改革與創(chuàng)新—井場設(shè)備信息化

【摘要】為適應(yīng)現(xiàn)代石油地質(zhì)勘探以及鉆井開發(fā)的需要，井場建立現(xiàn)代的信息技術(shù)管理平臺，以對于井場設(shè)備實(shí)施綜合信息化管理。從信息管理平臺應(yīng)用的角度而言，井場設(shè)備的信息化可以從地質(zhì)勘察、鉆井監(jiān)控以及井場綜合評價等幾個方面進(jìn)行綜合利用，以推動井場數(shù)字化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)井場的改革與創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】井場；信息化管理系統(tǒng)；創(chuàng)新

目前國內(nèi)外大型的鉆井公司對于井場設(shè)備的信息化程度都非常重視。中國的石油企業(yè)面對國外信息管理的挑戰(zhàn)，也紛紛建立井場信息發(fā)布平臺，以收集大量的數(shù)據(jù)資源。在井場信息化系統(tǒng)中，主要運(yùn)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)井場設(shè)備信息的遠(yuǎn)程傳輸。在井場設(shè)備信息化設(shè)備的使用上，不僅具有較高的功能集成度，而且還具有穩(wěn)定可靠的性能，較強(qiáng)的適應(yīng)性和美觀的界面，都突出了軟件操作功能的完善。

一、井場設(shè)備信息化設(shè)計(jì)的原則

井場信息發(fā)布平臺系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集、數(shù)據(jù)信息的儲存、信息分析和處理的過程中，要結(jié)合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，符合技術(shù)規(guī)范，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析之后，在信息網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布。為了確保信息資源的完整和持續(xù)，要對于儲存數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)研究，并采用多種數(shù)據(jù)庫接口，以確保數(shù)據(jù)有效利用。

首先，井場信息平臺發(fā)布系統(tǒng)要具有安全性。系統(tǒng)用戶要根據(jù)實(shí)際需要對系統(tǒng)的使用性能進(jìn)行擴(kuò)充和裁剪，以確保井場設(shè)備信息系統(tǒng)能夠高效可靠地運(yùn)用。對系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行安全設(shè)計(jì)，要注意網(wǎng)路結(jié)構(gòu)建設(shè)，采用軟件和硬件的安全防范技術(shù)，提高信息系統(tǒng)的安全度。

其次，數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)要具有開放性。信息系統(tǒng)所采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是國際通用的，系統(tǒng)可以任意制定任務(wù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)任意描述。為了能夠快速擴(kuò)展業(yè)務(wù)，考慮到系統(tǒng)操作人員并非專業(yè)的計(jì)算機(jī)人員，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上要界面美觀，設(shè)計(jì)簡潔，在系統(tǒng)的配置上，要利于開發(fā)和維護(hù)，符合軟件開發(fā)和維護(hù)人員的操作使用習(xí)慣。

再次，要建立起最優(yōu)投資原則，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的優(yōu)化整合。在系統(tǒng)構(gòu)建的性價比要求較高的情況下，無論是軟件和硬件平臺的選擇，還是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的選擇，都要遵循最優(yōu)投資原則。

二、井場信息管理平臺的架構(gòu)設(shè)計(jì)

井場信息管理平臺的架構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括三個組成部分，即信息數(shù)據(jù)中心、信息數(shù)據(jù)的采集以及信息的發(fā)布。

（一）信息數(shù)據(jù)中心

信息數(shù)據(jù)中心的組成為若干個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組，每一組數(shù)據(jù)庫服務(wù)器包括多個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，服務(wù)器組之間進(jìn)行動態(tài)實(shí)時和定期備份，以防硬件故障造成停機(jī)。信息數(shù)據(jù)中心擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)集中存儲的任務(wù)，因此投資較大，通常每區(qū)塊或每鉆井公司建立一個即可。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通常采用多塊硬盤組成硬盤陣列，以保障系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全可靠性。當(dāng)信息用戶訪問信息系統(tǒng)平臺時，數(shù)據(jù)庫一旦有故障發(fā)生，系統(tǒng)就會向備用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器自動轉(zhuǎn)向，而用戶并不會感到異常。

（二）信息數(shù)據(jù)的采集

實(shí)現(xiàn)井場設(shè)備信息化，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集是信息電子化的第一步。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括三個部分，即數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、C/S結(jié)構(gòu)信息通訊系統(tǒng)、現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫。數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊主要功能是將電壓的高低、電流的大小、電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、壓力表的讀數(shù)、泥漿罐液位的高低、鉆井大繩的拉力、井架底座在壓力下的細(xì)微形變等模擬量轉(zhuǎn)化為可以被電腦識別的數(shù)字信號。通過采用高分辨率的數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，可以得到精確的讀數(shù)，為鉆井操作決策提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。實(shí)時數(shù)據(jù)通訊模塊的主要功能是將數(shù)模轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信息傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備，連接主要通過LAN口或者232串口實(shí)現(xiàn)。

