移動互聯(lián)技術在油田開發(fā)中的應用

摘要：移動終端設備、通信技術的快速發(fā)展使其在各行業(yè)的應用效果日益提升，石油行業(yè)在推進數(shù)字油田建設，實現(xiàn)智能化、自動化生產的同時，工單派發(fā)、智能巡井等移動端應用也得到推廣。為實現(xiàn)移動互聯(lián)技術在油田開發(fā)中的高效應用，對移動應用系統(tǒng)在油田生產開發(fā)中的需求進行了分析，從集成架構、技術架構兩方面對油田開發(fā)移動應用平臺進行了設計，提出了移動互聯(lián)應用系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，為相關單位人員提供參考。

關鍵詞：油田開發(fā)；移動應用平臺；智能巡井；實時監(jiān)測

一、前言

移動端應用取代PC端應用成為當前油田開發(fā)建設中的發(fā)展趨勢，對于提升工作效率、降低工作危險性等具有積極意義。為實現(xiàn)移動端應用平臺在油田中的部署應用，油田企業(yè)需要在既有油氣生產物聯(lián)網系統(tǒng)的基礎上進行深度開發(fā)，有效解決油田開發(fā)管理過程中存在的設備零散分布、露天分布、油井種類多樣且分散雜亂等工作難題，有效提升油田開發(fā)管理工作效率。

二、移動應用系統(tǒng)在油田開發(fā)管理中的需求分析

（一）油田實時監(jiān)測信息展示

該應用模塊用于綜合展示監(jiān)測信息，能夠以折線圖、柱狀圖等直觀的圖樣形式為用戶展示物聯(lián)網設備數(shù)據、產量數(shù)據、監(jiān)測井數(shù)、產量初期、預警告警等相關信息，展示內容可以結合用戶權限、層級進行自由設置，主要用于為油田作業(yè)區(qū)及其上級提供作業(yè)區(qū)信息，掌握油田運行情況、產量信息，同時提高現(xiàn)場問題反饋處理效率[1]。

（二）智能巡井

油田現(xiàn)場各采油設備通常布置在露天區(qū)域，因油井種類多且位置分散，設備也處于零散分布狀態(tài)，導致油田工作人員在巡井、采集數(shù)據等工作過程中面臨較多難題，尤其對處于特殊地理位置區(qū)域的管網、站庫、油井巡查時較為困難。油田企業(yè)在數(shù)字化建設過程中，通常已經針對各作業(yè)區(qū)域實現(xiàn)了移動網絡基站的全范圍覆蓋，巡檢人員可以在無線網絡適用區(qū)域借助移動智能終端實現(xiàn)快速巡檢作業(yè)。智能化巡檢應用即在無線網絡、移動終端設備的幫助下，工作人員能夠借助系統(tǒng)應用終端GIS地圖掌握站庫、油井的準確位置信息，掌握運轉數(shù)據信息、設備安全狀態(tài)等信息，從而快速實現(xiàn)對巡檢數(shù)據的核對與上傳。

（三）線路運維

線路運維應用需求主要包括應急事件、智能定位、工作任務三方面的管理與服務內容。在系統(tǒng)應用過程中，調度中心能夠以工單的需求為工作人員下達線路巡檢任務，工作人員按照作業(yè)指導書操作移動智能終端設備進行運維巡檢相關工作，通過RFID相關技術實現(xiàn)移動終端與現(xiàn)場傳感器設備或RTU設備的聯(lián)系，從而快速查詢、記錄設備數(shù)據信息，及時針對異常情況進行拍照記錄并傳輸至調度中心，調度中心則可以針對現(xiàn)場移動端設備反饋的信息下達搶修、故障處理相關決策指令，依靠標準化的線路運維模式為油田開發(fā)工作提供保障。

（四）任務調度及人員管理

油田企業(yè)可以利用移動通信網絡實現(xiàn)輪崗計劃在移動端的上傳，能夠實現(xiàn)對人員角色的自由轉化[2]。在實際應用過程中，能夠實時監(jiān)控人員工作過程和所處位置狀態(tài)，結合具體情況對不同工作進行合理分配，有效提升人員利用率和工作效率。已下達的工作任務能夠自動排序，能夠集成其他系統(tǒng)實現(xiàn)對任務和工作狀態(tài)的實時更新，在當前任務完成后能夠自動轉至后續(xù)任務。管理人員能夠借助移動端設備遠程查看油田狀態(tài)，也可以對相關任務實時更新，并針對特殊情況快速下達緊急決策。管理人員能夠對移動端設備權限、工單細節(jié)進行靈活修改，并對相關任務參與人員及機具進行記錄，通過系統(tǒng)內部數(shù)據比對為同類任務人員、機具和時間安排提供決策數(shù)據支持。

三、油田開發(fā)移動互聯(lián)系統(tǒng)架構設計

（一）集成架構

移動應用平臺的集成加工需要從兩方面入手，一方面為數(shù)據基礎，另一方面為系統(tǒng)集成，前者利用油田開發(fā)物聯(lián)網系統(tǒng)處理統(tǒng)建系統(tǒng)相關數(shù)據并將處理結果返回相關系統(tǒng)應用，后者在油田開發(fā)物聯(lián)網系統(tǒng)中實現(xiàn)統(tǒng)建系統(tǒng)的集成。在系統(tǒng)應用開發(fā)過程中，油田企業(yè)需要充分考慮自身存在的系統(tǒng)互聯(lián)性不足問題，在油田開發(fā)物聯(lián)網系統(tǒng)的基礎上推進各管理系統(tǒng)協(xié)議、標準、技術的兼容與集成，提升系統(tǒng)的可擴展性和可集成性，確保既有資源的充分共享利用。油田物聯(lián)網系統(tǒng)主要集成了油氣水井生產數(shù)據管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、應急管理系統(tǒng)、生產調度指揮系統(tǒng)、采油與地面運行管理系統(tǒng)，各系統(tǒng)通過SOA總線實現(xiàn)數(shù)據的共享互聯(lián)，滿足油田企業(yè)基于物聯(lián)網系統(tǒng)對各系統(tǒng)數(shù)據的全面管理[3]。

