田蕊

[摘 ? ?要]發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)意義重大，已經(jīng)成為把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新機(jī)遇的戰(zhàn)略選擇。“數(shù)字化”這個概念在海洋石油領(lǐng)域推行了十余年，已經(jīng)有了很不錯的成績。大力發(fā)展海洋石油數(shù)字化是這個時代發(fā)展的必然，極大地提高了生產(chǎn)效率的同時也降低在數(shù)據(jù)應(yīng)用過程中產(chǎn)生的成本，起到了“降本增效”的作用，從而能夠切實(shí)地實(shí)現(xiàn)“油田設(shè)施設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理”，也是從根本上實(shí)現(xiàn)油田資產(chǎn)精細(xì)化管理的必由之路。文章由海洋石油數(shù)字化現(xiàn)狀、需求和前景入手，淺析機(jī)械設(shè)備在海洋石油數(shù)字化中的管理和應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]海洋石油;數(shù)字化;機(jī)械設(shè)備;管理;應(yīng)用

[中圖分類號]TE54 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）03–0–03

Management and Application of Mechanical Equipment in Offshore Oil Digitization

Tian Rui

[Abstract]The development of digital economy is of great significance and has become a strategic choice to grasp the new opportunities of a new round of scientific and technological revolution and industrial reform. The concept of "digitization" has been implemented in the field of offshore oil for more than ten years and has achieved very good results. Vigorously developing the digitization of offshore oil is the necessity of the development of this era. It not only greatly improves the production efficiency， but also reduces the cost in the process of data application， and plays the role of "reducing cost and increasing efficiency"， so as to effectively realize the "life cycle management of oilfield facilities and equipment assets"， which is also the only way to fundamentally realize the fine management of oilfield assets. This paper introduces the current situation， demand and Prospect of offshore oil digitization， and analyzes the management and application of mechanical equipment in offshore oil digitization.

[Keywords]offshore oil; digitization; mechanical equipment; administration; application

1 海洋石油工程的數(shù)字化現(xiàn)狀、需求和前景

1.1 海洋石油工程的數(shù)字化現(xiàn)狀

海洋石油數(shù)字化是這個時代發(fā)展的必然，中國石油（中國）有限公司（以下簡稱中海油）早已在確立建設(shè)數(shù)字油田初期建立了“工程數(shù)據(jù)中心”（以下簡稱EDIS），EDIS已在中海油所屬四海分公司天津、上海、深圳、湛江安裝部署并穩(wěn)定運(yùn)行維護(hù)多年。EDIS的建設(shè)最初也是艱難的，同國際上數(shù)字化建設(shè)一樣要經(jīng)歷從艱難到容易，從低級到高級的過程。這個過程分別是數(shù)字化階段、網(wǎng)絡(luò)化階段、可視化階段、自動化階段和智能化階段，目前我國海洋石油行業(yè)仍處于數(shù)字化階段，向網(wǎng)絡(luò)化、可視化、自動化、智能化的數(shù)字化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。2021年秦皇島32-6智能油田成功建設(shè)完成，標(biāo)志著我國海洋石油領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型已經(jīng)邁上了新的臺階。

自2008年中海油全面開展數(shù)字化工作以來，截至目前四海分公司共有500多座設(shè)施完成了數(shù)字化，100多座設(shè)施正在實(shí)施數(shù)字化，設(shè)施類型主要包括海上平臺、陸地終端、水下生產(chǎn)系統(tǒng)、海管、海纜、FPSO等。幾百座設(shè)施正在服役，每座設(shè)施上更有幾十臺甚至上百臺的機(jī)械設(shè)備正在維持著設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行，那么如何細(xì)化到每1臺機(jī)械設(shè)備的精細(xì)化管理呢？如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的全生命周期管理呢？還是依靠傳統(tǒng)的紙質(zhì)文件存檔，人工查閱的方式解決？答案是否定的。大量的工程信息依然使用較為傳統(tǒng)的紙質(zhì)化管理難度巨大，且已不能適應(yīng)當(dāng)前時代的需求，數(shù)字化管理應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字化對機(jī)械設(shè)備的管理是實(shí)現(xiàn)全部精細(xì)化管理的1個縮影。

