油機械,2005,33(12):29-30,33.
[8]徐建東,李長偉,郝明,等.國產(chǎn)中壓變頻器在海洋石油平臺的應(yīng)用[J].中國修船,2018,31(3):42-46.
[9]尹華,劉咪咪.我國對“一帶一路”國家電氣裝備制造產(chǎn)品出口潛力與出口效率研究[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟,2019(8):3-9.
作者:王飛 李慶福 張彥偉 范磊 邱立波 冉洋 秦弈涵 康寧 單位:寶雞石油機械有限責任公司