石油測井企業技術標準體系設計與實踐

摘 要：企業作為科技成果創造和產品實現主體，其標準體系內在聯系的科學性，各子體系邏輯關系的合理性以及結構內容涵蓋的全面性，能夠充分體現并發揮標準化的支撐、服務和引領作用，在企業經營活動中至關重要。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，通過業務梳理制訂相關技術規范并融入數據管理系統，共同構建企業內部開放式研發平臺，實現技術資源共享復用，從源頭提升產品設計標準化與規范化。

關鍵詞：測井，標準化，技術標準體系，技術規范

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

0 引 言

企業標準體系通過統一協調企業各項業務與經營活動，均衡技術及產品實現過程與服務，從而為企業提供科學高效的管理手段，助力企業提高整體績效，實現可持續發展[1-2]，是企業戰略性決策的結果。隨著國家標準化深化改革的推進，建立完善的企業標準體系越發得到重視[3]。技術標準體系作為企業標準體系中一個科學、有機的整體，應不斷與企業發展戰略、經營管理和業務類型相適應。

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與制造維修業務。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研發、制造、服務、應用一體化的業務特點。同時中油測井將技術標準體系建設與裝備制造數字化、信息化、智能化建設相結合，促進了標準的統一和推廣應用。

1 技術標準體系設計

1.1 需求分析

隨著石油勘探開發技術發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，并且石油作業區域分布較廣，如各系列之間標準不統一，會對裝備動用效率帶來一定影響。為了循環利用內外部資源，快速響應市場，提升用戶滿意度，亟待統一測井系統技術標準，利用標準成果擴大品牌效應，打造測井創新生態圈和產業鏈。

2021年，為集中研發力量、消除技術壁壘，中油測井整合了內部研發業務，將原有單一的項目管理模式轉變為“平臺+項目”管理模式，構建機械、電路、軟件等專業技術的公共研發標準化平臺。由各“平臺”承接項目任務，按照研發設計流程統一、采集處理與控制統一、設計開發工具統一、測試試驗方法統一、機電接口及流轉數據統一、工藝技術文件統一、成果格式及可視化統一等要求輸出項目成果，實現技術沉淀與積累，逐步形成科技創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狀分析開展頂層設計，目標是建立新一代測井系統技術標準體系，夯實平臺基礎，實現測井裝備研發技術的統一，形成測井裝備研發新形態，持續推進標準化在企業中的重要作用。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方法，重點圍繞技術開發標準子體系建設，挖掘研發樣機或成熟產品中具有一定應用驗證基礎的通用、專用設計和開發要求，歸納整理制定成可遵循的規則，從而確定技術規范發布范圍和目錄。

1.3 結構設計

新一代測井系統技術標準體系結構設計，在公司標準體系框架下進行，通過識別公司研發設計、制造應用全過程中相互關聯、相互作用的標準化要素，按照GB/T 15497的要求構建[4]。包括產品標準、接入標準、設計開發標準、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調相互支撐，符合公司現行項目管理、生產管理、內控管理等流程。圖1為技術標準體系結構圖。

產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標準和公司企業標準。截至2022年底，已發布177項。其中電纜產品71項標準、隨鉆產品36項標準、套管井產品35項標準、橋塞與射孔產品15項標準、工藝工具及儀表產品20項標準。產品標準包括但不限于組成、技術要求、試驗方法、檢驗規則及標志、包裝運輸和貯存方式等核心技術要素。產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。需要明確的是產品標準應在樣機研制階段制定發布并實施。

接入標準面向內外部用戶，為使用者提供接入CPLog測井系統和CIFLog大數據平臺統一的技術要求和方法。按照序列結構劃分，屬于產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 ]。已發布的《CPLog測井系統接入規范》規定了通用要求、通訊協議、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、協議等技術指標與設計方面符合CPLog測井系統的統一要求。《CIFLog測井大數據平臺接入規范》規定了數據訪問、數據通訊、數據可視化等內容。接入標準約定了邊界和規則，便于用戶使用。兩項規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，增強系統兼容性、適用性。

