跨階段集成的非API石油專用管認證體系構建研究*

馮 春，劉 震，朱麗娟，謝軍太，高建民，楊尚瑜，徐 婷，韓禮紅

(1.中國石油集團石油管工程技術研究院 陜西 西安 710077； 2.西安交通大學 中國西部質量科學與技術研究院 陜西 西安 710049)

0 引 言

隨著產品和技術流程的擴展，來自不同廠家的各種型號的產品越來越多，采購方的意識和對質量的需求也隨著時間的推移而提高。因此，向采購方科學地傳遞質量信號已成為一大挑戰[1]。解決這個問題的一個實際解決方案是進行認證。該認證可以定義為一個過程，通過一些標簽系統，由國家認可的有資質的第三方機構獨立發布產品的一個不可觀察的質量水平，從而指導采購者選購滿意的商品[2-3]。

石油專用管(OCTG，又稱油井管)作為能源化工領域的重要生產耗材，其用量大、費用高，更重要的是其生產質量和服役質量決定了油田的生產效益，對石油工業的發展關系重大。過去我國石油專用管一直依賴進口，在訂貨和檢驗中，主要以美國石油學會(API)標準為依據[4]。在國內石油專用管制造廠家不斷發展的背景下，API認證也逐漸成為石油專用管制造商取得行業認可的極為重要的一環。但隨著石油專用管服役條件日益復雜和嚴酷，井深增加，井內溫度、壓力相應提高，以及近年來發展的新型鉆井技術對石油專用管材料結構要求的增加，僅符合API標準的石油專用管認證體系已逐漸不適用于現在高質量需求的石油專用管供求體系。因此，針對非API石油專用管的認證體系目前存在較大空白，非API石油專用管標準認證體系的提升與完善將有效改善這一狀況。

此外，目前針對石油專用管的質量認證主要集中在產品出廠的質量認證，但決定石油專用管產品服役安全可靠性、穩定性和經濟效益的除出廠產品質量外也包括石油專用管的服役質量。因此，面向全過程的集成產品質量監管認證是保障石油專用管產品生產質量高、服役性能穩定的重要手段。

針對目前石油專用管產品配套的跨階段監測監理機構、施工方能力認證的體系技術缺失，造成大量檢測、監測數據的使用性差、施工質量低等問題，本文通過整合已有的相關技術資源，采用德爾菲法構建了質量認證體系，形成了包含石油專用管入井前質量分級認證、駐場監造機構認證、質量抽檢機構認證、管柱監測監控能力認證、現場施工機構認證和服役風險管控認證的跨階段服役質量管控認證體系，為石油專用管跨階段產品質量管控提供了重要依據。

德爾菲法(Delphi Method)是在20世紀40年代由赫爾姆和達爾克首創[5]。該方法屬于專家集體評價法，即專家以匿名的方式對調查者所提的問題發表意見，通過多輪次調查專家對問卷所提問題的看法，經過反復地征詢、匯總、修改，使專家小組的預測意見趨于集中，最終獲得具有統計學意義的結果，從而做出科學、公正、合理的結論，是一種利用專家的集體智慧來確定各因素在評判問題或決策問題中的重要程度系數的有效方法之一[6-7]。該方法具有較高的代表性和可靠性，被廣泛地運用于各種評價指標體系的確定過程中。下文將詳細介紹使用德爾菲法構建石油專用管跨階段服役質量管控認證體系的過程和結果分析。

1 實施流程

根據德爾菲法確定的非API石油管認證體系流程如圖1所示。

圖1 非API石油管認證體系流程

1.1 成立研究小組并選擇咨詢專家

研究小組由6人組成，其中石油專用管科研院所高級工程師2人、高校教師1人及碩士生3人。本研究確定3個層面的專家共15人左右。其中石油專用管生產人員，石油專用管專家學者，油田石油專用管相關工作人員各5人，要求有石油領域的綜合學科知識、豐富的工作或研究經驗，具有敏銳的學術判斷力和職業道德。

