馮然

（大慶油田第一采油廠，黑龍江 大慶 163000）

近年來，由于石油資源需求量越來越大，各個(gè)油田生產(chǎn)規(guī)模急劇增加，傳統(tǒng)的管理模式已無法適應(yīng)油田開發(fā)的需要，因此必須進(jìn)行創(chuàng)新和改革才能提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。信息時(shí)代的到來，使得很多油田利用現(xiàn)代信息技術(shù)，打造了數(shù)字油田。數(shù)字化技術(shù)為油田的高效開發(fā)提供了強(qiáng)有力支持，同時(shí)也促進(jìn)了企業(yè)管理信息化水平提升。在數(shù)字化油田趨勢(shì)下，生產(chǎn)模式以及運(yùn)營模式都得到了有效提升，油田生產(chǎn)也逐步由粗放型向精細(xì)化轉(zhuǎn)變。同時(shí)，在數(shù)字油田建設(shè)過程中，要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)設(shè)備的管理，增加設(shè)備運(yùn)維、檢測(cè)等方面的投資。

1 數(shù)字油田儀表的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 具有節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)

相關(guān)設(shè)備可以自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制油井中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及其他參數(shù)。數(shù)字油田一般都裝備有多種裝置，這些技術(shù)很多都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，在提高工作效率和降低能耗方面起到很大作用。油田作業(yè)可以采用這樣的裝置。目前，油田企業(yè)大多采用自動(dòng)化儀表來控制油井生產(chǎn)過程，以達(dá)到節(jié)能降耗之目的，極大地降低了能源的無謂消耗，滿足了節(jié)能環(huán)保的要求。目前，我國大多數(shù)油田都安裝有自動(dòng)儀表，通過計(jì)算機(jī)對(duì)井下各種參數(shù)實(shí)施自動(dòng)控制，使整個(gè)油井處于一種受控狀態(tài)，從而保證油井產(chǎn)量穩(wěn)定。自動(dòng)化儀表在油田作業(yè)中，主要承擔(dān)監(jiān)測(cè)和控制任務(wù)，相對(duì)傳統(tǒng)人工監(jiān)控而言，自動(dòng)化儀表的監(jiān)控效率高，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)控、監(jiān)控精度高。同時(shí)，自動(dòng)化設(shè)備還可以自動(dòng)調(diào)節(jié)油井壓力和溫度等參數(shù)，使其更加適合石油開采需求，提高采油效率。

1.2 可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全自動(dòng)管理

對(duì)數(shù)字化油田自動(dòng)化設(shè)備而言，可利用計(jì)算機(jī)程序綜合管理該裝置。同時(shí)，采用集中控制系統(tǒng)，將整個(gè)系統(tǒng)分成若干個(gè)獨(dú)立模塊，由計(jì)算機(jī)完成所有工作任務(wù)。油田中的中央集成板采用構(gòu)建數(shù)據(jù)模型的方式進(jìn)行集中控制，采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)來取代傳統(tǒng)的手動(dòng)操作，并將現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)文件形式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中。每個(gè)區(qū)域都有一個(gè)控制中心，中心與各個(gè)工作站連接，各工作站之間相互通信，并可以進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問。通過自動(dòng)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類裝置的監(jiān)測(cè)和控制，自動(dòng)化系統(tǒng)中智能模塊能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行使用過程中存在的各類問題，經(jīng)專業(yè)人員迅速辦理，減少了故障及各類問題的發(fā)生。技術(shù)人員采用先進(jìn)技術(shù)將設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)端服務(wù)器。另外，在裝置的自動(dòng)監(jiān)控方面，監(jiān)測(cè)的方向及參數(shù)可人為調(diào)節(jié)，結(jié)合實(shí)際需求，選擇適當(dāng)監(jiān)控方式，提高管理便捷性。