1.2 海洋石油工程的數(shù)字化需求

海洋石油的開發(fā)生產(chǎn)正在有序進(jìn)行，且保持穩(wěn)步的逐年上產(chǎn)。在這大生產(chǎn)的背后用來支撐油田資產(chǎn)精細(xì)化管理的基礎(chǔ)是什么？如何實(shí)現(xiàn)“油田設(shè)施設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理”？在老舊管理方式和新時代生產(chǎn)需求的激烈碰撞下，海洋石油工程依靠數(shù)字化建設(shè)數(shù)字油田的需求就在時代的洪流中應(yīng)運(yùn)而生。目前，一部分項(xiàng)目采用的方式是，在新建設(shè)施的同時對油田群已服役實(shí)施進(jìn)行綜合調(diào)整和適應(yīng)性改造。毋庸置疑的是，中海油已經(jīng)要求全部新建設(shè)施在工程建造階段同步開展EDIS數(shù)字化，設(shè)備設(shè)施的工程信息管理已經(jīng)形成了一套相對完備的流程。那么在新建設(shè)施的同時對油田群已服役實(shí)施進(jìn)行綜合調(diào)整和適應(yīng)性改造的工程信息管理也是同樣需求的，所以對設(shè)施從工程建造階段到生產(chǎn)運(yùn)行階段，直至設(shè)施最終壽終正寢退出服役，需要將歷次改造的工程信息全部收集起來并實(shí)現(xiàn)設(shè)施安全生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。老舊的紙文件管理已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)大環(huán)境，將設(shè)施設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化管理，且能看到每一次維修改造數(shù)據(jù)的更新和變化，這才是從根本上發(fā)揮“降本增效”的作用，實(shí)現(xiàn)“油田設(shè)施設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理”的意義所在。墾利3-2油田于2021年3月投入使用了1座無人井口保護(hù)架，投入使用了無人巡檢機(jī)器人，這同樣需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。以往在做設(shè)施改造的時候，通常采用的是檔案館查閱紙文件和出海調(diào)研相結(jié)合的方式，實(shí)施數(shù)字化以后，從系統(tǒng)中直接調(diào)用工程信息和相關(guān)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)定位，已經(jīng)改變了以往的工作方式。目前，數(shù)字化已在海洋石油的生產(chǎn)中起到了不可或缺的作用。

1.3 海洋石油工程的數(shù)字化前景

目前我國海洋石油行業(yè)仍處于數(shù)字化初期階段，還有很長的路要走，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也是一條必經(jīng)之路。國際上已有許多國家和公司大力開展數(shù)字化業(yè)務(wù)，中海油也在積極地開展海外市場的業(yè)務(wù)，拓展業(yè)務(wù)的同時也要學(xué)習(xí)和借鑒海外先進(jìn)的數(shù)字化理念和管理方式，學(xué)習(xí)和借鑒到我國的數(shù)字化技術(shù)發(fā)展中，極大意義上對我國石油行業(yè)的數(shù)字化起到一個良性發(fā)展和促進(jìn)的作用。比如，加拿大尼克森公司對工程信息在數(shù)字化管理方向的一些做法就值得同行思考和借鑒。制約數(shù)字化發(fā)展的很重要的一個因素是市場，受2016年國際油價跳水的影響，除了全力保證生產(chǎn)以外，會放緩一部分重要但不緊急的工作，數(shù)字化工作的發(fā)展就在此時受到了市場的制約，2020年突如其來的新冠疫情也或多或少地影響了數(shù)字化發(fā)展的進(jìn)程。在未來發(fā)展數(shù)字化的道路上，前景可見，但是過程不會平坦，除加快自身發(fā)展和積極學(xué)習(xí)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)外，更多的是要克服阻礙，最大限度上保證數(shù)字化的進(jìn)程。