1.2 編制調查問卷

在文獻回顧、專家訪談的基礎上初步形成第一輪專家咨詢問卷。調查問卷共分為三部分：專家的基本信息，問卷正文(指標重要程度和專家修改建議)以及專家對該問題的熟悉程度和專家進行判斷的主要依據。指標重要程度依據Likert評分方法賦予分值，很重要～不重要，分別為5～1分[8]。專家對各指標的熟悉程度分為5個等級(不熟悉、不太熟悉、一般、較熟悉、很熟悉)。問卷以微信問卷星的方式進行發放及回收。第1輪問卷回收后，對滿足重要性賦值均數≥4且變異系數≤0.25的指標予以保留，并結合專家意見及課題小組討論結果，對原指標進行刪除、修改、合并及增加新指標，整理完成后，將第2輪專家咨詢表發給專家[9]。第2輪問卷全部收回后，再次對咨詢結果進行整理和分析，專家意見基本一致，結束咨詢。

1.3 統計學方法

用Excel2016和SPSS22.0建立數據庫進行結果處理與分析，以問卷回收率(%)反映專家的積極性，以權威系數判斷專家的權威程度，專家意見協調程度用各指標評價結果的變異系數(Vj)表示。變異系數表示專家對指標相對重要性的波動程度，越小專家意見的協調程度則越高。研究指標的篩選以同時滿足重要性賦值均數>3.50和變異系數<0.25兩項指標為標準，同時結合專家意見，經研究小組集體評議進行指標篩選。

2 統計結果

兩輪咨詢的問卷回收率均為100%。專家的權威程度通過專家對指標作出判斷的依據和專家對指標熟悉程度來反映，兩輪咨詢的專家平均權威程度分別為0.89和0.91。

專家意見及其集中程度用重要性賦值均數和變異系數來表示。均數越大說明指標越重要，標準差越大表示專家意見差異性越大。兩輪調查后，統計結果見表1。

表1 兩輪評價后的認證指標重要性賦值均值和變異系數

3 討 論

3.1 專家代表性和預測的可靠性

本研究在項目前期研究基礎上運用德爾菲法，研究結果具有科學性。選擇專家是運用德爾菲法進行研究成敗的關鍵因素。研究中我們充分考慮了專家的專業代表性、學術權威性專家的平均權威系數、協調系數及一致性均比較高，因此，本研究專家的代表性和預測性較好。

一般認為函詢問卷有效回收率在70%以上說明專家積極性高[10]，本研究2輪問卷有效回收率均為100%，專家積極性高。專家權威程度越高，指標可靠性越大，一般認為Cr>0.8表示權威程度較高[11]，本研究第2輪專家的Cr分別為0.89和0.91，專家權威程度高，研究結果可靠。

3.2 認證體系分析

非API石油專用管的服役狀態是一個多因素影響和多場耦合的結果，故全過程的集成產品質量監管認證需要覆蓋入井前的質量分級評價、駐廠監造、質量抽檢，下井施工時的施工機構認證，以及服役期間的管柱監測監控能力和服役風險管控的認證。在整合完善油田現場相關無損檢測、螺紋計量、供應商認證技術等基礎上，通過德爾菲法構建的跨階段集成產品質量管控認證體系能較好的滿足非API石油專用管全過程質量管控的需要。

認證體系中的各指標及其權重相對大小如圖2所示，從圖2中可以看出入井前質量分級認證和質量抽檢機構認證相關的認證指標權重普遍較大，究其原因可能是因為這兩項認證過程是直接面向石油專用管的產品質量的，也是傳統石油專用管質量認證的主要環節?，F場施工機構認證和駐廠監造機構認證權重相對較低，其中機構及相關人員的資質認證依然被較為重視。服役風險管控認證和管柱檢測監控能力認證由于目前并沒有相關標準或先例可依，其權重統計結果不及傳統產品質量認證環節，但也具有相當的重視度，作為產品服役階段的主要認證要求，其在跨階段服役質量管控認證體系中也具有相當的重要性。

