基于移動終端的油氣開發(fā)數(shù)據(jù)采集模式探索

張?zhí)K 張桂鳳 黎萌 張華義 陳果

[摘? ? 要] 為了實(shí)現(xiàn)油氣開發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)得到及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的采集，避免在基層存在多個相互獨(dú)立的系統(tǒng)均有數(shù)據(jù)采集模塊，導(dǎo)致員工重復(fù)錄入和錯誤錄入等問題，通過調(diào)研某油田企業(yè)目前數(shù)據(jù)資源管理現(xiàn)狀，剖析了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模式，即“生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)自動采集+人工集中手動錄入”，發(fā)現(xiàn)其尚未在數(shù)據(jù)發(fā)生的作業(yè)區(qū)層級建立一套統(tǒng)一的、便利的、全面的數(shù)據(jù)采集模式。文章通過建立一套覆蓋作業(yè)區(qū)管理層級和一線操作層級的優(yōu)化通用管理流程，將日常數(shù)據(jù)采集融入流程中，借助于移動終端和云網(wǎng)端各類應(yīng)用，提出了一套全新的數(shù)據(jù)采集模式，即“生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)或SCADA系統(tǒng)自動采集+日常操作中現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)錄入”，徹底解決數(shù)據(jù)重復(fù)錄入和錯誤錄入等問題，減輕了員工工作量，提升了工作效率，優(yōu)化了生產(chǎn)管理方式。

[關(guān)鍵詞] 移動終端;數(shù)據(jù)采集;通用流程;作業(yè)區(qū)

1? ? ? 信息化時(shí)代數(shù)據(jù)資源的重要性

隨著信息化時(shí)代的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)在行業(yè)中的重要性是不言而喻的，它是一個企業(yè)的靈魂，是精準(zhǔn)的營銷和良性發(fā)展的支撐和探索。如果企業(yè)想持續(xù)性的發(fā)展就應(yīng)該懂得重視數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、用數(shù)據(jù)說話。在石油行業(yè)中，雪佛龍公司對儲層分析的識別過程中使用了地震數(shù)據(jù)分析，并正在尋找能夠更精確地使用更多數(shù)據(jù)的方法。巴西國家石油公司利用測井?dāng)?shù)據(jù)，來預(yù)測非常規(guī)井的產(chǎn)量，并通過衡量模型的預(yù)測精度，來客觀地評價(jià)模型。挪威某石油公司通過分析設(shè)備運(yùn)行的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，找出設(shè)備的最佳維保周期，對維保作業(yè)停機(jī)計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備維保周期最大化，同時(shí)減少設(shè)備因超負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的故障發(fā)生。在信息化時(shí)代和大數(shù)據(jù)云計(jì)算的背景下，數(shù)據(jù)凸顯出日益重要的作用，如何準(zhǔn)確完整快捷地采集各類數(shù)據(jù)是擺在石油行業(yè)各領(lǐng)域面前的重要問題。

2? ? ? 油田公司數(shù)據(jù)資源管理現(xiàn)狀

隨著石油勘探開發(fā)工作的不斷深入，國內(nèi)油田數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸性增長，包括地質(zhì)、測井、物探、開發(fā)等各個環(huán)節(jié)中積累的數(shù)據(jù)。在油氣開發(fā)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，目前油田公司尚未建設(shè)統(tǒng)一的覆蓋作業(yè)區(qū)及生產(chǎn)一線井站的管理信息系統(tǒng)，未能實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)分類錄入、避免數(shù)據(jù)重復(fù)錄入和二次錄入等問題。已建的各類集團(tuán)統(tǒng)建和公司自建信息系統(tǒng)，僅在作業(yè)區(qū)及以下設(shè)置數(shù)據(jù)錄入和審核等業(yè)務(wù)流程，尚未考慮作業(yè)區(qū)生產(chǎn)信息化管理需求，且基于業(yè)務(wù)主導(dǎo)和垂直管理模式建設(shè)的信息系統(tǒng)導(dǎo)致信息孤島和數(shù)據(jù)重復(fù)加載，亟需轉(zhuǎn)變思路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中采集、數(shù)據(jù)共享支撐各類業(yè)務(wù)管理信息系統(tǒng)。

