淺談油氣田實驗室大型設(shè)備的管理和應(yīng)用

張 強，陳 惠，張婭娜

（中國石油西南油氣田分公司天然氣研究院 國家能源高含硫氣藏開采研發(fā)中心中國石油天然氣集團(tuán)公司高含硫氣藏開采先導(dǎo)試驗基地，四川成都 610213）

0 引言

大型試驗設(shè)備在國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)中的地位舉足輕重，其主要承擔(dān)了極限條件試驗、模擬現(xiàn)場環(huán)境試驗、產(chǎn)品中試放大試驗等任務(wù)，部分裝置甚至是“標(biāo)志性設(shè)備”，如高溫高壓腐蝕試驗裝置、循環(huán)回路試驗裝置、大型力學(xué)性能試驗平臺、整管段試驗裝置等都代表了相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的發(fā)展水平和技術(shù)實力。大型試驗設(shè)備的建設(shè)往往通過整體采購、聯(lián)合設(shè)計、自主設(shè)計和制造等方式，大部分設(shè)備屬于非標(biāo)設(shè)備，甚至是“獨一無二”的。因此，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成度高、操作復(fù)雜、維修和維護(hù)周期長等是其主要特征。

各科研機(jī)構(gòu)都建立了《試驗設(shè)備管理制度》，并制定了設(shè)備的“操作規(guī)程”，建立了設(shè)備管理機(jī)構(gòu)并配置了管理人員。但據(jù)調(diào)研，國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)在大型試驗設(shè)備利用方面依然普遍存在故障率高、利用率低、試驗開展困難等問題[1]，部分設(shè)備因沒有利用而成為“僵尸設(shè)備”，造成了資產(chǎn)的嚴(yán)重浪費。本文主要通過探討利用“管用分離”模式來提升大型試驗裝置的標(biāo)準(zhǔn)制定、功能開發(fā)和安全應(yīng)用水平。

1 大型試驗設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提升

標(biāo)準(zhǔn)指的是通過標(biāo)準(zhǔn)化活動，按照規(guī)定的程序經(jīng)協(xié)商一致制定，為各種活動或其結(jié)果提供規(guī)則、指南或特性，供共同使用和重復(fù)使用的文件[2]。目前，GB和ISO及其他行業(yè)協(xié)會對常規(guī)的分析和評價方法建立了較為詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，CMA認(rèn)證和CANS認(rèn)可的實驗室可以按照標(biāo)準(zhǔn)開展相關(guān)實驗，滿足了人、機(jī)、料、法、環(huán)、測得質(zhì)量管理要求，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可比對與可重復(fù)。

目前，油氣田企業(yè)中的大型試驗設(shè)備特別是自主建設(shè)和制造的設(shè)備開展的相關(guān)試驗缺乏標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足了人、機(jī)、料、法、環(huán)、測得質(zhì)量管理要求，加之試驗步驟繁瑣，試驗的重現(xiàn)性和可比對性比較差，無法滿足行業(yè)間的協(xié)同發(fā)展。因此，現(xiàn)在急需從全行業(yè)的高度，對于各類大型設(shè)備從試驗準(zhǔn)備、試驗過程、試驗設(shè)備、試驗介質(zhì)等各環(huán)節(jié)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可溯源性和可比對性。

2 大型試驗設(shè)備的管用分離

目前許多科研機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)單位如塔里木油田、管研院都建立了分析測試中心，部分實驗設(shè)備實現(xiàn)了管用分離，取得了較好的效果。而大型試驗設(shè)備往往專業(yè)性較強、試驗要求較高、試驗頻率不高等特點，影響了管用分離的實施。研發(fā)人員既要開展科技查新把握研究方向，又要對設(shè)備開展維護(hù)并組織開展試驗，面對大型試驗諸多的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)往往望而卻步，導(dǎo)致試驗效率低下，試驗數(shù)據(jù)的科學(xué)性無法保障，科技研發(fā)效率不高，同時也是設(shè)備利用率偏低的重要原因。

