本發(fā)明屬于涉及油氣生產(chǎn)運行維護技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種構(gòu)建油氣地面生產(chǎn)不同工藝流程差異化等級運維的方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著物聯(lián)網(wǎng)的深入發(fā)展，油氣地面生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)逐步上線運行，改變了傳統(tǒng)的管理模式，油田生產(chǎn)對信息系統(tǒng)及采集設(shè)備的依賴程度越來越高，并逐步向大型化、高速化、智能化的方向發(fā)展，設(shè)備系統(tǒng)數(shù)量越來越多，技術(shù)含量越來越高，復(fù)雜程度不斷升級，但與之相矛盾的是運行維護方式仍采用計劃式運行維護模式，消防式的是管理模式仍占很大的比例，但是運行維護人員有限、費用有限，運行維護周期策略設(shè)置不合理，缺陷檢出率低，存在過度檢修和維修不足的矛盾，安全風(fēng)險評估難，風(fēng)險識別和量化復(fù)雜程度高，缺乏有效的、自動的量化評估模型。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種構(gòu)建油氣地面生產(chǎn)不同工藝流程差異化等級運維的方法與系統(tǒng)，從大量的運行信息、環(huán)境信息和狀態(tài)信息中尋找影響運維的制約關(guān)系，分析參量之間的相關(guān)性，建立一套自動的實現(xiàn)運行狀態(tài)動態(tài)校核調(diào)整的等級運維方法，解決現(xiàn)有人工決策存在的一刀切運維管理模式，降低安全管控風(fēng)險。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種構(gòu)建油氣地面生產(chǎn)不同工藝流程差異化等級運維的方法，首先通過網(wǎng)絡(luò)獲取各生產(chǎn)油氣井的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，設(shè)定一個風(fēng)險閾值表，將所述獲取的數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)主題分類分別送入數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)設(shè)定的篩選閾值對獲取的數(shù)據(jù)進行篩選去除無效數(shù)據(jù)，對篩選后的數(shù)據(jù)進行風(fēng)險評估輸出一個風(fēng)險值圖表，將評估的風(fēng)險值結(jié)果與風(fēng)險閾值表中的相應(yīng)風(fēng)險閾值進行比較，通過不同的標(biāo)記將比較的結(jié)果顯示在圖表中，對應(yīng)不同標(biāo)記建立不同的運維措施，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送需要維護的信息。

方案進一步是：所述業(yè)務(wù)主題包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)包括設(shè)備出廠信息、設(shè)備參數(shù)信息，動態(tài)數(shù)據(jù)包括設(shè)備的生產(chǎn)日期、出廠日期、入庫日期、出庫日期、安裝投產(chǎn)日期、隱患排查日期、故障處理日期、標(biāo)定日期、維修日期、報廢日期、運行維護作業(yè)信息以及設(shè)備實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、故障記錄、隱患排查記錄、標(biāo)定記錄、環(huán)境信息。

方案進一步是：所述風(fēng)險評估的過程是：將風(fēng)險等級按照處理的急需程度劃分為五級，分別為一般、中等、緊急、重大、重特大等級，依據(jù)iec3100:2009風(fēng)險管理-風(fēng)險評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立的定性和定量兩種評估標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，根據(jù)安全性、可靠性、經(jīng)濟性判斷標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的可行性，將篩選后的數(shù)據(jù)依據(jù)可行標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進行評估確定風(fēng)險值；其中，安全性指標(biāo)包括風(fēng)險下降值、風(fēng)險持續(xù)時間、風(fēng)險上升值，可靠性指標(biāo)是油井可用系數(shù)下降值，經(jīng)濟性指標(biāo)是維修收益值，所述油井可用系數(shù)下降值是從油井設(shè)備隱患排查故障率、標(biāo)定故障率、運行故障率中獲取。

方案進一步是：所述對應(yīng)不同標(biāo)記建立不同的運維措施的方法是：輸入所述不同標(biāo)記風(fēng)險評估結(jié)果的問題描述，根據(jù)問題描述通過運維策略基準(zhǔn)庫找到與之配對的運維方案，制定相關(guān)運維策略，包括更換或維修選擇、維修優(yōu)選排序、維修級別、日常巡檢周期和項目。

方案進一步是：所述運維策略基準(zhǔn)庫是通過針對不同類型風(fēng)險的運維指導(dǎo)意見庫、管控機制建設(shè)意見庫、故障模型庫、缺陷知識庫、風(fēng)險庫與專家經(jīng)驗庫，進行運維策略匹配算法構(gòu)建形成的。

