浅谈油气田实验室大型设备的管理和应用

张 强，陈 惠，张娅娜

（中国石油西南油气田分公司天然气研究院 国家能源高含硫气藏开采研发中心中国石油天然气集团公司高含硫气藏开采先导试验基地，四川成都 610213）

0 引言

大型试验设备在国内外科研机构中的地位举足轻重，其主要承担了极限条件试验、模拟现场环境试验、产品中试放大试验等任务，部分装置甚至是“标志性设备”，如高温高压腐蚀试验装置、循环回路试验装置、大型力学性能试验平台、整管段试验装置等都代表了相关科研机构的发展水平和技术实力。大型试验设备的建设往往通过整体采购、联合设计、自主设计和制造等方式，大部分设备属于非标设备，甚至是“独一无二”的。因此，结构复杂、集成度高、操作复杂、维修和维护周期长等是其主要特征。

各科研机构都建立了《试验设备管理制度》，并制定了设备的“操作规程”，建立了设备管理机构并配置了管理人员。但据调研，国内科研机构在大型试验设备利用方面依然普遍存在故障率高、利用率低、试验开展困难等问题[1]，部分设备因没有利用而成为“僵尸设备”，造成了资产的严重浪费。本文主要通过探讨利用“管用分离”模式来提升大型试验装置的标准制定、功能开发和安全应用水平。

1 大型试验设备相关标准的制定提升

标准指的是通过标准化活动，按照规定的程序经协商一致制定，为各种活动或其结果提供规则、指南或特性，供共同使用和重复使用的文件[2]。目前，GB和ISO及其他行业协会对常规的分析和评价方法建立了较为详细的标准，CMA认证和CANS认可的实验室可以按照标准开展相关实验，满足了人、机、料、法、环、测得质量管理要求，实现了数据的可比对与可重复。

目前，油气田企业中的大型试验设备特别是自主建设和制造的设备开展的相关试验缺乏标准的规范，远远无法满足了人、机、料、法、环、测得质量管理要求，加之试验步骤繁琐，试验的重现性和可比对性比较差，无法满足行业间的协同发展。因此，现在急需从全行业的高度，对于各类大型设备从试验准备、试验过程、试验设备、试验介质等各环节进行标准的制定，实现数据的可溯源性和可比对性。

2 大型试验设备的管用分离

目前许多科研机构和生产单位如塔里木油田、管研院都建立了分析测试中心，部分实验设备实现了管用分离，取得了较好的效果。而大型试验设备往往专业性较强、试验要求较高、试验频率不高等特点，影响了管用分离的实施。研发人员既要开展科技查新把握研究方向，又要对设备开展维护并组织开展试验，面对大型试验诸多的准备环节往往望而却步，导致试验效率低下，试验数据的科学性无法保障，科技研发效率不高，同时也是设备利用率偏低的重要原因。

施行大型试验设备的管用分离是提升设备管理水平的重要举措，体现了“专业的事要交给专业的人做”的理念，其主要目标是达到科研人员需要做试验就能第一时间完成试验。管设备的人主要任务包括设备的日常维护、设备操作、记录的填报、备品备件的准备、操作规程的编制、相关的网上流程等内容，他们需要对设备原理非常熟悉、对设备操作非常熟练、对设备的状态了如指掌，确保设备处于最佳使用状态，是名副其实的“设备专家”。用设备的人主要是利用设备的试验数据指导安全生产的研发人员，他们的主要任务是对设备原理熟悉、能配合操作设备、设计试验方案、懂得如何处理数据和应用数据，他们的主要精力应当放在掌握国内外的研究动态开展相关的技术研发。

以高温高压腐蚀试验为例：正常情况下该试验需要3名试验人员，试验前需要检查设备的安全状况、配置溶液、准备试片、准备试验气体、清点试验工具，试验周期为72 h。面对日益繁重的现场技术支撑、试验室人员逐渐减少、试验人员水平参差不齐等问题，研发人员组织一次高温高压试验是很困难的，试验的安全性和准确性大打折扣。人员不齐、设备故障、缺这少那等问题导致的试验开展不起来的情况屡有发生。

实施管用分离模式后，实验室固定2～3名实验员专门负责高温高压试验。一是专门负责高温高压试验设备的日常维护，及时排除故障和准备配品备件；二是经过专门的操作培训达到熟能生巧，避免了“大家齐动手”对大型精密设备的伤害；三是顺利开展试验前后的准备和卫生清洁，把研发人员真正解放出来。由此可见，这种管用分离的模式对于基层人员减负和提升试验水平具有重要的意义。

