管道泄漏監(jiān)測(cè)信息集成應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)

龍濤+++龐道紅++++鄧?yán)?+++張艷春

【摘要】管道泄漏監(jiān)測(cè)不僅是油田企業(yè)生產(chǎn)要求，也是安全環(huán)保的需要，油田企業(yè)越來(lái)越重視對(duì)管道泄漏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理。本文以大港油田為實(shí)例，分別從管道泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展、系統(tǒng)框架、功能組成、應(yīng)用效果等方面，描述了基于不同泄漏監(jiān)測(cè)技術(shù)的、分布式部署的管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的集成管理與應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)應(yīng)用效果進(jìn)行了描述。

【關(guān)鍵詞】大港油田；管道；管道泄漏；監(jiān)測(cè)

1引言

管道監(jiān)測(cè)的技術(shù)體系存在很大差異，除了儀表等硬件設(shè)備不同外，其他方面差異有：使用的數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)不同，底層數(shù)據(jù)管理方式不同，包括SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理、Access數(shù)據(jù)庫(kù)管理、文件方式存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)計(jì)算方法不同，系統(tǒng)采用的技術(shù)不同，各自有自己的功能特點(diǎn)。此外，油田之前部署的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是C/S客戶端模式的，這種運(yùn)行模式有管理困難、數(shù)據(jù)無(wú)法共享、信息報(bào)送不及時(shí)、軟件維護(hù)成本高等弊端。基于上述原因，需要從整體出發(fā)、綜合考慮建設(shè)一套適用于全油田的管道泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息共享、降低運(yùn)維成本、對(duì)管道有效管理。

2技術(shù)發(fā)展情況

大港油田近年來(lái)已經(jīng)安裝過(guò)的監(jiān)控系統(tǒng)均采用負(fù)壓波監(jiān)測(cè)定位技術(shù)，隨著管道的建設(shè)，各種監(jiān)測(cè)技術(shù)也在不斷發(fā)展，管道泄漏的監(jiān)測(cè)方法很多，但其中很多方法都有成本高、操作難的缺點(diǎn)。次聲波技術(shù)用于監(jiān)測(cè)管內(nèi)流體在突破管壁束縛時(shí)產(chǎn)生的次聲波。實(shí)踐中，該波特性受管內(nèi)的雜波影響極小，傳播速度恒定，信號(hào)能夠非常清晰地傳遞到遠(yuǎn)端接收單元，為準(zhǔn)確定位創(chuàng)造了條件。

近幾年來(lái)，GIS（地理信息系統(tǒng)）信息技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于油田的地面工程和鉆井工程系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)成功地將次聲波管道泄漏監(jiān)測(cè)定位技術(shù)和GIS技術(shù)結(jié)合并應(yīng)用在一起的綜合管理平臺(tái)。以GIS為基礎(chǔ)，建立可視化的管道監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，構(gòu)成完整的管道安全管理體；直觀的人機(jī)界面方便了管理人員的操作和對(duì)泄漏發(fā)生地信息的即時(shí)了解；精確快速的報(bào)警系統(tǒng)確保泄漏在最短時(shí)間被發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)保證了有關(guān)部門和單位能在最短時(shí)間到達(dá)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，借用通信網(wǎng)絡(luò)和信息化技術(shù)，管理人員可以對(duì)管道情況進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)集中管理和數(shù)據(jù)信息共享，符合管道管理中對(duì)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和安全管理要求。

3建設(shè)框架

基于信息共享、統(tǒng)一管理原則來(lái)規(guī)劃系統(tǒng)總體建設(shè)方案：取消目前各管道部署的客戶端監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改為用戶終端，集中部署B(yǎng)/S模式的管道泄漏監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)并建立一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)所有管道監(jiān)測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)，并與GIS集成。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

4功能組成

4.1數(shù)據(jù)庫(kù)模型建設(shè)

依據(jù)目前使用的管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)果數(shù)據(jù)構(gòu)建基于Oracle的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，主要存儲(chǔ)管道信息、監(jiān)測(cè)點(diǎn)的時(shí)間、溫度、流量、壓力、位置距離等信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)集中有利于保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性，數(shù)據(jù)共享有利于支持其他信息系統(tǒng)的建設(shè)。

4.2管道泄漏監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的建設(shè)

管道泄漏監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)為B/S結(jié)構(gòu)，主要由數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)視處理系統(tǒng)三大部分組成。

1） 數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)對(duì)次聲波信號(hào)和流量信號(hào)進(jìn)行采集和處理。

2） 通訊系統(tǒng)通訊系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊方式將分析結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒅行臄?shù)據(jù)庫(kù)。

3） 數(shù)據(jù)監(jiān)視處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)視處理系統(tǒng)安裝在信息中心的虛擬服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)分路采集集中監(jiān)控的目的。中心處理軟件主要有參數(shù)設(shè)定模塊、報(bào)警模塊、處理系統(tǒng)分析模塊、處理系統(tǒng)計(jì)算模塊、處理系統(tǒng)濾波模塊、處理系統(tǒng)脈沖信號(hào)處理模塊、處理系統(tǒng)譯碼模塊、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、故障診斷模塊、管道數(shù)據(jù)庫(kù)模型模塊、應(yīng)急中斷管理軟件、歷史數(shù)據(jù)查詢模塊、模擬信號(hào)處理模塊、識(shí)別軟件、同步計(jì)時(shí)模塊、同步顯示模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)控制模塊等軟件。