2 數(shù)字油田儀表運(yùn)維與檢測(cè)的思路

2.1 優(yōu)化儀表運(yùn)維流程

在數(shù)字油田中，設(shè)備運(yùn)維顯得格外重要，將這些新技術(shù)引入數(shù)字化油田儀器設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)的人工操作向自動(dòng)化、信息化操作轉(zhuǎn)變，最終達(dá)到降低勞動(dòng)強(qiáng)度。為了保證設(shè)備運(yùn)維工作有效進(jìn)行，專業(yè)技術(shù)人員對(duì)油田幾年來設(shè)備集中監(jiān)控及運(yùn)維工作進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，總體工作量及工作量的劃分也作了相應(yīng)的完善。通過信息化手段將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息上傳至地面數(shù)據(jù)中心，形成了數(shù)字化運(yùn)維管理平臺(tái)。數(shù)字化油田儀器運(yùn)維流程的優(yōu)化，要從多個(gè)方面入手：（1）搭建專業(yè)平臺(tái)，進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和評(píng)價(jià)。建設(shè)數(shù)字化運(yùn)維，應(yīng)用此平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了油田前端設(shè)備的監(jiān)測(cè)和診斷，探測(cè)設(shè)備故障，發(fā)現(xiàn)后自動(dòng)報(bào)警，提示相關(guān)運(yùn)維人員到場(chǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡視。（2）現(xiàn)場(chǎng)更換及離線維護(hù)。在油田生產(chǎn)過程中，存在多種多樣的裝備，設(shè)備故障，影響生產(chǎn)，降低了因設(shè)備故障給生產(chǎn)帶來的不良影響，有必要在原來運(yùn)維的基礎(chǔ)上加以革新。同時(shí)，允許采用現(xiàn)場(chǎng)中轉(zhuǎn)更換及離線維修方式，使專業(yè)運(yùn)維人員能夠遠(yuǎn)程判斷設(shè)備，入場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)替換。

2.2 完善儀表檢測(cè)方式

目前的技術(shù)條件下，采用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試證方法進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)收存在諸多問題。沿用實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測(cè)方法，現(xiàn)場(chǎng)拆解調(diào)試的工作量很大。根據(jù)國家計(jì)量檢定規(guī)程要求，對(duì)無線遠(yuǎn)傳機(jī)進(jìn)行在線測(cè)試，以現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)為主，補(bǔ)充離線檢查。（1）主要是現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，離線監(jiān)測(cè)作為輔助手段。對(duì)于需要更換或修理的部件，可以選擇在生產(chǎn)過程中對(duì)其實(shí)施在線檢測(cè)。工作區(qū)配備專業(yè)設(shè)備運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，定期用高精度儀器現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比測(cè)量。對(duì)于需要更換的零部件，應(yīng)根據(jù)廠家提供的說明書及圖紙資料，按照標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)零件進(jìn)行拆卸、組裝或修復(fù)。若兩儀器測(cè)量結(jié)果存在顯著差別，需要把故障設(shè)備拆下送到廠里去。修復(fù)后須經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，以備件的形式進(jìn)入備件庫。（2）增加試驗(yàn)資格，確定試驗(yàn)周期。在今后的工作中，應(yīng)將測(cè)試周期與測(cè)試成本相結(jié)合來選擇最優(yōu)方案。通常建議采用在線方式進(jìn)行驗(yàn)證，即在實(shí)驗(yàn)室通過軟件計(jì)算出測(cè)量不確定度，然后將其輸入到計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)給出結(jié)果，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，建立離線驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，離線驗(yàn)證各儀器誤差范圍。為了確保設(shè)備檢測(cè)對(duì)數(shù)字化油田的效果，相關(guān)部門對(duì)設(shè)備檢測(cè)時(shí)，要按照油田裝備配置情況劃分裝備，以及開發(fā)出切合油田實(shí)際的裝置。在確定了設(shè)備后，需要開展后期設(shè)備試驗(yàn)工作。試驗(yàn)計(jì)劃要清晰地包含不同種類裝備的測(cè)試內(nèi)容、流程、注意事項(xiàng)、試驗(yàn)方法及周期。試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)以報(bào)告形式提交給用戶，在隨后的設(shè)備試驗(yàn)中，要嚴(yán)格按照該方案進(jìn)行。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在隱患時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)告給相關(guān)單位。如果檢測(cè)到該裝置存在異常情況，立即征求供應(yīng)商的意見。對(duì)出現(xiàn)故障或需要更換的儀表，必須及時(shí)通知維修單位，并按要求將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄保存。儀表是測(cè)量設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和故障信息的重要工具，也是整個(gè)系統(tǒng)中最基本、最關(guān)鍵的部分。在后續(xù)的巡檢工作中，承擔(dān)儀表巡檢工作的相關(guān)部門及工作人員應(yīng)當(dāng)按照本程序進(jìn)行，確保并提升儀表巡檢工作的全面性與規(guī)范性。同時(shí)要做好記錄并及時(shí)上報(bào)相關(guān)情況，嚴(yán)格實(shí)施設(shè)備質(zhì)量總體水平的檢查。