方案進一步是：所述匹配算法采用的是k近鄰算法。

一種實現(xiàn)構(gòu)建油氣地面生產(chǎn)不同工藝流程差異化等級運維方法的系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)分析處理服務(wù)器以及與之連接的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器與多個計算機終端連接，計算機終端用于人工輸入所需的數(shù)據(jù)；其中，所述數(shù)據(jù)采集服務(wù)器還通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接多個中繼服務(wù)站，所述中繼服務(wù)站通過網(wǎng)絡(luò)連接多個分布在不同地點的油氣井?dāng)?shù)據(jù)采集控制柜，在數(shù)據(jù)采集控制柜中設(shè)置有多通道數(shù)據(jù)采集控制器，多通道數(shù)據(jù)采集控制器通過多路屏蔽線纜連接油氣井上油氣采集設(shè)備不同位置的傳感器。

方案進一步是：所述通訊網(wǎng)絡(luò)是通過sim卡上網(wǎng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)。

方案進一步是：所述傳感器包括溫度、壓力、流量、閥門、電功率傳感器。

方案進一步是：所述流量傳感器是一體化多參量差壓流量計。

本發(fā)明實現(xiàn)了提高了處理故障的速度，降低了人工巡視的勞動強度。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作一詳細描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1：

一種構(gòu)建油氣地面生產(chǎn)不同工藝流程差異化等級運維（運行維護）的方法，首先通過網(wǎng)絡(luò)獲取各生產(chǎn)油氣井的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是從多個計算機終端以及油氣井?dāng)?shù)據(jù)采集控制柜通過sqoop（數(shù)據(jù)導(dǎo)入工具）從監(jiān)測平臺、保運平臺、erp平臺獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)；設(shè)定一個風(fēng)險閾值表，將所述獲取的數(shù)據(jù)按照業(yè)務(wù)主題分類分別送入數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)設(shè)定的篩選閾值對獲取的數(shù)據(jù)進行篩選去除無效數(shù)據(jù)，篩選的過程還包括通過理數(shù)據(jù)字典進行實現(xiàn)設(shè)備名稱、工藝名稱、類型、分類等名稱的統(tǒng)一；篩選后的數(shù)據(jù)形成一個數(shù)據(jù)走向流程圖，上述工作的目的是由于在進行系統(tǒng)建設(shè)初期時，建立了多種應(yīng)用系統(tǒng)，都是按照業(yè)務(wù)應(yīng)用而建立的處理系統(tǒng)，都是獨立運行的，相互之間沒有什么關(guān)系，因此在很大程度上存在數(shù)據(jù)上的冗余與零碎、或者存在一定的誤差，在進行數(shù)據(jù)挖掘算法是很難直接的獲取全面信息，因此通過業(yè)務(wù)梳理后理清數(shù)據(jù)關(guān)系，把個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)抽取出來，去除不一致性和冗余，加載到相應(yīng)的數(shù)據(jù)倉庫中來。目的是給決策者提供一個完整的信息視圖以及為下一步數(shù)據(jù)分析打下良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然后對篩選后的數(shù)據(jù)進行風(fēng)險評估輸出一個風(fēng)險值圖表，將風(fēng)險值評估結(jié)果與風(fēng)險閾值表中的相應(yīng)風(fēng)險閾值進行比較，通過不同的標(biāo)記將比較的結(jié)果顯示在圖表中，對應(yīng)不同標(biāo)記建立不同的運維措施，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送需要維護的信息。

實施例中：所述業(yè)務(wù)主題包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)，靜態(tài)數(shù)據(jù)包括設(shè)備出廠信息、設(shè)備參數(shù)信息，動態(tài)數(shù)據(jù)包括設(shè)備的生產(chǎn)日期、出廠日期、入庫日期、出庫日期、安裝投產(chǎn)日期、隱患排查日期、故障處理日期、標(biāo)定日期、維修日期、報廢日期、運行維護作業(yè)信息以及設(shè)備實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、故障記錄、隱患排查記錄、標(biāo)定記錄、環(huán)境信息?；蛘哒f，業(yè)務(wù)主題包括設(shè)備主題、缺陷主題、監(jiān)測主題、事件/事故主題；其中：設(shè)備主題主要包括設(shè)備的臺帳信息、物料信息、設(shè)計參數(shù)、銘牌信息；缺陷主題包括試驗記錄、檢驗鑒定證書、故障記錄；監(jiān)測主題包括油井采集設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)；事件/事故主題包括各工藝流程在不同時期階段發(fā)生的故障、檢修、標(biāo)定、試驗、安裝、運行、隱患排查的事件信息。