2.1? ?信息系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀

A2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、部分動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和配產(chǎn)配注和開發(fā)井產(chǎn)能建設(shè)核心數(shù)據(jù)采集。A5系統(tǒng)主要包括采油氣工程和地面工程業(yè)務(wù)兩大部分。采油氣工程業(yè)務(wù)包括：規(guī)劃方案管理、完井管理和采油生產(chǎn)管理等;地面工程業(yè)務(wù)包括前期管理、地面建設(shè)管理、地面生產(chǎn)管理、綜合管理等。目前涉及錄入的數(shù)據(jù)包括集輸與處理系統(tǒng)動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)，水處理系統(tǒng)動態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)，加藥記錄維護(hù)等。

一線場站基礎(chǔ)資料標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：數(shù)據(jù)采集、報(bào)表生成、報(bào)表審核。數(shù)據(jù)采集包括兩種方式：一是生產(chǎn)類數(shù)據(jù)從信息化平臺自動獲取;二是非生產(chǎn)類數(shù)據(jù)，系統(tǒng)提供錄入界面，由場站人員手動填報(bào)。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、報(bào)表生成和審核功能。

2.2? ?傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模式

目前油田公司的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)多由物聯(lián)網(wǎng)或SCADA系統(tǒng)自動采集，其余大量的數(shù)據(jù)需要通過人工采集集中錄入，首先需要一線場站員工在巡檢或維護(hù)過程中記錄數(shù)據(jù)，再在值班室或中心井站集中錄入，如圖1所示。傳統(tǒng)的人工采集模式缺點(diǎn)：一是數(shù)據(jù)采集和上報(bào)的規(guī)范未進(jìn)行控制;二是未明確數(shù)據(jù)采集和上報(bào)的崗位和時(shí)間等;三是大量的數(shù)據(jù)需要集中錄入增加了員工的工作量;四是人工記錄容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

3? ? ? 基于移動終端的作業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)采集模式

在油氣生產(chǎn)過程中，一線員工使用移動終端能夠完成覆蓋生產(chǎn)現(xiàn)場核心業(yè)務(wù)的全部工作內(nèi)容，本文重點(diǎn)研究了數(shù)據(jù)采集方面的應(yīng)用。通過建設(shè)面向作業(yè)區(qū)基礎(chǔ)工作管理為核心的工作管理流程，強(qiáng)化操作（作業(yè)）過程指導(dǎo)，將數(shù)據(jù)采集融入工作過程。

3.1? ?移動終端應(yīng)用框架設(shè)計(jì)

本文在移動應(yīng)用技術(shù)架構(gòu)中，保持系統(tǒng)整體的SOA架構(gòu)思想，利用數(shù)據(jù)服務(wù)層提供的公共數(shù)據(jù)服務(wù)和專業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)支持移動應(yīng)用需求。基于Android應(yīng)用開發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)移動端應(yīng)用功能開發(fā)，如圖2所示。

數(shù)據(jù)源層：通過SOA技術(shù)平臺中的DSB產(chǎn)品，獲取發(fā)布在DSB服務(wù)總線上來源于A1、A2、A5、A11、井下作業(yè)管理系統(tǒng)的專業(yè)數(shù)據(jù);通過SOA架構(gòu)的數(shù)據(jù)訪問框架，統(tǒng)一安全認(rèn)證，提供組件化動態(tài)配置，數(shù)據(jù)持久化透明，數(shù)據(jù)緩存機(jī)制，為應(yīng)用服務(wù)層封裝了Web Service服務(wù)接口。

數(shù)據(jù)服務(wù)層：集成到企業(yè)服務(wù)總線上的基礎(chǔ)公共數(shù)據(jù)服務(wù)，以及按照SOA服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開發(fā)的系統(tǒng)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù);基于SOA松耦合特性，需要對各種服務(wù)進(jìn)行注冊，以方便服務(wù)提供者發(fā)布自己的服務(wù)、服務(wù)消費(fèi)查找所需的服務(wù)。服務(wù)注冊中心需要提供分類管理能力，實(shí)現(xiàn)對服務(wù)的搜索。

移動應(yīng)用技術(shù)：基礎(chǔ)技術(shù)（應(yīng)用程序基礎(chǔ)框架）是Android應(yīng)用開發(fā)的基礎(chǔ)，該層提供了很多的核心功能組件，應(yīng)用程序可以直接使用其提供的組件快速應(yīng)用到程序中，也可以通過繼承實(shí)現(xiàn)個性化的拓展。如Activity Manager管理各個應(yīng)用程序的生命周期以及通常的導(dǎo)航回退功能。Content Provider通過內(nèi)容提供器可以在不同的應(yīng)用程序之間存取或者分享數(shù)據(jù)。View System構(gòu)建應(yīng)用程序界面的基本組件。核心模塊：提供了數(shù)據(jù)服務(wù)層和移動應(yīng)用組件層之間的數(shù)據(jù)交互接口統(tǒng)一封裝，組件消息事件管理。