涉及跨部门开展试验可能存在试验排队导致试验滞后问题，需要实验室总体管理人员定期开展工作任务安排情况和执行情况的调研分析及统一谋划，疏通堵塞环节。在人员激励方面，试验人员的激励机制需要进一步健全，体现“多劳多得”，对于有突出贡献的可施行单独进行激励或奖励，提升试验人员的工作积极性。

3 大型试验设备的培训与功能开发

大型试验设备利用率偏低的另一个主要原因是部分研发人员对于试验设备当前和潜在的功能并不完全清楚，因此需要对使用人员进行设备深度培训。实验室可以组织编制各类试验设备简明手册，内容包括设备的原理、功能、操作方法及注意事项等内容。通过定期组织研发人员参加设备知识培训、设备功能拓展讨论、设备购置论证等活动，进一步提升研发人员对设备的深度认识，更有利于和相关的科研工作结合。此外，设备的操作人员和科研人员需要紧密合作完成整个试验过程的标准的制定工作，从溶液配置、设备检查、试验操作、试验运行及试样处理及数据管理等全流程制定详细的标准或规范，并积极开展与国内外相关科研机构的讨论与对标工作，使试验数据更准确和具有科学性。

设备的功能拓展是摆在科研人员和试验人员面前的又一个重要的工作。随着计算机和信息技术的迅猛发展，设备的智能化和功能拓展成为大型设备“与时俱进”的迫切要求，使开展前人没有开展过的工作成为可能，同时也是提升设备利用率的另一个重要的途径。以高温高压流动回路试验为例：传统的回路可以在流动条件下开展高温高压材料的评价试验，随着氢探针、涡流技术、电化学噪声技术、射线探伤技术、无损检测技术等的发展，可以实现材料和药剂的在线评价，评价更准确，试验更迅速，数据更全面，对于规律性的认识和机理的研究更有利；在材料方面，随着哈氏合金、镍基合金、钛合金等材料的发展，更高压力更安全条件下的材料的多相流模拟试验成为可能；在可视化和信息化方面，高强度透明材料的应用进一步提升了多相流流型的直观展示，大量的数据通过数据库进行管理，小波分析和聚类分析等数据分析手段使得数据分析更科学和准确，数据库管理技术的应用可以将大量数据进行统一管理并通过评价软件和预测软件对数据开展分析，数据的利用率和管理效率不断提升，单个数据实现的价值被强化，大大减少了重复性的工作，提升了工作效率。

4 大型设备的共享

大型设备的共享使用是提升设备使用率，实现其价值的重要举措。当今时代是“共享时代”，共享经济告别“野蛮生长”。2017年，科技部、发展改革委、财政部发布了关于印发《国家重大科研基础设施和大型科研仪器开放共享管理办法》（国科发基〔2017〕289号）的通知。通知要求管理单位应按照统一的标准规范建立在线服务平台，把科研设施与仪器纳入国家网络管理平台统一管理，公布科研设施与仪器目录、开放共享管理制度、服务方式、服务内容、服务流程、收费标准等信息，实时提供在线服务。国内许多科研机构和政府部门如中国科学院等都建立了共享服务平台。这个平台不止进行技术、网络资源的交流。而且将各个研究院所和相关大学的设备展示在该平台上，以方便其他单位在需要的时候使用。不但增加了设备的利用率，也解决了其他企业某些方面的困难。

设备共享的模式多种多样，包括试验服务、合作研发新型设备和对目前的设备的改进、项目合作、标准制定及人才培养合作等模式。互联网+的新形势下，直接提供数据支持是一种新兴的服务[3]，这更需要科研机构日常试验安排就要考虑潜在的试验任务，制定合理的试验计划并开展试验，为数据共享服务提供条件。

5 结束语

面对人员不断减少、设备操作复杂、操作人员相对不固定等问题，充分发挥油气田企业的大型试验设备对生产的支撑作用是一个难题。施行管用分离，落实各方面人员的责任，是提升大型试验设备利用水平的重要途径。新形势下，开展相关标准制定，及时拓展试验功能，开展对外资源共享及建立互联网+模式下的运行模式，对于节约资金投入，提升设备率用率和使用价值具有重要意义。