圖2 認證體系指標權重雷達圖

3.2.1 入井前質量分級認證

非API石油專用管入井前的質量分級水平決定了產品的基本使用性能，其中產品的機械性能如抗拉強度、屈服極限、伸長率等指標需達到要求，否則石油專用管工作時會提前發生性能降低甚至根本無法完成任務的狀況，影響油田的正常生產。而面對井下H2S、CO2和Cl-的強腐蝕環境，產品的耐腐蝕性能也顯得尤為重要，腐蝕速率過快也會導致產品的使用壽命顯著減少[12]。材料的加工工藝不當會產生殘余應力或其他缺陷，也會導致材料性能不合格。此外石油專用管的螺紋性能不合格，如螺紋錐度和螺距超出極限偏差、內外螺紋齒形角度不同等尺寸不精確的問題也會導致螺紋上緊過程中的應力不均，從而導致粘扣等現象，致使產品失效，可見螺紋性能也會在一定程度上影響石油專用管的使用性能[13]。

3.2.2 駐廠監造機構認證

駐廠監造是石油管材采購中一項重要的產品質量控制方式[14]。監造服務質量的優劣會影響到石油管材的實物質量、供貨進度以及供貨方、委托方(業主)、施工方的溝通協調。在選擇監造服務的機構時，應首先考慮監造單位的資質以及監理人員的個人資質和人員專業結構，單位資質可以在一定程度上反映業務水平，而個人能力、責任心、職業道德等更是做好監造工作的基礎。監造單位的監造模式和管理體系是否滿足國家標準、體系文件和質量手冊是否規范都將影響駐廠監造的水準[15]。建造單位的設備擁有情況和先進性也需要達到監造要求，以保證檢測結果滿足精度要求。此外監造單位的歷史業績也是評價駐廠監造機構業務能力的一個重要參考。

3.2.3 質量抽檢機構認證

第三方質量抽檢對保障石油專用管的穩定服役、減少事故發生具有重要意義。與駐廠監造相同，機構和相關人員的資質認證是質量抽檢單位良好發展業務的基礎。在選取抽樣標準時，應充分考慮產品的生產流程、供貨方式與抽檢目的。同時，抽檢方案設計的合理性、抽檢結果處理的科學性以及抽檢設備的先進性也會在一定程度上影響質量抽檢的效果。

3.2.4 管柱監測監控能力認證

監控是指通過使用相關儀器，按照預定的檢測頻率對正在服役井內的油井管柱進行觀測，以確保油氣井的運行參數(即壓力、溫度、流量)保持在其運行范圍以內的行為。油田公司或者鉆井承包商應根據油氣井屏障被破壞后的風險和后果及其做出反應的能力，確定進行監控和檢測的頻率，并形成相關文件。監測項目主要涉及到測井、腐蝕監測、損傷監測、結構完整性監測和環空壓力監測。

3.2.5 現場施工機構認證

針對現場施工機構的認證內容主要包括：1)機構的現場施工責任保障制度。良好的責任制度可以使各部門生產協調、各司其職。2)定期的設備檢查與維護。石油完井設備是影響石油管是否安裝準確及時的主要因素，因此加強設備維護更新對提高石油專用管服役質量和生產效益有著積極意義。3)施工進度控制。施工機構必須嚴格按照合同約定，制定詳細計劃，從而保障工程的進度。4)施工技術管理和人員培訓。合理的施工技術管理以及高水平的施工人員也是提高管理和生產效率的重要保障。

3.2.6 服役風險管控認證

服役風險管控是根據服役風險評定的結果確定風服役風險控制措施的決策過程，以及風險控制措施的實施和實施效果的監測，從而實現對識別到的危險部位、風險因素進行預防性的維護。服役風險管控的認證主要包括風險管控制度的合理性、服役環境因素、裝備工作運行的狀態、風險評估技術的先進性以及風險管控的執行力和實時性。

4 結束語

針對非API石油專用管跨階段集成質量管控認證體系缺失的問題，在石油管失效分析、企業調研以及現有的研究成果基礎上，使用德爾菲法構建了非API石油專用管跨階段集成質量管控認證體系，為非API石油專用管的質量管控提供了參考。由于諸多主觀或客觀的條件的限制，本認證指標體系的研究尚存在許多不完善的地方，許多問題值得進一步地探討和研究。在質量管理體系實踐過程中，需要通過不斷完善體系中的不足，保持體系持續改進，進一步提高對非API石油專用管質量管控水平，從而降低質量成本損失，提升生產效益。