TRIZ—提升测井技术创新能力与解决工程实际问题的有效手段

王芳

前言

人们普遍认为技术创新是可以通过某些方法产生的，但对创新方法缺乏了解，欲求无门。在寻找一些工程实际问题的解决方案中，通常采用头脑风暴法、试错法等方法。例如爱迪生实验发明灯泡就用了1600多种金属材料和6000多种非金属材料。碱性电池的发明经历了50000多次失败，查尔斯·固特异用毕生精力只解决了一个难题。命中率低、耗时长，难以解决复杂的技术问题是上述方法的弊病。那么有没有一种有效的技术创新方法理论呢？回答是肯定的，TRIZ是当今世界范围内公认的技术创新最好的方法，是前苏联的国术，被喻为神奇点金术。

TRIZ理论方法与解题模式

TRIZ理论体系包括术语、工具和算法。其中工具又分为创新思维、创新规律和创新方法。

TRIZ创新思维方法

突破思维惯性的关键是对问题本质的深入准确的认识，这是创新性解决问题的前提。对于复杂的问题，只有摒除干扰因素，发现问题的根本所在，才可能更有效地解决问题。这就需要一些科学的方法，TRIZ理论就包含了许多系统、科学而又富有可操作性的创新思维方法，如多屏幕法、STC算子法、小矮人法、金鱼法、幻想法、最终理想解法等。

透过不同的角度看问题，有助于突破思维习惯的束缚，让许多看似很难、无从下手的问题变得简单。

1.TRIZ的40个发明原理

TRIZ认为技术系统的发展不是随机的，而是遵循同样的一些进化规律，所有的系统都是向“最终理想解”进化的，即用最少的资源实现尽量多的功能。TRIZ技术系统进化理论与达尔文的生物进化论、斯宾塞的社会达尔文主义被并称为“三大进化论”。它告诉我们技术系统是如何进化的，为技术创新指明方向。

例如收音机，它的进化之路是电子管收音机-晶体管收音机-集成电路收音机-MP3收音机-手机收音机。它的进化规律就符合TRIZ的进化法则。

2.TRIZ解题模式

利用TRIZ解决工程实际及创新问题是有明确的步骤的。

首先要对待解决的技术问题做详尽分析，可借助TRIZ的因果分析、系统分析、功能分析等分析方法，最終找出需要解决的根本问题，即TRIZ问题。

然后利用TRIZ工具如技术矛盾法、最终理想解法、40个发明原理和标准解等找出TRIZ问题的普适解。

最后应用行业知识，将TRIZ普适解具体化为针对该实际问题的具体解，就得到了解决方案。

TRIZ在测井工程中的应用

1.利用TRIZ系统功能分析与最终理想解法解决注水井同位素测井沾污问题

1.1问题描述

目前，吸水剖面测井主要采用的还是同位素示踪法。在测井过程中，同位素颗粒会沾污到节箍、配水器及管壁上，严重影响测量的准确度，给资料解释带来极大地困难。

1.2系统功能分析

功能分析的作用是发现并裁减系统中不必要的功能，完善或替代系统中不足或有害的功能，改进系统的功能结构，提高系统功能效率，最终确定关键问题，找到解决问题的方向。

系统功能模型

从功能模型中可以很直观地找出系统功能不足和有害功能，改善功能不足，减小或消除有害功能，从而找出根本问题，即同位素颗粒易吸附到油污和沉积到工具上。

1.3运用TRIZ工具解决问题-最终理想解法

在解决问题之初，自先抛开各种客观限制条件，通过理想化思想来定义问题的最终理想解。在给定的条件或约束下，最终理想解是“消除不足，保持优点，没有复杂，没有缺陷”。据此，在上面找出的资源中寻找解决方案。共提出三个技术方案。

F1：给同位素颗粒表面增加不沾油涂层，可以采用纳米技术，使其具有不浸油和水的特性。

F2：在测井前借助热场和化学场或声场清洗井下管柱工具，清除或减少死油。

F3：改进井下工具的结构，减小工具组件间的空隙，以减少同位素颗粒在工具上的沉积。

F4：利用TRIZ的不足或过量作用原理，加大同位素的量，以部分抵消同位素粘污对测量的影响。

F5：利用TRIZ预先防范原理，先注入冷球（无同位素）让其吸附沉积到管壁及工具处，再同位素测井。

对以上方案进行评价，从中选出可行方案为F2、F5。

2.利用TRIZ九屏图法预测测井装备发展趋势

2.1问题描述

预测未来的测井装备如何演变，从而为分公司科技发展规划及专利布局提供参考和帮助。

2.2九屏幕法

TRIZ的创新思维方法及进化法则，可以创造性地开拓思维，并利用技术系统的进化规律，预测技术系统的未来。比较常用的方法如多屏幕法、STC算子法、小矮人法、金鱼法、幻想法、最终理想解法等。

电缆遥测系统是测井装备的一个核心技术系统，以此为当前系统，采用九屏幕法创新思维。

可以预见未来的地面系统将进化为增强型电脑，符合TRIZ进化法则9与10。地面系统的主要功能将转到如何更好地分析和利用数据，给出直观快速的解释上来。同理，可以预测未来的井下仪器将进化为具有网络接口的嵌入式智能终端，随着电缆数传瓶径的消除，它能提供的信息量将极大丰富，智能化水平大大提高。操作员可通过电脑以网页浏览的方式实时查看井下仪器状态及地层信息，方便直观。

通过以上分析，测井装备未来发展的核心技术将是网络通信技术、嵌入式系统开发技术、数据分析技术。因此建议分公司在制定长远科技规划时应重视这些技术的推进，做到早投入、早布局。

结束语

TRIZ作为专门研究技术发明与创新的理论，可以帮助人们打破思维定式、拓宽思路、正确地发现产品或系统中存在的问题，找到具有创新性的解决方案。而且TRIZ理论可以应用在不同的工程及科学领域，具有很强的适用性。当然，任何方法都不是万能的，对于复杂技术问题的解决还需要相应的行业知识及知识库的支持。对于学科前沿技术、基础理论研究及管理问题，TRIZ也是不适宜的。另外TRIZ本身也需要不断地发展和完善。目前，大庆油田开发已进入中后期，不断出现的新情况、新问题对测试技术提出了更高的要求，测试技术与仪器创新势在必行。“工欲善其事，必先利其器”，学习并有效运用TRIZ这一技术创新利器，必将大大提升测井技术创新能力，提高创新效率，从而快速有效地找到新方法，推出新仪器，解决新问题，为油田可持续发展提供强有力的技术保障。

（作者单位：大庆油田测试技术服务分公司研发制造中心）