氣田生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)與應用

孟亮 王偉 崔新強 王俊麗 烏嶸

[摘 要]氣田建設生產(chǎn)對于保障國家能源供應穩(wěn)定和安全，促進國家經(jīng)濟建設發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前，我國的氣田建設生產(chǎn)取得了巨大的成就。在信息化背景下，我國氣田日益重視實施數(shù)字化管理系統(tǒng)。然而，多數(shù)氣田仍沿襲傳統(tǒng)滯后的生產(chǎn)及管理報表抄錄手段，影響了數(shù)據(jù)采集分析工作，難以為氣田生產(chǎn)決策管理提供有力的信息數(shù)據(jù)支持。因此，在新時期，氣田有必要加強對生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)應用。基于此，本文以新疆油田公司采氣一廠為例，分析了生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在氣田的開發(fā)與應用，以期為氣田開發(fā)利用生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供參考。

[關(guān)鍵詞]生產(chǎn)自動化;數(shù)據(jù)管理;氣田

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.18.043

[中圖分類號]F270.7;TP315[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2020）18-00-03

0? ? ?引 言

采氣一廠下轄的各氣田已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化的生產(chǎn)運行，但仍沿襲傳統(tǒng)方式依靠人員手動抄錄生產(chǎn)及管理報表，各崗位人員需要耗費大量時間和精力從多個系統(tǒng)中收集生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)。不同崗位人員對于同一類生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要展開重復工作，效率極低。生產(chǎn)分析人員判斷生產(chǎn)決策時，無法第一時間獲取一手數(shù)據(jù)，在一定程度上導致生產(chǎn)決策的滯后性。采氣一廠缺失自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，限制生產(chǎn)決策的及時性和準確性，導致生產(chǎn)管理模式單一。為改變上述狀況，采氣一廠開發(fā)應用了生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

1? ? ?采氣一廠簡介

新疆油田公司于2007年12月3日在克拉瑪依市成立了采氣一廠。采氣一廠主要負責開發(fā)管理準噶爾盆地天然氣，是新疆油田公司首家專業(yè)化運作的采氣廠。其中，新疆油田公司采油三廠是該采氣廠的前身。采氣一廠不僅是新疆油田公司的主力生產(chǎn)單位之一，更承擔著保障新疆地區(qū)平穩(wěn)供氣的政治任務和社會責任。采氣一廠下轄4個氣田，分別是克拉瑪依市的克75氣田、石河子市的盆5氣田、瑪納斯縣的瑪河氣田以及福?？h的克拉美麗氣田，環(huán)線距離1 050千米。

2? ? ?采氣一廠信息化建設的現(xiàn)狀和需求

2.1? ?現(xiàn)狀

經(jīng)過多年數(shù)字化建設，采氣一廠下轄各氣田均建成了獨立的自動化控制系統(tǒng)，其中，采氣井口、集氣站、氣田處理站實現(xiàn)了接近100%的數(shù)字化覆蓋率，數(shù)字化建設實現(xiàn)了對氣田生產(chǎn)全部環(huán)節(jié)的覆蓋。但采氣一廠仍沿襲傳統(tǒng)方式，依靠人員手動抄錄生產(chǎn)及管理報表，抄錄工作量大，缺乏時效性，且呈現(xiàn)較高的出錯率。不同崗位對同一數(shù)據(jù)的使用需要重復工作，不同的收集處理方式，極易導致同一數(shù)據(jù)出現(xiàn)矛盾。

2.2? ?需求

針對上述情況，采氣一廠形成如下需求：第一，根據(jù)生產(chǎn)需要，自動整合實時采集的各類數(shù)據(jù)，形成動態(tài)數(shù)據(jù)、日報數(shù)據(jù)和報表數(shù)據(jù)，規(guī)范數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)維護、數(shù)據(jù)審核、數(shù)據(jù)發(fā)布流程;第二，將各崗位的不同需求作為依據(jù)，規(guī)定報表格式，按崗位定制首頁功能，集中展示崗位關(guān)注信息;第三，構(gòu)建日報審核發(fā)布機制，提高標準化和規(guī)范化，實現(xiàn)與A2系統(tǒng)的數(shù)據(jù)推送;第四，構(gòu)建報表整合模型，實現(xiàn)常規(guī)報表的自定義及靈活擴展。