施行大型試驗設(shè)備的管用分離是提升設(shè)備管理水平的重要舉措，體現(xiàn)了“專業(yè)的事要交給專業(yè)的人做”的理念，其主要目標(biāo)是達(dá)到科研人員需要做試驗就能第一時間完成試驗。管設(shè)備的人主要任務(wù)包括設(shè)備的日常維護(hù)、設(shè)備操作、記錄的填報、備品備件的準(zhǔn)備、操作規(guī)程的編制、相關(guān)的網(wǎng)上流程等內(nèi)容，他們需要對設(shè)備原理非常熟悉、對設(shè)備操作非常熟練、對設(shè)備的狀態(tài)了如指掌，確保設(shè)備處于最佳使用狀態(tài)，是名副其實的“設(shè)備專家”。用設(shè)備的人主要是利用設(shè)備的試驗數(shù)據(jù)指導(dǎo)安全生產(chǎn)的研發(fā)人員，他們的主要任務(wù)是對設(shè)備原理熟悉、能配合操作設(shè)備、設(shè)計試驗方案、懂得如何處理數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)，他們的主要精力應(yīng)當(dāng)放在掌握國內(nèi)外的研究動態(tài)開展相關(guān)的技術(shù)研發(fā)。

以高溫高壓腐蝕試驗為例：正常情況下該試驗需要3名試驗人員，試驗前需要檢查設(shè)備的安全狀況、配置溶液、準(zhǔn)備試片、準(zhǔn)備試驗氣體、清點試驗工具，試驗周期為72 h。面對日益繁重的現(xiàn)場技術(shù)支撐、試驗室人員逐漸減少、試驗人員水平參差不齊等問題，研發(fā)人員組織一次高溫高壓試驗是很困難的，試驗的安全性和準(zhǔn)確性大打折扣。人員不齊、設(shè)備故障、缺這少那等問題導(dǎo)致的試驗開展不起來的情況屢有發(fā)生。

實施管用分離模式后，實驗室固定2～3名實驗員專門負(fù)責(zé)高溫高壓試驗。一是專門負(fù)責(zé)高溫高壓試驗設(shè)備的日常維護(hù)，及時排除故障和準(zhǔn)備配品備件；二是經(jīng)過專門的操作培訓(xùn)達(dá)到熟能生巧，避免了“大家齊動手”對大型精密設(shè)備的傷害；三是順利開展試驗前后的準(zhǔn)備和衛(wèi)生清潔，把研發(fā)人員真正解放出來。由此可見，這種管用分離的模式對于基層人員減負(fù)和提升試驗水平具有重要的意義。

涉及跨部門開展試驗可能存在試驗排隊導(dǎo)致試驗滯后問題，需要實驗室總體管理人員定期開展工作任務(wù)安排情況和執(zhí)行情況的調(diào)研分析及統(tǒng)一謀劃，疏通堵塞環(huán)節(jié)。在人員激勵方面，試驗人員的激勵機(jī)制需要進(jìn)一步健全，體現(xiàn)“多勞多得”，對于有突出貢獻(xiàn)的可施行單獨進(jìn)行激勵或獎勵，提升試驗人員的工作積極性。

3 大型試驗設(shè)備的培訓(xùn)與功能開發(fā)

大型試驗設(shè)備利用率偏低的另一個主要原因是部分研發(fā)人員對于試驗設(shè)備當(dāng)前和潛在的功能并不完全清楚，因此需要對使用人員進(jìn)行設(shè)備深度培訓(xùn)。實驗室可以組織編制各類試驗設(shè)備簡明手冊，內(nèi)容包括設(shè)備的原理、功能、操作方法及注意事項等內(nèi)容。通過定期組織研發(fā)人員參加設(shè)備知識培訓(xùn)、設(shè)備功能拓展討論、設(shè)備購置論證等活動，進(jìn)一步提升研發(fā)人員對設(shè)備的深度認(rèn)識，更有利于和相關(guān)的科研工作結(jié)合。此外，設(shè)備的操作人員和科研人員需要緊密合作完成整個試驗過程的標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，從溶液配置、設(shè)備檢查、試驗操作、試驗運行及試樣處理及數(shù)據(jù)管理等全流程制定詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，并積極開展與國內(nèi)外相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的討論與對標(biāo)工作，使試驗數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確和具有科學(xué)性。

