一种石油天然气管道行业设备可靠性数据采集方法及系统

摘要

一种石油天然气管道行业设备可靠性数据采集方法及系统，包括如下步骤：(1)获取管道行业输油站场工作区域内待采集可靠性数据的设备清单；(2)根据管道行业标准和工程经验对设备边界进行划分；(3)依据层次编码法设计设备代码与ECDD法设计失效模式代码；(4)制定设备可靠性数据采集表格(5)制定数据采集规则及说明；(6)将合格的高质量数据录入设备可靠性数据库；(7)构建可靠性数据库运行框架，实现数据的本地与远程共享。本发明将石油天然气管道行业设备所有采集的数据通过可靠性数据库进行统一管理，并将设备检测、维修、改造、更换、报废等数据信息及时更新，共享至各部门，逐步建立石油天然气管道行业可靠性数据库。

说明书

技术领域

本发明涉及设备可靠性数据采集方法，特别涉及石油天然气管道行业设备可靠性数 据采集方法及系统。

背景技术

由于石油、天然气管道运输行业属于高危行业，许多设备功能是否能够正常运行都 是相互关联的，一件可靠性较差的设备就可能会造成全管线的停产并产生高昂的维修费用， 严重时可能会酿成灾难性的后果。因此应该在设备可靠性、机械可靠性和维修等方面予以重 视，通过对设备可靠性数据的掌握与科学管理，将有助于对设备进行风险评估，有针对性地 进行预防性维修或更换。

国外有不少公司或组织开展了设备可靠性数据信息的采集与整理工作，有些公司还 配备了专门人员研究这些数据源及其内部的可靠性记录并维护可靠性数据库。国际上最著名 的设备可靠性数据库是挪威DNV发布的OREDA(Offshore Reliability Data)数据库，还有 EXIDA的安全设备可靠性手册，美国可靠性分析中心发布的《失效模式/机制分布》(FMD-97) 和《非电子部分可靠性数据》(NPRD-95)数据手册，化工过程安全中心发布的《过程设备可 靠性数据指南》等。这些工业可靠性数据库和手册均为国外安全相关产品设备的可靠性数据 信息，为我国的安全设备可靠性数据库的建立提供了有益的参考。但是，这些国外可靠性数 据库均未给出具体的数据采集方法和系统实现技术。

目前，我国对工业安全相关系统设备的可靠性数据信息的采集和整理工作的还没有 系统展开，还没有建立可供使用的工业可靠性数据库，在可靠性数据的获取、计算与分析等 方面的技术方法也缺乏。企业也缺乏完整和系统化的管理，也没有强大的历史数据、检测数 据做支撑，因此做设备的预防性维护变得比较困难。具体现状是，企业各设备数据没有进行 系统化的采集，且数据分布较零散，造成相关设备的日常故障和服务请求的处理、重大故障 的处理以及系统变更等运行维护工作滞缓，设备隐患不能及时发现，管理太被动，经常造成 不可预见的损失。因此，提高对安全相关设备可靠性数据采集工作的重视度，研究如何获得 高质量的可靠性数据信息并利用好这些数据进行计算以满足标准内容，对于推动功能安全相 关标准的应用具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一套石油天然气管道行业设备可靠性数据采集方法及系统， 以满足设备可靠性分析、风险评估和管道行业设备可靠性数据库建立的需求。

为了达到以上目的，本发明提供了一套石油天然气管道行业设备可靠性数据采集方 法及系统，该方法包括如下步骤：

(1)获取管道行业输油站场工作区域内待采集可靠性数据的设备清单；

(2)根据管道行业标准和工程经验对设备边界进行划分；

(3)依据层次编码法设计设备代码与ECDD法设计失效模式代码；

(4)制定设备可靠性数据采集表格，包括设备单元数据表格、失效数据表格、维修 数据表格；

(5)制定数据采集规则及说明，培训、动员和组织参与数据采集的人员进行可靠性 数据采集活动；

(6)基于Oracle平台开发面向企业级应用的设备可靠性数据库；

(7)剔除不合格的数据并反馈给数据采集活动，做出相应调整，并将合格的高质量 数据录入设备可靠性数据库；

(8)构建数据库运行框架，其中包括客户机(1)、客户机(2)、Web应用服务器(3)、 本地数据库(4)，实现可靠性数据库本地与远程共享。

本发明将所采集到的设备单元数据、失效数据、维修数据通过可靠性数据库进行统 一管理，大大降低数据管理的难度，使管理和共享效率更高，并将逐步建立并完善属于本行 业的安全设备可靠性数据库，对于设备风险评估，有针对性地进行预防性维修或更换具有重要 意义。