示例：VDX信息采集系統(tǒng)

分布于井場的現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫主要功能是將分布在井場的各個信息采集點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，存儲，并傳輸回區(qū)域或公司數(shù)據(jù)中心。顯然，現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫是井場與管理機(jī)構(gòu)信息聯(lián)系的樞紐，對于鉆井隊(duì)而言也是非常重要的。如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題，不僅對鉆井的進(jìn)度可能造成影響，更會影響到鉆井的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。此外，鉆井工作具有極高的危險系數(shù)，使用雙數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可以在應(yīng)急事件處理中，提高事件處理效率，并可在一個數(shù)據(jù)庫計(jì)算機(jī)硬件發(fā)生故障時，不會造成信息采集中斷。

井場設(shè)備在數(shù)據(jù)信息采集時，信息吞吐量較大，加之要求信息上傳的時效性，這就需要數(shù)據(jù)庫服務(wù)器有較大的信息存儲能力，以確保信息存儲和傳輸滿足實(shí)際使用要求。不僅如此，還應(yīng)當(dāng)有多條外部線路，以便使信息流量分散，確保信息周轉(zhuǎn)流暢。

（三）信息的發(fā)布

考慮到瀏覽井場信息的客戶端可能分布于全國甚至世界各地，因此信息發(fā)布要考慮用戶使用方便，不應(yīng)當(dāng)要求每個客戶再額外安裝軟件、客戶端等，并要兼容目前的主要操作系統(tǒng)，因此宜采用web方式進(jìn)行發(fā)布。用戶首先要訪問信息發(fā)布的主頁，驗(yàn)證身份后，方可獲取數(shù)據(jù)。

在服務(wù)器端，根據(jù)用戶發(fā)出的查詢信息的請求，系統(tǒng)自動將查詢請求從主頁模塊轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組。為了確保信息傳輸?shù)陌踩?，需要對網(wǎng)路上傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加密，這在目前有比較成熟的算法來實(shí)現(xiàn)。比如可以采用SSL算法進(jìn)行安全驗(yàn)證。

三、設(shè)備信息化是井場改革和創(chuàng)新的關(guān)鍵

在井場的改革創(chuàng)新工作中，設(shè)備信息化成為了一個基礎(chǔ)平臺。要將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫開發(fā)與井場的現(xiàn)實(shí)工作需要相互吻合，就要對于系統(tǒng)的功能性設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)建立關(guān)聯(lián)，以利于用戶對數(shù)據(jù)資料的使用從抽象到具體，快捷而準(zhǔn)確地分析。

數(shù)據(jù)庫是信息發(fā)布的基礎(chǔ)。在井場的數(shù)據(jù)建設(shè)中，要使信息的條塊分隔消除，實(shí)現(xiàn)信息系統(tǒng)的軟件、硬件、信息資料等等的整合，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的高度共享，滿足井場各方面需求。目前常用的比較成熟的數(shù)據(jù)庫有微軟的SQL、開源的Mysql、以及Oracle等，均具有自動備份、災(zāi)難恢復(fù)等必備的功能，具體數(shù)據(jù)庫品牌產(chǎn)品的選擇，可視服務(wù)器操作系統(tǒng)而定。

結(jié)論

井場設(shè)備信息化系統(tǒng)，是對企業(yè)的基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化的關(guān)鍵一步，只有將基礎(chǔ)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息化存儲了，才能在日后進(jìn)行更加精準(zhǔn)地統(tǒng)計(jì)分析：如，可以通過建立井眼大小-井深-泥漿特效-柴油消耗的計(jì)算模型，來為基層隊(duì)績效考核中的柴油消耗定額提供科學(xué)的依據(jù)；或者根據(jù)鉤載-轉(zhuǎn)速-鉆機(jī)臺月-設(shè)備使用率的計(jì)算模型，來為基層隊(duì)績效考核中的修理費(fèi)定額提供測算依據(jù)?？冃Э己硕~的準(zhǔn)確性對于充分發(fā)揮績效考核促進(jìn)生產(chǎn)效率提高、降低成本消耗的作用是至關(guān)重要的，不恰當(dāng)?shù)亩~計(jì)算方法會使對井隊(duì)的績效考核效果變差，甚至產(chǎn)生反作用。長期來看，信息化后的生產(chǎn)數(shù)據(jù)對于井隊(duì)精確測算和控制成本、參與國內(nèi)國際鉆井項(xiàng)目的招投標(biāo)、降低庫存、減少設(shè)備修理甚至是降低井下事故率都有重要的意義。

綜上所述，井場設(shè)備信息化系統(tǒng)的廣泛使用堪為是井場工作的改革與創(chuàng)新，不僅可以為生產(chǎn)管理提供數(shù)據(jù)支持，而且還為企業(yè)的決策層提供重要的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]趙登榮，李新華.井場設(shè)備采集信息遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報（江漢石油學(xué)院學(xué)報），2010.32（05）.