3? ? ?生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在氣田的開發(fā)利用

加強生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在氣田的開發(fā)運用，關(guān)鍵是根據(jù)氣田實際情況，運用先進的自動化數(shù)據(jù)管理技術(shù)，設計科學的技術(shù)方案，構(gòu)建生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。本文以新疆油田公司采氣一廠生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)為例，淺析生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的技術(shù)方案。

3.1? ?技術(shù)方案

3.1.1? ?系統(tǒng)總體架構(gòu)

采氣一廠生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)總體架構(gòu)包括3層。第一，數(shù)據(jù)層。該層主要負責應用數(shù)據(jù)庫相關(guān)內(nèi)容，如實時數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)存儲、存儲過程構(gòu)建、視圖構(gòu)建以及觸發(fā)器設定等。第二，服務層。該層主要負責連接數(shù)據(jù)層和應用層，服務應用包括權(quán)限驗證、功能調(diào)度以及數(shù)據(jù)讀取。第三，應用層。該層為客戶端。系統(tǒng)總體采用B/S

結(jié)構(gòu)，通過瀏覽器對相關(guān)地址進行訪問?；谠摷軜?gòu)模式，服務器端和數(shù)據(jù)庫后臺完成系統(tǒng)業(yè)務邏輯處理工作，已大幅簡化用戶端的電腦負荷，且奠定移動APP開發(fā)和大幅擴展后期數(shù)據(jù)

量的基礎。

3.1.2? ?項目目標

生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要有兩大項目目標。第一，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)桌面化。系統(tǒng)直觀顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)，各廠、作業(yè)區(qū)和現(xiàn)場管理人員均可隨時隨地查看自動化生產(chǎn)動態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施解決各類問題。同時，大幅提升氣田生產(chǎn)過程中涉及的數(shù)據(jù)和報表管理應用性能，并規(guī)范基層單位報表管理模式，大幅提升工作效率，有力支撐標準化和規(guī)范化的數(shù)據(jù)管理和應用工作。第二，實現(xiàn)數(shù)據(jù)應用靈活化?；趯ψ詣踊A數(shù)據(jù)源的應用，制定不同功能板塊，有效滿足各層面用戶的不同需求，實現(xiàn)高度的數(shù)據(jù)共享。

3.1.3? ?數(shù)據(jù)整合流程

構(gòu)建從實時數(shù)據(jù)到應用數(shù)據(jù)的全過程整合機制，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)滯后的人工抄錄紙質(zhì)報表模式，有效節(jié)約紙張等辦公耗材，大幅提高數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)效率，增強數(shù)據(jù)的準確性。其中，數(shù)據(jù)整合流程如圖2所示。

3.1.4? ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

由圖3可知，生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括如下模塊：第一，系統(tǒng)首頁;第二，基礎信息，包括氣井、集氣站、處理站、作業(yè)區(qū)和部門等基礎信息;第三，動態(tài)數(shù)據(jù)，包括氣井、集氣站、處理站、作業(yè)區(qū)等動態(tài)數(shù)據(jù);第四，日報數(shù)據(jù)維護，包括氣井、集氣站、處理站、作業(yè)區(qū)等日報數(shù)據(jù)維護;第五，日報，包括氣井、集氣站、處理站、作業(yè)區(qū)等日報;第六，綜合報表，包括廠級生產(chǎn)會報表、克拉美麗處理站的主系統(tǒng)報表和輔助系統(tǒng)報表、瑪河處理站的主系統(tǒng)報表和輔助系統(tǒng)報表、克75處理站的主系統(tǒng)報表和輔助系統(tǒng)報表、盆5處理站的主系統(tǒng)報表和輔助系統(tǒng)報表;第七，系統(tǒng)管理，包括操作員信息、角色信息以及操作日志。其中，報表統(tǒng)計表1所示。

3.1.5? ?系統(tǒng)首頁

系統(tǒng)首頁主要用戶群體包括廠領(lǐng)導、氣田領(lǐng)導、現(xiàn)場管理者和相關(guān)技術(shù)人員，系統(tǒng)首頁對生產(chǎn)數(shù)據(jù)集中監(jiān)控、跟蹤和分析提供窗口，匯總展示所有信息，并輔助各級管理者進行生產(chǎn)運行分析和決策工作。

