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云智慧开启油气设备振动监测新时代

---------专访中国振动工程学会振动与噪声控制分会副理事长沈松

□ 本刊记者 / 张瑜  

   石油天然气行业生产过程显著的特征之一就是连续性强，系统复杂，自动化程度高，设备分布范围广。而转动设备又是一种特殊而关键动力设备，它直接影响着机械设备正常的安全运行，在石油天然气领域中尤为重要。日前，中国振动工程学会振动与噪声控制分会副理事长沈松就石油天然气生产中机械设备振动监测技术相关问题接受了本刊记者的专访。

   “随着石油天然气产业进入复杂油气田的开发，在网络技术的支持下，油气藏监测数据与分析技术正在蓬勃发展，相关的一系列监测和检测技术也在向实时化、智能化、网络化和数字化方向发展。”沈松如是说，“云智慧测试技术将给自动测控技术带来一次变革，从技术上把单一的仪器模式变成一个全球互联网范围内的云模式。” 

设备稳定运行需要实时监测

    石油天然气生产过程中的机械设备结构复杂，设备机组转速高、流量大、功率大，各个部分相互联系，运行期间故障发生频率高，一旦因故障或事故停车，这将会影响整个装置的正常运作，从而阻碍石油天然气的顺利生产。

    沈松首先对油气行业设备监测难点及重要性进行了深入分析。他说，油气行业因为具有设备多、分布广的特点，决定了其在所用机械设备的实时监测或检测更精准，只有这样，才能确保设备的安全性和可靠性。但是，这些设备分布广，数量多，要求高，操作起来非常困难，工作量巨大，因此应用云智慧技术可以使油气设备的振动测量手段发生明显的变化。

   对此，沈松指出，云智慧技术革新优势的关键在于改变了传统的设备振动监测方式，易于操作，精准度高。在测试方法上，它改变了传统的人员现场测试的形式，打破了地域限制，通过互联网进行远程操控；在计算分析上，它改变了依靠单台的个人计算机的形式，将发挥计算机资源共享的特点，利用云计算中心的强大能力来高效处理大量的测试数据，减轻用户为追求速度而需要不断更新计算机硬件的问题；在工作模式上，所有的测试服务软件都只在云中心运行，操作人员的终端设备中无需安装测试分析软件，在进行每次试验任务时，根据需要从云中心获取相应的存储和分析服务即可，软件的商业模式将从产品变为服务。

创新测试技术 实现质的飞跃

要超越，必须有突破，有创新。沈松指出，云智慧主要有两个技术，一个是软件的云计算技术，一个是硬件的智慧技术，和仪器紧密相关的，要求这个仪器必须是很智能化、很自动化的，许多工作才能自动完成，直接与云计算取得联系。

目前常见的云计算大多是针对已有的数字化信息的处理，把数字化信息放到云中。与一般云计算所不同的是，云智慧技术则通过嵌入式硬件技术将云计算直接应用到工程实际中，使得工程现场的各种模拟量和数字量信息直接进入云中心，并进行自动化的处理，例如石油井架上的振动和应变等信息将实时地、自动地发送到云中。

 云智慧仪器是应用大量软件和嵌入式系统发展人脑工程，将虚拟仪器技术与云计算、互联网、物联网、网络高性能数采仪、智能传感器等高端技术融合起来，形成的云智慧测试分析仪器。

     谈到云智慧技术的发展情况，沈松说：“云智慧测试和云智慧仪器是基于互联网和云计算技术的第五代测试技术和仪器，由东方振动和噪声技术研究所应怀樵教授于2009年首次提出，2011年获得初步研制成功，并于2012年正式面向市场推广应用。云智慧测试系统中的前端智慧采集硬件、后端处理分析云计算中心和用户终端可分布在互联网的任意节点上。该技术将互联网技术、云计算技术和虚拟仪器技术有机整合，把测试技术提高到一个崭新的阶段，使分散在全世界范围内不同功能的测试设备与测试仪器通过云计算中心有机结合，实现了真正意义上的‘实验室云上走’”。

 测试精准  未来应用前景广阔

  云智慧技术能够及时发现机械设备故障与隐患，提高故障诊断效率，科学有效地掌握设备劣化的发展趋势。由此，用户可以采取具有针对性的设备维护、及时恢复性能等措施，从而实现设备零故障管理，提高设备运行的可靠性，满足设备稳定运行要求。

   “如今，云智慧技术在油气田开发中显示了其重要的地位和作用，”沈松表示，“云智慧测试技术已在渤海石油平台上得到了较好的应用，该平台的云智慧健康监测，可以随时随地掌控海上石油平台的状况，确保海上油井设备有效运行。”

   在他看来，采用云智慧测试技术的优势主要体现在三个方面：一是减少布线，采用分布式采集前段，可以极大减少传感器、仪器、供电等线缆的辐射，既节约成本，又减少系统受损几率，提高系统可靠性，远在海洋上的石油平台更是如此；二是数据融合，云监测系统设计了动态信号数据流和静态信号数据流，动态信号可以包含振动、噪声、冲击、应变、模态等信息，静态数据可接入温度、压力等信息，在云监测系统中不同类型的数据汇集一体，提供了更加准确的健康评估手段；三是随时随地，无论被监测对象处于何处，不论操作人员位于何地，均可随时掌控所有监测数据，这是云智慧监测的最独特性能之一。

    未来，云智慧技术将得到普及应用，成为测试的常见情形。在2013西南油气田前沿技术及团队培训中，沈松详细介绍了仪器网络化技术和云智慧仪器。他强调，云智慧技术将应用于各行业的各种信号测试上如电机、钻杆、管道等，包括温度、压力、振动、噪音等等。

   云智慧技术是各类数据和信息的集成融合，不仅仅是动态信号，如振动、冲击等，也可以是静态信号，如温度、压力等，还可以是控制信号，如生产的各种控制量。同时，它还是不同类型的信息进行数据融合，因而云智慧技术更全面、更有效、更准确。