設(shè)備的功能拓展是擺在科研人員和試驗人員面前的又一個重要的工作。隨著計算機(jī)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，設(shè)備的智能化和功能拓展成為大型設(shè)備“與時俱進(jìn)”的迫切要求，使開展前人沒有開展過的工作成為可能，同時也是提升設(shè)備利用率的另一個重要的途徑。以高溫高壓流動回路試驗為例：傳統(tǒng)的回路可以在流動條件下開展高溫高壓材料的評價試驗，隨著氫探針、渦流技術(shù)、電化學(xué)噪聲技術(shù)、射線探傷技術(shù)、無損檢測技術(shù)等的發(fā)展，可以實現(xiàn)材料和藥劑的在線評價，評價更準(zhǔn)確，試驗更迅速，數(shù)據(jù)更全面，對于規(guī)律性的認(rèn)識和機(jī)理的研究更有利；在材料方面，隨著哈氏合金、鎳基合金、鈦合金等材料的發(fā)展，更高壓力更安全條件下的材料的多相流模擬試驗成為可能；在可視化和信息化方面，高強度透明材料的應(yīng)用進(jìn)一步提升了多相流流型的直觀展示，大量的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，小波分析和聚類分析等數(shù)據(jù)分析手段使得數(shù)據(jù)分析更科學(xué)和準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的應(yīng)用可以將大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理并通過評價軟件和預(yù)測軟件對數(shù)據(jù)開展分析，數(shù)據(jù)的利用率和管理效率不斷提升，單個數(shù)據(jù)實現(xiàn)的價值被強化，大大減少了重復(fù)性的工作，提升了工作效率。

4 大型設(shè)備的共享

大型設(shè)備的共享使用是提升設(shè)備使用率，實現(xiàn)其價值的重要舉措。當(dāng)今時代是“共享時代”，共享經(jīng)濟(jì)告別“野蠻生長”。2017年，科技部、發(fā)展改革委、財政部發(fā)布了關(guān)于印發(fā)《國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施和大型科研儀器開放共享管理辦法》（國科發(fā)基〔2017〕289號）的通知。通知要求管理單位應(yīng)按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建立在線服務(wù)平臺，把科研設(shè)施與儀器納入國家網(wǎng)絡(luò)管理平臺統(tǒng)一管理，公布科研設(shè)施與儀器目錄、開放共享管理制度、服務(wù)方式、服務(wù)內(nèi)容、服務(wù)流程、收費標(biāo)準(zhǔn)等信息，實時提供在線服務(wù)。國內(nèi)許多科研機(jī)構(gòu)和政府部門如中國科學(xué)院等都建立了共享服務(wù)平臺。這個平臺不止進(jìn)行技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源的交流。而且將各個研究院所和相關(guān)大學(xué)的設(shè)備展示在該平臺上，以方便其他單位在需要的時候使用。不但增加了設(shè)備的利用率，也解決了其他企業(yè)某些方面的困難。

設(shè)備共享的模式多種多樣，包括試驗服務(wù)、合作研發(fā)新型設(shè)備和對目前的設(shè)備的改進(jìn)、項目合作、標(biāo)準(zhǔn)制定及人才培養(yǎng)合作等模式。互聯(lián)網(wǎng)+的新形勢下，直接提供數(shù)據(jù)支持是一種新興的服務(wù)[3]，這更需要科研機(jī)構(gòu)日常試驗安排就要考慮潛在的試驗任務(wù)，制定合理的試驗計劃并開展試驗，為數(shù)據(jù)共享服務(wù)提供條件。

5 結(jié)束語

面對人員不斷減少、設(shè)備操作復(fù)雜、操作人員相對不固定等問題，充分發(fā)揮油氣田企業(yè)的大型試驗設(shè)備對生產(chǎn)的支撐作用是一個難題。施行管用分離，落實各方面人員的責(zé)任，是提升大型試驗設(shè)備利用水平的重要途徑。新形勢下，開展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定，及時拓展試驗功能，開展對外資源共享及建立互聯(lián)網(wǎng)+模式下的運行模式，對于節(jié)約資金投入，提升設(shè)備率用率和使用價值具有重要意義。