附图说明

图1是输油站场工作区域内设备可靠性数据采集及系统流程图；

图2是输油站场工作区域内设备已有可靠性数据信息来源示意图；

图3是输油站场工作区域内按等级划分的部分设备清单；

图4是输油站场工作区域内设备基本数据采集表格；

图5是输油站场工作区域内设备失效数据采集表格；

图6是输油站场工作区域内设备维修数据采集表格；

图7是闸阀边界划分示意图；

图8是阀门设备细分代码示意图；

图9是阀门设备单元细分图；

图10是阀门设备单元专用数据采集表格；

图11是阀门失效模式代码及描述表格；

图12是设备可靠性数据库运行框架示意图；

图13是本地数据库通过远程网络连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

(1)获取管道行业输油站场工作区域内待采集可靠性数据的设备清单，管道行业输 油站场工作区域包括：输油泵房、加热系统、总阀室、清管器收发室、计量间、油罐区、站 控室、油品预处理设施、供电系统、供热系统、供排水系统、通讯系统、供风系统、阴极保 护设施、消防设施，图3是输油站场工作区域内按等级划分的部分设备清单；

(2)根据管道行业标准和工程经验对设备边界进行划分，以减少可靠性数据的重复 采集，对设备边界进行划分的工程经验规则如下：

(a)如果专门指出边界包括连接件，则应将其包含在边界内，否则不应包含在边界 内，如果发生在连接部分的失效不能仅仅归于连接件，还应包括在边界定义之内；

(b)动力机和从动装置使用一个共同的子单元，这个子单元的失效归于从动装置所 属的边界；

(c)如果仪表对设备单元出现问题具有特殊控制或检测功能或安装在设备单元上面 时，则将仪表包括在边界内，较通用的控制和监测仪器按规则不应包括在边界内；

图7为闸阀边界划分示意图；

(3)依据层次编码法设计设备代码与ECDD法设计失效模式代码，以便于后期软件 编制，设备数据查找及设备管理；

为设备进行层次编码的规则是：地理位置代码/站场名代码/工艺区代码/设备单元代码 /子单元代码/零部件代码，例如：NW/XY/PIG/PIP/PIL/LUB/VA-GA代表的是：西北/咸阳/清 管区/管道/润滑单元/闸阀；CC/ZZ/PIG/PIP/LUB/VA-GA代表的是：华中/郑州/清管区/管道/润 滑单元/闸阀；

ECDD法设计失效模式代码的原则是：设备名称/失效模式代码/失效模式定义/失效模 式描述；

例如阀的设备细分代码如图8，阀失效模式代码及描述如图11；

(4)制定可靠性数据采集表格，主要包括：设备单元数据表格如图4、失效数据表 格如图5、维修数据表格如图6，表格中标注“*”的为建议最少需要采集的数据项目；

(5)在不影响企业正常生产运作的前提下，培训、动员和组织参与数据采集的人员， 其中包括数据来源说明，设备运行原理，软件工具，运行人员和技术专家的参与，对可靠性 数据分析应用的理解或有相关经验，确保参与人员对设备运行条件和数据的质量要求具有一 定深度理解；

(6)基于Oracle平台开发面向企业级应用的设备可靠性数据库，数据库中包含的数 据项目参照数据采集表格中的项目，数据库的开发可以放在前期进行，后期做出改进；

(7)剔除不合格的数据并反馈给数据采集活动，做出相应调整，并将合格的高质量 数据录入设备可靠性数据库，这里的高质量数据的特征如下：

(a)满足数据采集计划要求的完整的数据项目；

(b)符合数据采集计划中关于可靠性的参数，数据类型和格式的定义；

(c)采集样本的数量符合要求，符合预先规定的监测周期；

(8)构建可靠性数据库运行框架，如图12，其中包括客户机(1)、客户机(2)、 Web应用服务器(3)、本地数据库(4)，实现可靠性数据库本地与远程共享，数据库运行框 架采用客户机-服务器、浏览器-服务器两种模式并行运行，其中，客户机(1)通过Web应用 服务器(3)以浏览器或远程登录客户端获取本地数据库(4)或本地数据库(5)的数据，客 户机(2)可以直接通过本地网络环境获取本地数据库(4)的数据，本地数据库(4)或本地 数据库(5)可以是处于不同地区的数据库，通过远程连接网络连接，如图13所示；

关于已有的设备可靠性数据信息的获取途径如图2，数据库保持也是很重要的一方 面，如设备检测、维修、改造、更换、报废等数据信息也应及时更新到可靠性数据库，并共 享至各部门，以便做出合理决策。

下面是针对阀门设备可靠性数据采集与系统实现的具体实施例。

本实施例选择的是某输油站场处于常开状态的闸阀，通过对闸阀已有相关参数、失效及维修 记录的调查，得出如下的调查结果如表1～表4所示：

表1采集到的闸阀基本数据

表2采集到的闸阀失效数据

表3采集到的闸阀维修数据

表4闸阀专用数据

将采集到的闸阀的相关数据录入可靠性数据库，并保持对数据的更新，后期通过对 该设备失效及维修状况的分析，以得出闸阀用在石油天然气管道行业的可靠性参数，为安全 决策提供指导。

最后所应说明的是：以上实施例仅以说明而非限定本发明的技术方案，尽管参照上 述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进 行修改或者同等替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在 本发明的权利要求范围当中。