2 機(jī)械設(shè)備在海洋石油數(shù)字化中的管理

2.1 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立

綏中36-1二期綜合調(diào)整項(xiàng)目是第1個在工程建造階段同步實(shí)施EDIS工作的新建設(shè)施項(xiàng)目，項(xiàng)目實(shí)施過程完全遵循2011版《設(shè)施信息采集規(guī)范-工程信息編碼規(guī)則》（以下簡稱規(guī)范），在規(guī)范中對設(shè)備，尤其是機(jī)械設(shè)備中的九類關(guān)鍵設(shè)備作出了明確的要求，包括設(shè)備位號的書寫格式，與之相關(guān)的關(guān)聯(lián)關(guān)系文件的種類，在工程模型中體現(xiàn)的位號書寫方式、層級和配色。2013年升版的規(guī)范中除了已有的要求外，增加了工程位號屬性表的概念，要求設(shè)備供應(yīng)商在提交設(shè)備完工文件的同時，填寫規(guī)范附件中要求參數(shù)的工程位號屬性表，按照設(shè)備大類的通用模板，此時已向設(shè)備精細(xì)化管理邁出了第1步。2015年和2017年升版的規(guī)范中去掉了工程位號屬性表，將設(shè)備供應(yīng)商求提交的方式演變?yōu)镋DIS的專業(yè)團(tuán)隊采集和質(zhì)控，也將設(shè)備大類的通用模板細(xì)化為幾十個小類，每個小類均使用獨(dú)有的模板進(jìn)行結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采集。于2019年12月30日發(fā)布，2020年4月1日起實(shí)施中國海洋石油集團(tuán)有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/HS5069—2019《海上油（氣）田工程信息數(shù)字化采集規(guī)范》（以下簡稱企標(biāo)）中，將幾十個小類的設(shè)備重新劃分為撬塊設(shè)備、子設(shè)備、子子設(shè)備等，劃分成兩百多個小類，也將每個設(shè)備的管理參數(shù)由原來的幾十個調(diào)整為兩百多個。同時也將要求設(shè)備供應(yīng)商求提交的9類關(guān)鍵設(shè)備完工文件，由原來的基本大類精準(zhǔn)定義為需要提交哪一份文件，從根本上保證了設(shè)備資料和數(shù)據(jù)的完整性。經(jīng)過幾年的努力，從無到有，從規(guī)范到企標(biāo)，機(jī)械設(shè)備尤其是九類關(guān)鍵設(shè)備，在海洋石油數(shù)字化中管理中的地位至關(guān)重要。

2.2 機(jī)械設(shè)備數(shù)字化管理方式

最開始實(shí)行的EDIS數(shù)字化項(xiàng)目，將收集到的全部工程信息錄入SPO數(shù)據(jù)庫，就機(jī)械設(shè)備而言，只能看到與之相關(guān)聯(lián)的設(shè)計文件和設(shè)備完工文件，例如圖紙、數(shù)據(jù)表、計算書等，無法通過設(shè)備位號直接查詢設(shè)備參數(shù)。鑒于此，在SPO數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上EDIS專業(yè)團(tuán)隊開發(fā)出了EDIS輕量化庫和EDIS數(shù)據(jù)中心兩個數(shù)據(jù)庫供工程建造和生產(chǎn)運(yùn)行使用，數(shù)據(jù)庫除了能實(shí)現(xiàn)SPO數(shù)據(jù)庫的功能外，將9類關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備單獨(dú)列出展示，還能將采集到的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)全部在系統(tǒng)中展示，將工程模型通過軟件轉(zhuǎn)化到可視化模型中，直接點(diǎn)擊設(shè)備位號的方式查詢相關(guān)參數(shù)，另外也能將歷次維修改造的參數(shù)生成記錄，在系統(tǒng)中查詢到，為實(shí)現(xiàn)“油田設(shè)施設(shè)備資產(chǎn)全生命周期管理”奠定了基礎(chǔ)。在以上這些數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，EDIS專業(yè)團(tuán)隊又搭建了數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理平臺，該系統(tǒng)已于2021年投入試運(yùn)行，除涵蓋上述功能外，還能實(shí)現(xiàn)通過DWG格式的物理文件生成的智能P&ID熱點(diǎn)，對機(jī)械設(shè)備的參數(shù)實(shí)現(xiàn)逆向查找，以往系統(tǒng)是通過設(shè)備位號到模型，現(xiàn)在已經(jīng)升級為能通過模型到設(shè)備位號，優(yōu)化了用戶體驗(yàn)的同時也在機(jī)械大設(shè)備的管理上有了質(zhì)的飛躍。按照企標(biāo)細(xì)化的設(shè)備類別，在數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理平臺中逐一展示。目前系統(tǒng)正在試運(yùn)行階段，更多的功能等待正式上線后去體驗(yàn)和發(fā)掘。

