石油測井企業(yè)技術標準體系設計與實踐

摘 要：企業(yè)作為科技成果創(chuàng)造和產(chǎn)品實現(xiàn)主體，其標準體系內在聯(lián)系的科學性，各子體系邏輯關系的合理性以及結構內容涵蓋的全面性，能夠充分體現(xiàn)并發(fā)揮標準化的支撐、服務和引領作用，在企業(yè)經(jīng)營活動中至關重要。本文通過分析中國石油集團測井有限公司標準化需求，重點闡述技術標準體系的建立與構成，在此基礎上，通過業(yè)務梳理制訂相關技術規(guī)范并融入數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，共同構建企業(yè)內部開放式研發(fā)平臺，實現(xiàn)技術資源共享復用，從源頭提升產(chǎn)品設計標準化與規(guī)范化。

關鍵詞：測井，標準化，技術標準體系，技術規(guī)范

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.24.010

0 引 言

企業(yè)標準體系通過統(tǒng)一協(xié)調企業(yè)各項業(yè)務與經(jīng)營活動，均衡技術及產(chǎn)品實現(xiàn)過程與服務，從而為企業(yè)提供科學高效的管理手段，助力企業(yè)提高整體績效，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1-2]，是企業(yè)戰(zhàn)略性決策的結果。隨著國家標準化深化改革的推進，建立完善的企業(yè)標準體系越發(fā)得到重視[3]。技術標準體系作為企業(yè)標準體系中一個科學、有機的整體，應不斷與企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、經(jīng)營管理和業(yè)務類型相適應。

中國石油集團測井有限公司（以下簡稱“中油測井”）是隸屬于中國石油天然氣集團公司的一家測井專業(yè)化技術公司，致力于國內外油氣田的完井技術服務、工程技術服務，以及相關裝備、配件、應用軟件、專用工具的設計開發(fā)與制造維修業(yè)務。中油測井標準體系建設的總要求是：以技術標準體系為主體，以管理標準體系和工作標準體系相配套。這一突出技術標準體系的要求符合本公司當前技術型企業(yè)研發(fā)、制造、服務、應用一體化的業(yè)務特點。同時中油測井將技術標準體系建設與裝備制造數(shù)字化、信息化、智能化建設相結合，促進了標準的統(tǒng)一和推廣應用。

1 技術標準體系設計

1.1 需求分析

隨著石油勘探開發(fā)技術發(fā)展以及市場需求的不斷變化，測井裝備種類日益增多。中油測井現(xiàn)有裸眼井測井、套管井測井、隨鉆測導、射孔等60多種裝備系列，并且石油作業(yè)區(qū)域分布較廣，如各系列之間標準不統(tǒng)一，會對裝備動用效率帶來一定影響。為了循環(huán)利用內外部資源，快速響應市場，提升用戶滿意度，亟待統(tǒng)一測井系統(tǒng)技術標準，利用標準成果擴大品牌效應，打造測井創(chuàng)新生態(tài)圈和產(chǎn)業(yè)鏈。

2021年，為集中研發(fā)力量、消除技術壁壘，中油測井整合了內部研發(fā)業(yè)務，將原有單一的項目管理模式轉變?yōu)椤捌脚_+項目”管理模式，構建機械、電路、軟件等專業(yè)技術的公共研發(fā)標準化平臺。由各“平臺”承接項目任務，按照研發(fā)設計流程統(tǒng)一、采集處理與控制統(tǒng)一、設計開發(fā)工具統(tǒng)一、測試試驗方法統(tǒng)一、機電接口及流轉數(shù)據(jù)統(tǒng)一、工藝技術文件統(tǒng)一、成果格式及可視化統(tǒng)一等要求輸出項目成果，實現(xiàn)技術沉淀與積累，逐步形成科技創(chuàng)新用之不竭的標準化“技術儲備庫”。這一變化對技術標準體系建設的需求更為迫切。