3.2? ?移動終端部署框架設(shè)計(jì)

部署架構(gòu)采用“云+網(wǎng)+端”部署模式，部署統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，現(xiàn)場操作人員采用移動終端、站場人員利用PC桌面，借助于網(wǎng)絡(luò)來使用云端的各類應(yīng)用。

應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：利用虛擬服務(wù)器軟件，將應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器統(tǒng)一部署，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)云網(wǎng)端部署。

辦公計(jì)算機(jī)：系統(tǒng)各類管理用戶通過有線網(wǎng)絡(luò)，使用各類應(yīng)用。

移動終端：在工作現(xiàn)場無公用網(wǎng)絡(luò)支持的情況下，一線井站用戶在作業(yè)區(qū)或中心站將工作有關(guān)的信息下載到移動終端上;操作時(shí)通過按照下載的操作步驟等信息，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場工作的支持，記錄工作結(jié)果并進(jìn)行暫存;在工作完成后，在作業(yè)區(qū)或中心站將與工作有關(guān)的操作結(jié)果上傳到系統(tǒng)中，如圖3所示。

3.3? ?優(yōu)化管理流程，構(gòu)建全新的數(shù)據(jù)采集模式

根據(jù)作業(yè)區(qū)日常工作特點(diǎn)，將基礎(chǔ)工作相關(guān)的管理流程歸納為巡回檢查、常規(guī)操作、分析處理、維護(hù)保養(yǎng)、檢查維修（施工作業(yè)）、變更管理、屬地監(jiān)督、作業(yè)許可管理、危害因素辨識、物資管理等10大類通用管理流程。

本文以巡回檢查為例，分析如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。圖4為巡回檢查流程圖，此流程可完成場站和管線定期進(jìn)行巡回檢查。如：單井站（井口區(qū)、藥劑加注區(qū)、水套爐加熱區(qū)、分離計(jì)量區(qū)等）、脫水站（三甘醇脫水裝置區(qū)、分子篩脫水裝置區(qū)）、電力線及電力設(shè)施巡檢等。此流程在巡檢記錄填報(bào)功能點(diǎn)處可以完成人工采集數(shù)據(jù)項(xiàng)采集，如單井員工日常巡檢，可完成藥劑加注記錄填報(bào)等數(shù)據(jù);脫水站員工日常巡檢，可完成三甘醇脫水裝置運(yùn)行日報(bào)表和分子篩脫水裝置運(yùn)行日報(bào)表等數(shù)據(jù)。

4? ? ? 現(xiàn)場移動終端應(yīng)用場景設(shè)計(jì)

如圖6所示，一線井站操作用戶根據(jù)任務(wù)來源，進(jìn)行作業(yè)前準(zhǔn)備，并由作業(yè)監(jiān)督人在移動終端上進(jìn)行確認(rèn)。在現(xiàn)場操作的過程中，作業(yè)監(jiān)督人員對現(xiàn)場操作進(jìn)行作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)提示和操作步驟確認(rèn)。在作業(yè)過程中，系統(tǒng)向移動終端推送工作對象有關(guān)的運(yùn)行、維護(hù)、保養(yǎng)及隱患信息提示，在操作完成后，作業(yè)監(jiān)督根據(jù)系統(tǒng)推送的錄入界面進(jìn)行與工作有關(guān)的數(shù)據(jù)錄入工作。

5? ? ? 結(jié)論及建議

本文研究的基于移動終端的數(shù)據(jù)采集模式，不僅可以在數(shù)據(jù)第一現(xiàn)場進(jìn)行錄取，并按需為各類信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，減少了不必要的數(shù)據(jù)傳遞環(huán)節(jié)，提高了各層級業(yè)務(wù)管理和分析研究中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。該模式還消除交叉重復(fù)的數(shù)據(jù)錄入，直接降低一線員工的工作量。但是要實(shí)現(xiàn)本文提出的數(shù)據(jù)采集模式，需要在作業(yè)區(qū)層級建立一套覆蓋作業(yè)區(qū)及生產(chǎn)一線井站的管理信息系統(tǒng)，整合作業(yè)區(qū)范圍內(nèi)各類信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)層級一套系統(tǒng)完成所有數(shù)據(jù)采集工作，其余相關(guān)系統(tǒng)可以通過接口等方式接收數(shù)據(jù)，消除原來各自獨(dú)立地在作業(yè)區(qū)采集錄入數(shù)據(jù)的弊病。

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