3 機(jī)械設(shè)備在海洋石油數(shù)字化中的應(yīng)用

3.1 工程建造階段的應(yīng)用

工程項(xiàng)目在工程建造階段，主要是涉及各階段設(shè)計文件、工程模型和設(shè)備供應(yīng)商的管理應(yīng)用。在這一階段，EDIS的數(shù)據(jù)質(zhì)控工作組就起到了舉足輕重的作用。對各階段設(shè)計文件、工程模型和設(shè)備供應(yīng)商進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)控，主要工作是保證以上文件滿足規(guī)范和企標(biāo)的要求，成功錄入數(shù)據(jù)庫，機(jī)械設(shè)備的設(shè)備位號是所有質(zhì)控中必須要保證的也是最終要的工作，必須滿足正確性和唯一性的要求，也必須實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確，為后續(xù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)內(nèi)生成錄入關(guān)聯(lián)關(guān)系打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。設(shè)備供應(yīng)商的管理，也是項(xiàng)目實(shí)施過程中比較困難的部分，因?yàn)楣?yīng)商對規(guī)范和企標(biāo)的理解不同，更有一些國外的供應(yīng)商還要跨過語言的障礙，每一個設(shè)備供應(yīng)商都需要逐一宣貫，并質(zhì)控文件要求完全達(dá)到采集要求，工程模型的提交更關(guān)注機(jī)械設(shè)備的設(shè)備位號，層級和配色的要求，后續(xù)系統(tǒng)呈現(xiàn)時候這部分的邏輯關(guān)系，須在這一部分質(zhì)控。在采集到滿足要求的全部文件之后，EDIS的數(shù)據(jù)采集工作組會將規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)采集完成，并將9類關(guān)鍵設(shè)備單獨(dú)列出，已滿足數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的顯示要求。工程建造階段的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用更偏向于數(shù)據(jù)質(zhì)控和數(shù)據(jù)采集，目的也能更好地為生產(chǎn)運(yùn)行階段服務(wù)。

3.2 生產(chǎn)運(yùn)行階段的應(yīng)用

工程項(xiàng)目工程建造完成后的時間節(jié)點(diǎn)被稱之為“機(jī)械完工”，使用了機(jī)械兩個字，同時可見機(jī)械設(shè)備在海洋石油生產(chǎn)中的重要性。設(shè)施在機(jī)械完工之后經(jīng)過設(shè)備調(diào)試、投產(chǎn)，完成工程建造階段向生產(chǎn)運(yùn)行的正式移交之后，標(biāo)志著設(shè)施開始服役進(jìn)入生產(chǎn)運(yùn)行階段。那么將工程建造階段產(chǎn)生的靜態(tài)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)運(yùn)行階段歷次維修改造的數(shù)據(jù)完成時間上的串聯(lián)和數(shù)據(jù)調(diào)用，就是目前該階段數(shù)據(jù)應(yīng)用的主要目的。

（1）在企標(biāo)發(fā)布之后，要求設(shè)備供應(yīng)商按照采集要求移交9類主要關(guān)鍵設(shè)備的全部完工文件，精準(zhǔn)到提交哪一份，并按照企標(biāo)的要求規(guī)范命名和整理，錄入數(shù)據(jù)庫，在生產(chǎn)運(yùn)行的過程中機(jī)械師可以在系統(tǒng)中檢索并直接調(diào)用文件，精準(zhǔn)定位。減少了保存紙質(zhì)文件的風(fēng)險，避免查找的冗繁，同時降低錯誤率的發(fā)生。