1.2 確定方案

在內外部環(huán)境因素及相關方需求與期望的驅動下，中油測井立足CPLog、CIFLog兩大技術品牌，通過對公司標準體系建設需求和現(xiàn)狀分析開展頂層設計，目標是建立新一代測井系統(tǒng)技術標準體系，夯實平臺基礎，實現(xiàn)測井裝備研發(fā)技術的統(tǒng)一，形成測井裝備研發(fā)新形態(tài)，持續(xù)推進標準化在企業(yè)中的重要作用。在廣泛調研和多次討論修訂之后，《新一代測井技術標準體系設計》方案通過公司QHSE質量安全生產(chǎn)委員會評審。方案中確立了公司技術標準體系結構以及實現(xiàn)方法，重點圍繞技術開發(fā)標準子體系建設，挖掘研發(fā)樣機或成熟產(chǎn)品中具有一定應用驗證基礎的通用、專用設計和開發(fā)要求，歸納整理制定成可遵循的規(guī)則，從而確定技術規(guī)范發(fā)布范圍和目錄。

1.3 結構設計

新一代測井系統(tǒng)技術標準體系結構設計，在公司標準體系框架下進行，通過識別公司研發(fā)設計、制造應用全過程中相互關聯(lián)、相互作用的標準化要素，按照GB/T 15497的要求構建[4]。包括產(chǎn)品標準、接入標準、設計開發(fā)標準、制造工藝文件、試驗檢驗標準等子體系，與其他管理體系相互協(xié)調相互支撐，符合公司現(xiàn)行項目管理、生產(chǎn)管理、內控管理等流程。圖1為技術標準體系結構圖。

產(chǎn)品標準按照測井裝備系列劃分為電纜測井、隨鉆測井、套管井測井、橋塞與射孔系列、工藝工具及儀表類。其中有集團公司企業(yè)標準和公司企業(yè)標準。截至2022年底，已發(fā)布177項。其中電纜產(chǎn)品71項標準、隨鉆產(chǎn)品36項標準、套管井產(chǎn)品35項標準、橋塞與射孔產(chǎn)品15項標準、工藝工具及儀表產(chǎn)品20項標準。產(chǎn)品標準包括但不限于組成、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及標志、包裝運輸和貯存方式等核心技術要素。產(chǎn)品標準在公司標準體系中屬于不可或缺且最為成熟、齊全的一類標準，應用于設計、制造、檢驗和質量評價。需要明確的是產(chǎn)品標準應在樣機研制階段制定發(fā)布并實施。

接入標準面向內外部用戶，為使用者提供接入CPLog測井系統(tǒng)和CIFLog大數(shù)據(jù)平臺統(tǒng)一的技術要求和方法。按照序列結構劃分，屬于產(chǎn)品生命周期的使用和支持階段，可將其單獨作為一個子體系[5 ]。已發(fā)布的《CPLog測井系統(tǒng)接入規(guī)范》規(guī)定了通用要求、通訊協(xié)議、地面采集平臺和下井儀器工具的接入標準，指導外部接入的測井裝備在機械、電氣、軟件、協(xié)議等技術指標與設計方面符合CPLog測井系統(tǒng)的統(tǒng)一要求。《CIFLog測井大數(shù)據(jù)平臺接入規(guī)范》規(guī)定了數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)可視化等內容。接入標準約定了邊界和規(guī)則，便于用戶使用。兩項規(guī)范均可擴展下一層級，進一步歸納能為用戶開放的接口和終端定義，增強系統(tǒng)兼容性、適用性。

設計開發(fā)標準是為設計開發(fā)過程或其結果提供規(guī)則、指南或特性，供研發(fā)人員共同使用和重復使用的文件。制定設計開發(fā)標準是衡量設計質量是否達到要求，保證科研質量的有效措施。公司“平臺+項目”的管理模式提出“創(chuàng)新發(fā)展、標準先行”的理念，為填補設計開發(fā)標準的空白提供了思路和契機。設計開發(fā)標準依托系統(tǒng)設計、機械設計、電路設計和軟件設計四個專業(yè)化平臺，堅持測井裝備研發(fā)通用化、模塊化、標準化的原則，從規(guī)范相關設計工具和設計流程，建立通用、常用部件選用庫，統(tǒng)一機電結構等方面，匯總形成75項技術規(guī)范。圖2為技術規(guī)范分布圖。