3 數(shù)字油田儀表運(yùn)維與檢測(cè)路徑

3.1 構(gòu)建運(yùn)維檢測(cè)體系

運(yùn)維職責(zé)的劃分強(qiáng)化維護(hù)管理體系建設(shè)，維護(hù)工作量和細(xì)化各項(xiàng)崗位職責(zé)等。建立基于信息化技術(shù)的智能化巡檢系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警預(yù)報(bào)，保障了油田安全平穩(wěn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)營數(shù)字化油田，有必要建立一個(gè)可以在設(shè)備運(yùn)維階段執(zhí)行的兩階段管理模型。各級(jí)人員需明確各自職責(zé)范圍和權(quán)限，并建立有效的激勵(lì)約束機(jī)制，以保障運(yùn)維隊(duì)伍穩(wěn)定有序地進(jìn)行日常維護(hù)工作。檢修單位的管理部門、生產(chǎn)經(jīng)營部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和應(yīng)急調(diào)度工作，建立以三級(jí)維修為基礎(chǔ)的運(yùn)維檢查體系，定期組織巡檢活動(dòng)和專項(xiàng)監(jiān)督檢查活動(dòng)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整或修改。油田企業(yè)的所有二級(jí)單位都應(yīng)組成專門的運(yùn)維檢查組，與一級(jí)運(yùn)維單位合作，保證了設(shè)備運(yùn)維的同步進(jìn)行。通過建立“三級(jí)”管理體系來保證設(shè)備運(yùn)維人員能夠有效參與到日常設(shè)備管理工作中去，并能及時(shí)獲取設(shè)備狀態(tài)信息及故障分析結(jié)果。油田一級(jí)運(yùn)維單位在設(shè)備運(yùn)維中處于主要地位，既要維護(hù)原有運(yùn)維驗(yàn)證方法，還必須與油田設(shè)備操作更新配置相結(jié)合，在驗(yàn)證方法上不斷創(chuàng)新。在一級(jí)運(yùn)維單位的設(shè)備運(yùn)維工作中，要加裝雷達(dá)、后端系統(tǒng)，承擔(dān)管控平臺(tái)工作、生產(chǎn)運(yùn)維的管理與監(jiān)督。同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋設(shè)備運(yùn)行狀況，并將故障信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴霞?jí)單位。在二級(jí)單位辦公網(wǎng)絡(luò)上建立統(tǒng)一的監(jiān)控中心，針對(duì)二級(jí)機(jī)組運(yùn)行維護(hù)工作，必須建立專業(yè)運(yùn)維隊(duì)伍，挑選專業(yè)運(yùn)行維護(hù)人員，并配備相應(yīng)數(shù)量的維修工具和檢測(cè)儀器。隨著數(shù)字化采油模式的逐步建立，必須加強(qiáng)儀表管理，保證儀表正常運(yùn)行，減少維修費(fèi)用。數(shù)字化油田的實(shí)施，各作業(yè)區(qū)會(huì)由專業(yè)儀表操作員承擔(dān)，并且要建立維護(hù)小組。儀表組是由各生產(chǎn)班組組成的，主要承擔(dān)全廠所有儀表的檢修與維護(hù)任務(wù)，一般情況下，不需再單獨(dú)設(shè)置儀表維修隊(duì)。日常的設(shè)備管理，故障報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的替換、無線儀表的在線測(cè)試和其他工作約需8 ～10 人，對(duì)人的技術(shù)要求不高，需要具備一定的動(dòng)手能力。

3.2 構(gòu)建數(shù)字化運(yùn)維管理平臺(tái)

（1）管理平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)。采用分布式的技術(shù)架構(gòu)，在采油廠數(shù)字化改造的基礎(chǔ)上，建立生產(chǎn)運(yùn)維數(shù)據(jù)庫，搭建了數(shù)字化運(yùn)維管理平臺(tái)。其中，運(yùn)維對(duì)象層為運(yùn)維人員提供了操作指導(dǎo)，包括巡檢任務(wù)、故障分析及處理、應(yīng)急預(yù)案等內(nèi)容。業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)通過統(tǒng)一接口接入運(yùn)維對(duì)象層，并在運(yùn)維對(duì)象層中完成相關(guān)功能的集成。運(yùn)維對(duì)象層實(shí)現(xiàn)了對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、傳輸設(shè)備和服務(wù)器的管理、對(duì)視頻和其他數(shù)字化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。運(yùn)維對(duì)象層為底層的各種物理設(shè)備及各類軟件、硬件設(shè)施提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口。業(yè)務(wù)功能層包括設(shè)備控制模塊、故障處理模塊、告警分析及預(yù)警模塊、系統(tǒng)設(shè)置模塊。應(yīng)用層以設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控為主，包括設(shè)備信息管理等、運(yùn)維團(tuán)隊(duì)管理、運(yùn)維事件管理、設(shè)備驗(yàn)證檢測(cè)管理、知識(shí)庫管理。（2）管理平臺(tái)的基礎(chǔ)信息庫。數(shù)字化運(yùn)維平臺(tái)的基礎(chǔ)信息庫是以設(shè)備信息庫、運(yùn)維人員庫、事件庫、知識(shí)庫、故障問題庫，組態(tài)信息庫等6 個(gè)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建與管理。（3）管理平臺(tái)功能模塊的設(shè)計(jì)。通過對(duì)上述各模塊進(jìn)行合理有效的劃分與設(shè)置，使之能夠滿足企業(yè)不同層次管理人員需求。數(shù)字化運(yùn)維管理平臺(tái)主要分設(shè)備庫管理、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)維管理、設(shè)備變更管理、運(yùn)維人員隊(duì)伍的管理、分配信息管理、知識(shí)庫管理的7 個(gè)功能模塊，對(duì)裝置的運(yùn)行狀態(tài)及異常信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)備的購置到進(jìn)、出、裝、用、運(yùn)、檢、修、報(bào)廢全過程管理。追蹤設(shè)備運(yùn)維事件進(jìn)展情況，監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況和故障發(fā)生地點(diǎn)，記錄所述裝置的替換事件，對(duì)所述基礎(chǔ)信息進(jìn)行更新。在遠(yuǎn)程導(dǎo)入過程中，對(duì)配置信息進(jìn)行設(shè)備替換或者修復(fù)，重視流程及結(jié)果信息記錄裝置的運(yùn)維處理。