其中：所述風(fēng)險評估的過程是：將風(fēng)險等級按照處理的急需程度劃分為五級，分別為一般、中等、緊急、重大、重特大等級，依據(jù)iec3100:2009風(fēng)險管理-風(fēng)險評估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立的定性和定量兩種評估標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，根據(jù)安全性、可靠性、經(jīng)濟性判斷標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的可行性，將篩選后的數(shù)據(jù)依據(jù)可行標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)進行評估確定風(fēng)險值；其中，安全性指標(biāo)包括風(fēng)險下降值、風(fēng)險持續(xù)時間、風(fēng)險上升值，可靠性指標(biāo)是油井可用系數(shù)下降值，經(jīng)濟性指標(biāo)是維修收益值，所述油井可用系數(shù)下降值是從油井設(shè)備隱患排查故障率、標(biāo)定故障率、運行故障率中獲取，例如將油井設(shè)備隱患排查故障率、標(biāo)定故障率、運行故障率的平均值作為油井可用系數(shù)下降值。

設(shè)備根據(jù)其故障率情況可初步判斷設(shè)備所處技術(shù)壽命周期。

所述油井可用系數(shù)下降值也可以是如下描述：

初期故障率時期：當(dāng)設(shè)備剛安裝時會出現(xiàn)故障率較高，隨著設(shè)備使用時間的延續(xù)，故障率明顯降低。這個時間的長短與設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計與制造質(zhì)量有密切關(guān)系。

偶發(fā)故障時期：此時故障率大致區(qū)域穩(wěn)定狀態(tài)，處于一個較低的定制，且故障發(fā)生一般是隨機突發(fā)的，并無一定的規(guī)律。

損耗故障時期：經(jīng)過長時間使用故障率再一次上升，且故障帶有普遍性和規(guī)模性，說明設(shè)備逐步出現(xiàn)了老化、磨損以及疲勞的現(xiàn)象。

但是設(shè)備的全生命周期的管理僅依靠故障率一個指標(biāo)無法全面完整體現(xiàn)設(shè)備本身的現(xiàn)狀，因此本實施例包含了設(shè)備壽命管理、經(jīng)濟管理、重要度管理、地質(zhì)氣候管理多項因素指標(biāo)，將指標(biāo)量化后主要包括：[新度系數(shù)、重要度系數(shù)、復(fù)雜系數(shù)、故障變化指數(shù)、經(jīng)濟系數(shù)、環(huán)境因素]，其中：

設(shè)備新度系數(shù)表征設(shè)備的新舊程度，用使用年限t標(biāo)示；

故障變化率=故障率（t+1）-故障率（t）/時間t。

設(shè)備價值根據(jù)磨損經(jīng)濟規(guī)律是根據(jù)設(shè)備壽命周期費用lcc指標(biāo)進行綜合考慮，在樣本選取中l(wèi)cc經(jīng)濟指數(shù)=（單臺設(shè)備本身價格+單臺設(shè)備維修成本+單臺設(shè)備使用成本（標(biāo)定成本））/（所有設(shè)備本身價格+所有設(shè)備維修成本+所有設(shè)備使用成本）

設(shè)備重要度系數(shù)，重要度根據(jù)油氣地面生產(chǎn)工藝流程劃分：聯(lián)合站/接轉(zhuǎn)站>閥室/計配站>油井>水井，設(shè)置值分別為：5，4，3，2，設(shè)備重要度系數(shù)=單臺設(shè)備重要值/所有設(shè)備重要值總和。

復(fù)雜系數(shù)：單臺設(shè)備的復(fù)雜程度，越復(fù)雜說明維修越困難，復(fù)雜系數(shù)=單臺設(shè)備復(fù)雜值/所有設(shè)備復(fù)雜值總和。每個設(shè)備安裝設(shè)備分類進行設(shè)備復(fù)雜值初定，共有350類設(shè)備，分三個檔次極其復(fù)雜3，復(fù)雜2，一般1。