制造工藝文件屬于企業(yè)內部規(guī)范性文件[6]，由設計人員負責編寫，按照嚴格的審批流程歸檔，經(jīng)過小批量投產(chǎn)、批量制造不斷完善，形成產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的指導支持性技術文件。中油測井執(zhí)行企業(yè)標準QSY CJ 6002《裝備制造工藝管理規(guī)范》的規(guī)定，制造工藝文件規(guī)范齊全。其中AP（AssemblyProcedure）和TP（Test Procedure）文件、操作及維修手冊作為一種標準化文件收錄在技術標準體系內。AP文件指導裝配調校人員按照規(guī)定進行操作，TP文件記錄關鍵工序的檢測、檢驗結果。操作及維修手冊指導維修與現(xiàn)場操作人員開展作業(yè)。其格式遵循企業(yè)標準QSY CJ 6004《產(chǎn)品圖樣及設計文件規(guī)范》的規(guī)定。

試驗檢驗標準為測井裝備研發(fā)設計、制造維修與應用提供了統(tǒng)一把握的測試方法。測井儀器通用技術條件多見于石油行業(yè)標準，具體儀器或關鍵部件以企業(yè)標準居多。試驗檢驗標準的核心技術要素是試驗步驟和試驗數(shù)據(jù)處理，強調在什么樣的試驗條件下如何驗證技術指標的辦法和過程，具有可重復、可再現(xiàn)、高度準確的特點。

2 設計開發(fā)標準內容與實施

2.1 編寫內容

設計開發(fā)標準已確定的75項技術規(guī)范中，歸屬系統(tǒng)設計平臺16項、機械設計平臺18項、電路設計平臺15項、軟件設計平臺26項。

系統(tǒng)設計規(guī)范涵蓋整個CPLog測井系統(tǒng)中能夠共用或復用部分的技術要求，例如《儀器總線設計規(guī)范》規(guī)定了5種常用的總線硬件接口和幀格式的設計要求，適用于4類下井儀器?！兜孛娌杉脚_設計規(guī)范》規(guī)定了地面采集系統(tǒng)的架構、外觀設計要求，核心板卡功能及接入信號的輸入輸出定義，為一體化集成地面系統(tǒng)設計奠定基礎。

機械設計規(guī)范和電路設計規(guī)范為解決測井儀器種類多，外購機電部件型號多的問題，建立標準件、通用件、元器件等優(yōu)選庫，包括指標要求與選型指導，供研發(fā)人員在設計功能相同或類似時遴選使用，例如《常用緊固件選用規(guī)范》《晶體振蕩器選型規(guī)范》等。針對研發(fā)周期長，投入人力大而效率低下的問題，科學歸類自主化設計部件，統(tǒng)一同系列儀器機械接口結構設計，提煉電路供電、控制采集功能需求，固化設計原理圖，實現(xiàn)結構化、模塊化、統(tǒng)一化設計，提高儀器設計可靠性，例如《承壓接頭機械設計規(guī)范》《電源模塊設計規(guī)范》等。機械和電路設計規(guī)范中還包含一類設計工具規(guī)范，例如《基于SolidWorks機械設計規(guī)范》和《電路原理圖設計規(guī)范》，進一步規(guī)范了適用于公司要求的專業(yè)軟件設計流程和使用規(guī)則。電路設計規(guī)范中也涵蓋了探測器和傳感器的設計要求，例如《隨鉆電阻率天線設計規(guī)范》《核磁傳感器設計規(guī)范》等，作為測井儀器的關鍵部件同樣必不可少。

軟件設計規(guī)范主要構成為CIFLog測井大數(shù)據(jù)平臺的15個部分。其中修訂4個部分，制定11個部分。CIFLog測井大數(shù)據(jù)平臺建立了測井采集、實時傳輸、處理解釋、綜合評價、數(shù)據(jù)管理等各業(yè)務流程的一套數(shù)據(jù)庫支撐體系，是公司多年數(shù)據(jù)資源建設的研究成果。其軟件設計規(guī)范規(guī)定了數(shù)據(jù)管理、訪問、可視化與應用等標準，形成了標準化的數(shù)據(jù)訪問 API。