3.3 構(gòu)建運(yùn)維檢測(cè)中心

擴(kuò)建標(biāo)定室并將其劃分為3 個(gè)區(qū)，各區(qū)設(shè)置了現(xiàn)場(chǎng)過程模擬。在此基礎(chǔ)上，通過分析不同類型設(shè)備的特點(diǎn)和需求，設(shè)計(jì)一套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能巡檢系統(tǒng)。（1）在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)過程的仿真。隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期，對(duì)自動(dòng)化水平的要求越來越高。油田集中監(jiān)控站的數(shù)量在逐年上升，PLC 控制系統(tǒng)有很多種，類型不一致，保養(yǎng)困難，一定要加強(qiáng)完善系統(tǒng)。在這些基礎(chǔ)之上建立了一個(gè)完整的遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，可將整個(gè)油田生產(chǎn)運(yùn)行中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)與分析。（2）遠(yuǎn)程運(yùn)維中心。儀器維修室是遠(yuǎn)程控制與維修的中心，設(shè)有大屏幕、通訊設(shè)備、工控機(jī)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)各業(yè)務(wù)單元數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，并將故障上報(bào)到運(yùn)維中心。運(yùn)維中心網(wǎng)管系統(tǒng)同步連接，借助運(yùn)維軟件，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的參數(shù)及運(yùn)行狀況進(jìn)行了實(shí)時(shí)分析，第一時(shí)間找出現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題，方便維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)解決。（3）維修備件庫與維修平臺(tái)。搭建一個(gè)以“數(shù)字”為中心，以“人”為主線，集維修保養(yǎng)技術(shù)研究與應(yīng)用于一體的維修管理平臺(tái)。依據(jù)數(shù)字化油田設(shè)備運(yùn)行維護(hù)檢測(cè)方案。維修創(chuàng)新工作平臺(tái)由各類設(shè)備，儀表等組成，作為維護(hù)與研究開發(fā)的基本硬件，主要裝備示波器萬用表、信號(hào)發(fā)生器、焊臺(tái)和其他裝置。每層貨架都有相應(yīng)的存放空間，可以放置一些常用的配件或者特殊的產(chǎn)品。同時(shí)，將待維修逆變器與控制面板布置區(qū)域進(jìn)行布置。

4 結(jié)語

在信息時(shí)代來臨之際，油田行業(yè)已經(jīng)步入新的發(fā)展時(shí)期，信息化成為推動(dòng)油田現(xiàn)代化發(fā)展的重要手段。尤其在自動(dòng)化方面，將智能化技術(shù)運(yùn)用到油田企業(yè)，加快數(shù)字油田的建設(shè)速度。針對(duì)數(shù)字油田的建設(shè)需要，基于智能化技術(shù)，配置數(shù)字化裝備。當(dāng)前，許多油田已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，油田裝備有多種裝置，并且這些裝置的自動(dòng)化程度也非常高，這對(duì)檢測(cè)提出了很高的要求。因此，為了順應(yīng)數(shù)字化油田的發(fā)展之路，設(shè)備運(yùn)維檢測(cè)期間，要全面強(qiáng)化運(yùn)維檢測(cè)的理念與技術(shù)創(chuàng)新，解決儀器使用中的各種問題。