（2）在企標(biāo)發(fā)布之后，細(xì)化了機(jī)械設(shè)備的種類和相關(guān)參數(shù)，明確了撬塊設(shè)備、子設(shè)備、子子設(shè)備的關(guān)系，克服了系統(tǒng)開發(fā)中只能表達(dá)點(diǎn)與點(diǎn)之間關(guān)聯(lián)的問題，使得效果最終得以呈現(xiàn)。在生產(chǎn)運(yùn)行的過程中，機(jī)械師除可以在系統(tǒng)中檢索設(shè)備位號并直接調(diào)用設(shè)備參數(shù)外，還能在瀏覽模型的同時直接正向查詢設(shè)備的全部參數(shù)，更能在瀏覽設(shè)計文件的同時通過系統(tǒng)自動生成的熱點(diǎn)逆向查找模型及相關(guān)參數(shù)。正向和逆向的查找是通過三代系統(tǒng)的升級開發(fā)實(shí)現(xiàn)的交互效果，目前的應(yīng)用效果已經(jīng)得到了多方的好評，且正在進(jìn)一步論證中。

3.3 同類型項(xiàng)目的應(yīng)用和發(fā)展

綏中36-1二期綜合調(diào)整項(xiàng)目是第1個在工程建造階段同步實(shí)施EDIS工作的新建設(shè)施項(xiàng)目，新建設(shè)施EDIS項(xiàng)目隨工程建造項(xiàng)目同步實(shí)施，大概兩年1個運(yùn)行周期。目前，同類型項(xiàng)目已經(jīng)完工的例如秦皇島33-1南油田I期開發(fā)項(xiàng)目、墾利3-2油田擴(kuò)建項(xiàng)目、旅大21-2旅大16-3油田區(qū)域開發(fā)項(xiàng)目和錦州25-1油田6/11井區(qū)開發(fā)項(xiàng)目，正在實(shí)施的例如渤中19-6凝析氣田試驗(yàn)區(qū)開發(fā)項(xiàng)目、曹妃甸6-4油田開發(fā)項(xiàng)目、墾利6-1油田10-1N區(qū)塊開發(fā)項(xiàng)目和墾利16-1油田開發(fā)項(xiàng)目。在項(xiàng)目實(shí)施的過程中，必然會經(jīng)歷一些從無到有，從陌生到熟悉的過程，同樣會經(jīng)歷一些從未有過的問題和挑戰(zhàn)。處理問題的過程，迎接挑戰(zhàn)的洗禮，就是項(xiàng)目實(shí)施過程中最寶貴的經(jīng)驗(yàn)財富，同樣會應(yīng)用到下一個同類項(xiàng)目的實(shí)施過程中去。也同樣會有與在行規(guī)范發(fā)生的沖突，這類沖突會促使項(xiàng)目的發(fā)展，也在加速規(guī)范到企標(biāo)的發(fā)展，所有的發(fā)展和變革都是在處理問題和解決沖突的過程中實(shí)現(xiàn)的。從第1個新建設(shè)施EDIS項(xiàng)目的實(shí)施，到現(xiàn)在二三十個同類型的項(xiàng)目并行，項(xiàng)目已趨向于平穩(wěn)的方式運(yùn)行，并正在向更加良性的方向發(fā)展。

4 結(jié)束語

海洋石油數(shù)字化技術(shù)每天都在發(fā)生著翻天覆地的變革，在自身發(fā)展的同時，更多的是為海洋石油的工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行服務(wù)。對海洋石油數(shù)字化技術(shù)來說，是機(jī)遇同樣也是挑戰(zhàn)。加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程以適應(yīng)高速發(fā)展，同時培養(yǎng)和吸收更多的利于數(shù)字化發(fā)展的復(fù)合型人才，學(xué)習(xí)和引進(jìn)更多先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)以及革新理念，更多地投入到未來的數(shù)字化發(fā)展之中去。

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