設計開發(fā)標準規(guī)定了系統(tǒng)、電路、機械、軟件開發(fā)的設計要求，適用于電纜測井、隨鉆測導、生產(chǎn)測井、過鉆具測井裝備的技術研發(fā)工作。具有鮮明的通用性與專用性相結合，專業(yè)類別與業(yè)務類型相結合的測井特色。

2.2 發(fā)布實施

設計開發(fā)標準的起草評審嚴格履行標準化制訂程序，由各專業(yè)小組為單元進行資料收集整理、討論分析形成編寫草案，分別采取會議審查和函審的方式，征集意見440余條，采納410余條。先后完成征求意見稿、送審稿、報批稿，報送公司標準化管理部門正式發(fā)布實施。

中油測井技術標準體系遵循“PDCA方法進行構建、運行、評價與改進[3]。在使用過程中不斷優(yōu)化完善，并隨著業(yè)務需求、技術發(fā)展的變化進行維護更新。初期目標為一年一更新，通過增補、刪減或整合標準體系的內容形成體系設計新版本。如需增加補充具體內容，經(jīng)過驗證后，也可修訂單項標準。

3 標準應用

為落實數(shù)字化轉型戰(zhàn)略，打造新一代CPLog測井品牌，圍繞“數(shù)智中國石油測井”目標，中油測井開展了裝備制造信息化系統(tǒng)建設[7]。本設計結合裝備制造信息化系統(tǒng)開展技術標準體系推廣應用，有利于測井裝備全產(chǎn)業(yè)鏈標準化，實現(xiàn)智能制造提速增效。

設計開發(fā)標準部分內容涉及到企業(yè)技術秘密，在體系方案設計中已明確規(guī)定其使用范圍為中油測井二級研究單位。實施時，通過公司異地協(xié)同設計平臺進行管理和應用[8]，所有設計開發(fā)標準保存在平臺PDM （Product Data Management）系統(tǒng)中。系統(tǒng)創(chuàng)建有“標準規(guī)范”目錄及分類子目錄，具有版本編號。根據(jù)用戶角色設置嚴格的訪問權限，不允許更改或下載傳輸，不印發(fā)紙質版。按照標準體系文件規(guī)定，發(fā)布后的通用件庫和標準件庫，可供相關設計人員在異地協(xié)同設計平臺中調用。圖3為PDM系統(tǒng)標準目錄。系統(tǒng)同時錄入產(chǎn)品標準等企業(yè)標準，供有需求人員查詢?yōu)g覽。

制造工藝AP/TP文件應用于制造執(zhí)行系統(tǒng)MES（Manufacturing Execution System）中，為生產(chǎn)制造提供標準化的作業(yè)指導和檢測、檢驗文件模版。通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互實現(xiàn)工作流程化、操作可視化、記錄標準化、報告自動化。圖4為AP/TP與MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互示意圖。制造工藝文件和操作及維修手冊應用于測井裝備運維管理系統(tǒng)MRO（Maintenance，Repair amp; Operations）中，可拆解為一、二、三級維保的維修工藝清單，參考儀器常見故障庫的維修指南共同使用，能夠縮短維保周期，提高維保質量。

4 結 論

標準化作為一項基礎性工作，產(chǎn)生于企業(yè)的自身定位和發(fā)展規(guī)律。中油測井在“平臺+項目”的創(chuàng)新管理模式下，推動了本企業(yè)健全技術標準體系工作的開展，使設計開發(fā)標準子體系從無到有，促進了創(chuàng)新技術共享與集成，成熟技術定型與推廣，為石油測井裝備研發(fā)與制造規(guī)?；?、數(shù)字化、智能化提供了支持與保障。設計開發(fā)標準覆蓋了企業(yè)的各項科技活動，具有技術儲備、指導和規(guī)范設計的作用，同時促使技術人員對多年研究成果進行總結提煉，是非常有意義和價值的。但由于設計的局限性，標準制定過程中可能存在內容上交叉重疊，單項標準內容不完善，未能完全滿足研發(fā)設計需求等問題，需要在今后的應用分析和持續(xù)改進過程中，不斷積累經(jīng)驗，進而固化形成具有本企業(yè)自身技術特點的標準化研究成果。

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作者簡介

李安宗，博士，教授級高級工程師，從事測井裝備的研發(fā)與制造工作。

（責任編輯：袁文靜）