在評估中：建立由公式（1）和公式（2）形成的多目標(biāo)復(fù)合分析評分模型：

正向：（1）

反向：（2）

其中指所有策略在該準(zhǔn)則下的最大分值；指設(shè)謀策略在該準(zhǔn)則下的實際分值；指歸一化后的分值，再通過spss（統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案軟件）中的二階聚類算法，獲得如下表的4聚類分析結(jié)果：

將可能影像工藝流程的指標(biāo)數(shù)據(jù)輸入至該模型中，判斷指標(biāo)與工藝流程的相關(guān)性，從而判定是否選取該項指標(biāo)作為評價不同工藝流程等級運維的指標(biāo)。然后綜合應(yīng)用德爾菲方法確定各準(zhǔn)則權(quán)重，根據(jù)多位目標(biāo)符合分析模型得到的指標(biāo)，制作相關(guān)指標(biāo)權(quán)重表，挑選50位專家，并準(zhǔn)備背景相關(guān)資料，進行設(shè)計調(diào)查表，輪番征詢，經(jīng)過3-4次后，獲得相關(guān)論證調(diào)研的數(shù)據(jù)表單，得到各項指標(biāo)點的實際值，最后對所有指標(biāo)進行歸一化處理，得到多重效益評估的最終得分，形成不同工藝流程等級運維評價指標(biāo)權(quán)重模式，

因此：所述對應(yīng)不同標(biāo)記建立不同的運維措施的方法是：輸入所述不同標(biāo)記風(fēng)險評估結(jié)果的問題描述，根據(jù)問題描述通過運維策略基準(zhǔn)庫找到與之配對的運維方案，制定相關(guān)運維策略，包括更換或維修選擇、維修優(yōu)選排序、維修級別、日常巡檢周期和項目。

其中：所述運維策略基準(zhǔn)庫是通過針對不同類型風(fēng)險的運維指導(dǎo)意見庫、管控機制建設(shè)意見庫、故障模型庫、缺陷知識庫、風(fēng)險庫與專家經(jīng)驗庫，進行運維策略匹配算法構(gòu)建形成的。

實施例中：所述匹配算法采用的是k近鄰算法（nnh），原理是假定所有案例的特征矢量對應(yīng)n維空間的點，在這些點上建立一個特殊的金林查找結(jié)構(gòu)。

例如：在實際的運維過程中，如果設(shè)備可以根據(jù)上述聚類方法判斷設(shè)備所屬類別，則可對應(yīng)該類別設(shè)備的運維庫，但是實際中常會出現(xiàn)設(shè)備多個指標(biāo)與聚類四個中都有相似的地方，那么如何將其分類到上述四類設(shè)備中，則需要通過k最近鄰算法，上述中設(shè)備一共選取了5個指標(biāo)，則k=5，將設(shè)備的各類指標(biāo)在特征空間中分別與5個指標(biāo)進行計算歐氏距離，當(dāng)樣本中大多數(shù)指標(biāo)與某一聚類設(shè)備相近，則該設(shè)備屬于該類設(shè)備，這個算法是比較成熟的方法，將設(shè)備分類后對應(yīng)不同類別的運維策略則可直接運用到該設(shè)備中。

實施例2：

一種實現(xiàn)實施例1構(gòu)建油氣地面生產(chǎn)不同工藝流程差異化等級運維方法的系統(tǒng)，如圖1所示，包括數(shù)據(jù)分析處理服務(wù)器1以及與之連接的數(shù)據(jù)采集服務(wù)器2，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器通過互聯(lián)網(wǎng)與多個計算機終端3連接，計算機終端用于人工輸入所需的數(shù)據(jù)；其中，所述數(shù)據(jù)采集服務(wù)器還通過通訊網(wǎng)絡(luò)連接多個中繼服務(wù)站4，所述中繼服務(wù)站通過網(wǎng)絡(luò)連接多個分布在不同地點的油氣井?dāng)?shù)據(jù)采集控制柜5，在數(shù)據(jù)采集控制柜中設(shè)置有多通道數(shù)據(jù)采集控制器501，多通道數(shù)據(jù)采集控制器通過多路屏蔽線纜連接油氣井上油氣采集設(shè)備不同位置的傳感器6。

實施例中：所述通訊網(wǎng)絡(luò)是通過sim卡上網(wǎng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)。

實施例中：所述傳感器包括溫度、壓力、流量、閥門、電功率傳感器。

實施例中：所述流量傳感器是一體化多參量差壓流量計。將該流量計輸出至顯示屏的信號作為流量傳感器信號通過屏蔽線纜連接多通道數(shù)據(jù)采集控制器。