往复式天然气压缩机智能化维护模式的探索

樊兴科(北京杰利阳能源设备制造有限公司，北京 100101)

0 引言

往复式天然气压缩机为油气田生产核心设备，目前主要用途有场站集输增压、气举采油、地下储气等，技术维护管理的主要目的是最大化发挥压缩机的生产价值，为用户创造最大的生产效益。目前设备维护管控措施主要依靠人的主观能动性，现场凭经验预防维护。

随着智能化网络时代的到来，大数据分析成了各行业研究推行的管理模式，其生产价值呈线性增长趋势；同时2015年5月国务院发布《中国制造2025》，明确提出把智能制造作为两化深度融合的主攻方向，各地政策文件如图1所示。而传统的油气田压缩机服务模式，主要依靠人的技能优劣，人才培养及维护成本投资较高；如何将大数据库及智能化诊断监测分析平台与压缩机维护管理模式相结合，有效提升维护设备使用寿命，降低生产运维成本，提高生产效率，成为传统设备生产加技术服务行业转型的必然趋势。

图1 各地生产智能发展政策文件

随着气田深度开发，地层储量衰减，压缩机组老化率的提升，压缩机的使用维护成本逐步提高，同时气田生产能力下降，用户的生产效益急剧缩水，对于成本管控越来越高，从而使得设备技术服务行业利润空间也进一步压缩，对于传统的技术服务行业冲击很大，且我国制造业职工工资以每年11.71%的复合增长率逐年上涨如图2所示，也迫使服务行业急需转型，来适应当下的用工环境，而智能化管理及大数据库分析，可有效加快服务行业的转型步伐，提高生产效率。

图2 2009—2018年制造业职工平均工资及增长比率

本文主要对当下的往复式天然气压缩机组服务模式进行研究分析，结合市场环境的变化，探索一条与智能化接轨的技术服务模式，改变传统的服务方式，形成新的技术服务+智能监控运营管理模式，促进压缩机技术服务行业安全平稳发展。

1 往复式天然气压缩机维护模式分析

目前往复式天然气压缩机维护主要依靠专业的技术人员及生产厂家维护所提供的技术资料来做压缩机日常维护管理，各种数据报表都要给予专业人员的分析判断，所运用的诊断设备较少，一是市场上有价值的设备较少，二是专业设备成本较高；同时专业设备给予人的技能要求较高，且设备运行维护的相关数据资料较多，无法很好的关联起来，导致数据堆积，没有发挥出数据的实际价值，制约设备维护管理水平进一步发展提升。

目前往复式天然气压缩机主要运营维护模式有驻站24h管家维护，定期巡站模式，故障维修模式，模式较单一，都要基于专业人员进行维护，存在人才培养周期长及高技能人才引进成本高的问题，同时仅仅是遵循厂家的技术手册要求，按时维护保养，设备故障时第一时间进行维修，智能预防维护管控措施仅有机组自带PLC参数显示及报警保护，对于设备运行性能评估未有分析措施。

人工智能及大数据时代的到来，可以说对大多数行业都是颠覆性的，对于传统的压缩机技术服务行业，智能化可将压缩机全生命周期的使用轨迹、维护数据、配件寿命等数据进行智能化分析，通过数据提前诊断分析设备运行状态，提前预防维护，保护核心部件的使用寿命，降低设备维修配件成本；其次根据数据科学的修订维护周期，防止设备过度维修，降低设备维护成本；同时将基础的数据整理工作交由智能云数据系统处理，解放劳动力，促进生产力；使技术人员做更具高价值的工作，降低人力成本，全面提升设备维护管理水平。

人工智能及大数据库已成为市场发展的必然趋势，传统的技术服务管理模式已经无法确保企业的生产效益，随着市场经济水平的不断发展提升，传统的维护管理成本会急剧增加，企业的利润会进一步缩减；引进或自主开发智能化服务管理模式成为现状刚需问题如图3所示。

图3 传统技术服务模式与智能服务模式功能示意图

2 石油化工设备智能化维护模式应用案例

目前市场上大型压缩机制造厂商在压缩机选型设计及配件供应都是基于平台化运营管理，客户将自己的需求通过平台进行反馈，厂商根据客户的下单需求，进行备货发放，需要确认的事宜电话沟通或现场实地考察，提高了过程工作效率及降低了过程管理成本。

CAT所生产制造的油气设备在出厂时已安装监控探头，结合网络数据传送，进行24h管家式监控服务，设备使用存在隐患时，会第一时间告知用户，设备需要检修，如遇到严重问题时，远程执行停机操作，有效防止设备的进一步恶化，保护客户的生产效益。同时各种运行使用数据会形成大数据库，既为用户节省成本，有持续为自己沉淀积累数据，不断提升设备生产性能品质[1]。

人工智能与服务业结合，远程监控操作系统，如钻井平台运用可成像远程监控钻机工作情况，降低人的维护成本及安全作业风险，对有问题的设备进行数据监控，系统自动预警，人员只需要维护有问题的设备，降低设备巡护重复性，使人员有精力解决设备切实存在的隐患，而不是疲于应对日常性工作。

3 压缩机智能化维护模式可行性分析

3.1 可操作性

市场上已经有成熟的系统平台开发商，服务单位可以根据自己的运营管理特性及自己需要实现的结果，委托专业的厂家进行开发搭建。

前期需要将往年的维护数据进行录入，工作量较大，在开发时应考虑省时省力数据录入上传功能模块；中期需要不断的与团队磨合，使人逐步适应运用平台维护管理。

后期根据系统平台性能分析，逐步开发BI大数据库，形成结论性管理成果，运用PDCA和SDCA质量控制固化模式，形成自主管理标准，同时不断扩充升级和完善系统功能，形成自主系统操作平台+技术服务维护管理模式。

3.2 使用效果

替代纸板资料，将维修、维护数据电子化系统化管理，降低资料整理存放管理成本，提高工作效率，同时更科学的进行数据源统计分析，形成成果性技术体系文件，全面提升技术服务管理水平。

在线监测设备运行状态，通过在线实时数据监控分析，找出存在隐患的设备，进行维护，提高设备运行效率，同时保护核心部件使用寿命，降低设备维护配件成本。

结合设备维护管理数据，诊断分析每个配件的使用寿命，优化调整设备检修周期，延长配件使用寿命，降低配件使用成本；同时促进供应商零备件性能的优化提升。

3.3 社会效益

智能化网络平台及大数据库，可以沉淀积累设备各部件配件使用寿命及设备使用性能情况，根据数据结果，促进压缩机零部件制造业的可持续化提升，同时为零部件材料的进一步发展提升提供实践数据依据。

根据大数据分析，可指导用户选择适用的压缩机设备，避免设备成本浪费；同时可以促进压缩机服务行业良性发展，且可推广至各类型机械设备技术服务行业，全面促进机械行业良性发展提升。

4 结语

综上，传统的往复式天然气压缩机服务管理模式转型势在必行，人工智能、网络系统平台及大数据库已经成为市场发展趋势；企业可根据所生产服务的压缩机特性，通过改造加装监测探头及开发线上平台化管理模式进行服务转型，将传统依靠人的服务模式转变为人工智能诊断维护模式，实现技术服务+智能监控运营管理模式，从而顺应市场发展需求，为企业降本增效。