主要功能是對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算以曲線和數(shù)字兩種形式顯示負(fù)壓波、流量的瞬時(shí)值，聲光報(bào)警及定位，以及自學(xué)習(xí)、設(shè)備故障自我診斷功能、自適應(yīng)、自識(shí)別、自糾錯(cuò)等功能。系統(tǒng)還可采用GPS授時(shí)解決上下游檢測(cè)設(shè)備的時(shí)間同步問(wèn)題。

可以將報(bào)警信號(hào)進(jìn)行分級(jí)：A級(jí)為確認(rèn)報(bào)警、B級(jí)為疑似報(bào)警，給管理人員提供參考。

4.3基于GIS的的綜合監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的建立

在大港油田原衛(wèi)星圖片和矢量地圖的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于GIS圖形化的綜合展示平臺(tái)，以.NET FrameWork 為開(kāi)發(fā)平臺(tái)通過(guò)圖的方式給人直觀的展示界面。

1） 系統(tǒng)安全認(rèn)證方式中油AD域用戶認(rèn)證模式和系統(tǒng)認(rèn)證模式相結(jié)合，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的安全性。

2） 系統(tǒng)主要功能模塊系統(tǒng)除了具有一般的圖形操作功能外根據(jù)用戶的需求增加八個(gè)功能模塊。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及曲線顯示：可以實(shí)時(shí)顯示首站、末站所監(jiān)測(cè)管道的流量、壓力、溫度等數(shù)據(jù)并以曲線方式跟蹤顯示。

歷史數(shù)據(jù)及曲線顯示：可以查詢指定時(shí)間范圍內(nèi)的首站、末站監(jiān)測(cè)記錄數(shù)據(jù)并以曲線方式顯示，可以選擇時(shí)間范圍，曲線畫面可任意構(gòu)成。

數(shù)據(jù)查詢：以列表方式顯示首、末站小時(shí)數(shù)據(jù)和分鐘數(shù)據(jù)，并提供數(shù)據(jù)下載。

簡(jiǎn)單報(bào)表：以表格方式顯示指定時(shí)間范圍內(nèi)的工況參數(shù)，表中各位號(hào)點(diǎn)可由用戶任意構(gòu)成。數(shù)據(jù)提供下載。

報(bào)警信息查詢：可以查詢指定時(shí)間范圍內(nèi)歷史報(bào)警情況。

報(bào)警信息圖形化顯示：系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，顯示管道首、末兩端的運(yùn)行數(shù)據(jù)，使人一目了然。發(fā)生泄漏時(shí)，可以通過(guò)閃爍、聲音報(bào)警等方式在電子地圖上標(biāo)示出具體位置，報(bào)警內(nèi)容包括管線名稱、報(bào)警級(jí)別、泄露點(diǎn)距首、末站距離、里程數(shù)、大地經(jīng)緯度坐標(biāo)、泄漏持續(xù)時(shí)間、流量、溫度、壓力等數(shù)據(jù)，讓人根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)一步判斷。另外，報(bào)警信息可以以手機(jī)短信的方式發(fā)送到管理員指定的手機(jī)號(hào)中。

流程圖顯示：顯示帶有實(shí)時(shí)工況參數(shù)的工藝圖，并可以拖動(dòng)位號(hào)（即某一設(shè)備）以改變數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置。由兩部分構(gòu)成：底圖和位號(hào)。底圖根據(jù)實(shí)際的工藝流程繪制，位號(hào)可根據(jù)需要添加或刪除。

網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)圖：網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)圖可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。如果某一處發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常，會(huì)在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)圖中實(shí)時(shí)顯示。

5結(jié)束語(yǔ)

（1）采集數(shù)據(jù)集中管理，有利于保證數(shù)據(jù)的完整性和安全性。數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)叫畔⒅行牡臄?shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員方便對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全管理，避免因?yàn)楦鱾€(gè)站點(diǎn)的計(jì)算機(jī)損壞而造成數(shù)據(jù)丟失，同時(shí)信息中心的服務(wù)器有更加完備的安全措施，能夠更好地保證數(shù)據(jù)的安全性。

（2）后期維護(hù)成本降低。將計(jì)算處理軟件放于信息中心服務(wù)器中，使得項(xiàng)目實(shí)施后的維護(hù)工作難度大大降低，由于各個(gè)站點(diǎn)只是作為客戶端瀏覽，不需要再進(jìn)行后期維護(hù)，所有的維護(hù)工作都將在信息中心服務(wù)器上完成，大大減少了維護(hù)成本。

（3）能夠更好地做到數(shù)據(jù)共享。隨著油田信息技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)的整合是一個(gè)大趨勢(shì)，而數(shù)據(jù)共享就要發(fā)揮很大的作用。改進(jìn)后的系統(tǒng)將各個(gè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)集中，方便與其他系統(tǒng)或其他項(xiàng)目共享數(shù)據(jù)，避免重復(fù)開(kāi)發(fā)。

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作者簡(jiǎn)介：

龍濤（1971-），男，四川瀘州人，成都科技大學(xué)，本科，工學(xué)學(xué)士，大港油田信息中心主任助理兼勘探開(kāi)發(fā)信息部主任，高級(jí)工程師；多年來(lái)從事勘探、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、工藝信息化技術(shù)研究與建設(shè)應(yīng)用，獲天津市、河北省、大港油田公司技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)多項(xiàng)，目前主要從事數(shù)字油田技術(shù)研究。endprint