3.1.6? ?基礎信息管理

基礎信息管理的主要功能是管理氣田生產(chǎn)過程涉及的各項工藝環(huán)節(jié)的基礎信息，在整個報表管理和監(jiān)控系統(tǒng)中占據(jù)基礎核心地位。在基礎信息管理過程中，能為生產(chǎn)對象的級聯(lián)查詢和模糊匹配、數(shù)據(jù)增刪和改查操作等提供支持?；A信息管理主要管理如下信息：氣井基礎信息、集氣間基礎信息、處理站基礎信息、氣田基礎信息、管線基礎信息和網(wǎng)絡節(jié)點基礎信息等。

3.1.7? ?動態(tài)數(shù)據(jù)管理

動態(tài)數(shù)據(jù)管理，能對實時數(shù)據(jù)進行抽稀，并在此基礎上轉(zhuǎn)換為兩小時一條的數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)分析提供一定粒度的實時數(shù)據(jù)集。動態(tài)數(shù)據(jù)為日報數(shù)據(jù)的生成奠定了基礎。通過整合動態(tài)數(shù)據(jù)，能自動生成生產(chǎn)日報數(shù)據(jù)。動態(tài)數(shù)據(jù)管理能查看數(shù)據(jù)，但不能修改數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)查看方式有兩種：一種是表格方式;另一種是曲線方式。用戶以自身的分析需求為依據(jù)，選擇相應的生產(chǎn)曲線指標，并導出數(shù)據(jù)到Excel中，包括氣井、集氣間、處理站等生產(chǎn)對象，此類對象能實時采集數(shù)據(jù)。

3.1.8? ?日報數(shù)據(jù)

日報數(shù)據(jù)主要涉及氣井日報數(shù)據(jù)表、集氣間日報數(shù)據(jù)表、處理站日報數(shù)據(jù)表和氣田日報數(shù)據(jù)表。以自動生成的日報數(shù)據(jù)為基礎，構(gòu)建日報維護、日報審核以及日報發(fā)布的規(guī)范流程，每天安排專門負責人對日報數(shù)據(jù)進行補充完善，再實施審核確認。數(shù)據(jù)審核完成后，由A2數(shù)據(jù)庫進行自動推送。以規(guī)范流程為依據(jù)，大幅降低數(shù)據(jù)維護人員的實際工作量，增強數(shù)據(jù)的時效性，并提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

3.1.9? ?綜合報表

綜合報表主要包括氣田運行日報、集氣站生產(chǎn)簡報等復雜性較強的報表。對于綜合報表，氣田企業(yè)應實施定制化開發(fā)，根據(jù)客戶需求提供報表樣式，并保持原格式導出到Excel。綜合報表通常需要從多張原數(shù)據(jù)表中獲取數(shù)據(jù)，具有較高的復雜邏輯性，能為界面數(shù)據(jù)間的聯(lián)動計算提供支持。

3.2? ?預期效果

生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在采氣一廠中的應用，能獲得如下預期效果。第一，從實時采集數(shù)據(jù)升級為自動整合日報數(shù)據(jù)和綜合報表數(shù)據(jù)，以大幅降低人工工作量。第二，各級管理者，包括廠、作業(yè)區(qū)、現(xiàn)場管理人員關(guān)注的數(shù)據(jù)，能及時準確獲取當前涉及的關(guān)鍵生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并有效簡化數(shù)據(jù)管理流程。第三，基于實時數(shù)據(jù)，防止因不同數(shù)據(jù)來源和收集處理方式導致的數(shù)據(jù)矛盾，為生產(chǎn)管理決策提供準確可靠的數(shù)據(jù)保障。

4? ? ?結(jié) 語

加強生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在氣田的開發(fā)應用，能實現(xiàn)對日報數(shù)據(jù)和綜合報表數(shù)據(jù)的自動整合，進而大幅降低人工工作量，同時還能有效簡化數(shù)據(jù)管理流程，減少數(shù)據(jù)矛盾，為生產(chǎn)決策提供可靠的數(shù)據(jù)保障。想要加強生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在氣田的開發(fā)應用，氣田企業(yè)必須設計科學高效的技術(shù)方案。生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)技術(shù)方案主要包括系統(tǒng)總體架構(gòu)、項目目標、數(shù)據(jù)整合流程、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、系統(tǒng)首頁、基礎信息管理、動態(tài)數(shù)據(jù)管理、日報數(shù)據(jù)及綜合報表等內(nèi)容。其中，系統(tǒng)總體架構(gòu)包括數(shù)據(jù)層、服務層、應用層。生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括系統(tǒng)首頁、基礎信息、動態(tài)數(shù)據(jù)、日報數(shù)據(jù)維護、日報、綜合報表、系統(tǒng)管理等模塊。

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