設計開發標準是為設計開發過程或其結果提供規則、指南或特性，供研發人員共同使用和重復使用的文件。制定設計開發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“創新發展、標準先行”的理念，為填補設計開發標準的空白提供了思路和契機。設計開發標準依托系統設計、機械設計、電路設計和軟件設計四個專業化平臺，堅持測井裝備研發通用化、模塊化、標準化的原則，從規范相關設計工具和設計流程，建立通用、常用部件選用庫，統一機電結構等方面，匯總形成75項技術規范。圖2為技術規范分布圖。

制造工藝文件屬于企業內部規范性文件[6]，由設計人員負責編寫，按照嚴格的審批流程歸檔，經過小批量投產、批量制造不斷完善，形成產品生產過程中的指導支持性技術文件。中油測井執行企業標準QSY CJ 6002《裝備制造工藝管理規范》的規定，制造工藝文件規范齊全。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場操作人員開展作業。其格式遵循企業標準QSY CJ 6004《產品圖樣及設計文件規范》的規定。

試驗檢驗標準為測井裝備研發設計、制造維修與應用提供了統一把握的測試方法。測井儀器通用技術條件多見于石油行業標準，具體儀器或關鍵部件以企業標準居多。試驗檢驗標準的核心技術要素是試驗步驟和試驗數據處理，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、高度準確的特點。

2 設計開發標準內容與實施

2.1 編寫內容

設計開發標準已確定的75項技術規范中，歸屬系統設計平臺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。

系統設計規范涵蓋整個CPLog測井系統中能夠共用或復用部分的技術要求，例如《儀器總線設計規范》規定了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。《地面采集平臺設計規范》規定了地面采集系統的架構、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設計奠定基礎。

機械設計規范和電路設計規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、元器件等優選庫，包括指標要求與選型指導，供研發人員在設計功能相同或類似時遴選使用，例如《常用緊固件選用規范》《晶體振蕩器選型規范》等。針對研發周期長，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，實現結構化、模塊化、統一化設計，提高儀器設計可靠性，例如《承壓接頭機械設計規范》《電源模塊設計規范》等。機械和電路設計規范中還包含一類設計工具規范，例如《基于SolidWorks機械設計規范》和《電路原理圖設計規范》，進一步規范了適用于公司要求的專業軟件設計流程和使用規則。電路設計規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范》《核磁傳感器設計規范》等，作為測井儀器的關鍵部件同樣必不可少。

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

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

2.2 發布實施

設計開發標準的起草評審嚴格履行標準化制訂程序，由各專業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化完善，并隨著業務需求、技術發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，經過驗證后，也可修訂單項標準。

3 標準應用

為落實數字化轉型戰略，打造新一代CPLog測井品牌，圍繞“數智中國石油測井”目標，中油測井開展了裝備制造信息化系統建設[7]。本設計結合裝備制造信息化系統開展技術標準體系推廣應用，有利于測井裝備全產業鏈標準化，實現智能制造提速增效。

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

制造工藝AP/TP文件應用于制造執行系統MES（Manufacturing Execution System）中，為生產制造提供標準化的作業指導和檢測、檢驗文件模版。通過系統數據交互實現工作流程化、操作可視化、記錄標準化、報告自動化。圖4為AP/TP與MES系統數據交互示意圖。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，產生于企業的自身定位和發展規律。中油測井在“平臺+項目”的創新管理模式下，推動了本企業健全技術標準體系工作的開展，使設計開發標準子體系從無到有，促進了創新技術共享與集成，成熟技術定型與推廣，為石油測井裝備研發與制造規模化、數字化、智能化提供了支持與保障。設計開發標準覆蓋了企業的各項科技活動，具有技術儲備、指導和規范設計的作用，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，未能完全滿足研發設計需求等問題，需要在今后的應用分析和持續改進過程中，不斷積累經驗，進而固化形成具有本企業自身技術特點的標準化研究成果。

參考文獻

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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與制造工作。

（責任編輯：袁文靜）