（二）技術架構

開發(fā)架構主要設計開發(fā)規(guī)范、版本管理、代碼管理、風險管理、發(fā)布管理、協(xié)同工作、模板管理、測試管理相關內容；執(zhí)行架構主要包括物理部署、架構、軟硬件配置、邏輯部署架構相關內容；運維架構主要包括數(shù)據備份、服務管理、系統(tǒng)監(jiān)控、運維流程、運維組織架構相關內容。該技術框架實現(xiàn)了軟件從開發(fā)到上線再到運維的全生命周期技術保障。

四、油田開發(fā)移動應用系統(tǒng)的實施策略

（一）實時監(jiān)測集中展示

根據業(yè)務需求不同，實施監(jiān)測集中展示應用可以劃分為預警告警監(jiān)測、管網監(jiān)測、物理設備監(jiān)測、站庫監(jiān)測、產量趨勢監(jiān)測、油氣水井監(jiān)測等不同小模塊，各模塊能夠在一個頁面中集中展示，結合用戶權限不同，展示所屬權限層級需要了解的監(jiān)測數(shù)據，滿足上級領導者的決策數(shù)據需求以及管理層級的工作部署要求和基層的工作執(zhí)行需求。在集中監(jiān)測過程中，管網、站庫、油氣水井各模塊的監(jiān)測展示實施原理基本相同，均通過柱狀圖形式配合數(shù)據展示，因此設計過程中三個模塊相差不大；產量趨勢監(jiān)測模塊相對其他模塊有所不同，需要以執(zhí)行圖的形式為用戶產生不同月份、年份的產量趨勢，用戶可以結合需求自由選擇查看月份或年份。下面對移動端中實時監(jiān)測集中展示應用的具體實現(xiàn)方法進行詳細論述。

1.技術架構

（1）服務器端架構

服務器端主要包括前端服務器層、業(yè)務層、持久層三層架構。其中前端服務層需要基于Apache的開源框架CXF進行設計，能夠為各服務接口提供編譯后的.class加密文件，將文件封裝為Jar包，為便于前端展示層MVC框架對Jar包進行調用，通常需要存儲于lib目錄下，前端開發(fā)人員能夠在調用過程中對其中的類與屬性進行直接使用。業(yè)務層用于提供服務service包，主要涉及前端服務層接口、服務具體實現(xiàn)等類型；該層的實現(xiàn)需要借助注釋的Spring架構；例如，實時監(jiān)測模塊為獲取產量信息服務，則Service包中將存在相應的實現(xiàn)類服務包，如，實現(xiàn)類包中能夠提供獲取產量數(shù)據的方法，并為前端服務層提供便于調用的同名接口類包。持久層用于實現(xiàn)服務對數(shù)據的操作，該層在SQLMapper包中封裝了各種服務的定義方法，能夠根據方法名修改數(shù)據庫[4]。

（2）客戶端架構

客戶端主要包括移動端展示層與PC端展示層。其中，移動端展示層能夠滿足移動設備操作需求，需要應用ADT插件、AndroidSDK集成工具進行設計，所用標準為HTML5，開發(fā)工具為AngularJS，渲染工具為Bootstrap，最終借助PhoneGap實現(xiàn)移動App的封裝。PC端展示層通過電腦為用戶提供可視化操作界面，滿足用戶對業(yè)務層的管控需求，需要借助SpringMVC架構實現(xiàn)，利用FusionCharts插件實現(xiàn)折線圖、柱狀圖展示功能。

2.客戶端實現(xiàn)

（1）頁面模塊設計

客戶端頁面主要包括16個區(qū)域，下面進行詳細論述：

區(qū)域1：展示各層級單位所屬油井告警信息與統(tǒng)計信息，主要數(shù)據包括昨日注水量、昨日產水量、昨日產氣量、昨日產油量、當前告警率、開井率、監(jiān)測井數(shù)、總井數(shù)；數(shù)據實時顯示，如果無數(shù)據則顯示“-”。

區(qū)域2：主要展示站庫告警信息與統(tǒng)計信息，主要數(shù)據包括當前站庫預警率、當前站庫告警率、監(jiān)測站庫數(shù)與總站庫數(shù)；數(shù)據實時顯示，如果無數(shù)據則顯示“-”。

區(qū)域3：主要展示管網告警信息與統(tǒng)計信息，主要數(shù)據包括當前管網預警率、當前管網告警率、監(jiān)測管網數(shù)與總管網數(shù)；數(shù)據實時顯示，如果無數(shù)據則顯示“-”。

區(qū)域5：主要展示物聯(lián)設備的本日與昨日告警數(shù)，主要數(shù)據包括路由設備、傳輸設備、儀器儀表等物聯(lián)設備的告警設備數(shù)量與總設備數(shù)量。

區(qū)域7：這個作用主要是注入量的趨勢拆線圖，以及在一定范圍內的開井數(shù)拆線圖。趨勢圖中各曲線需要根據廠的類型，如采油廠或天然氣廠，合理調整趨勢線的內容，如產液量或產氣量。

區(qū)域8：該用戶登入的生產單元名稱就是組織層級名稱，而用戶權限與所屬的組織層級也會隨之變化。

區(qū)域12：該組織層級下油氣水井實施告警預警信息匯總信息展示。

其他區(qū)域：其他區(qū)域所包括的主要有搜索、歷史記錄與視頻數(shù)據等。

（2）數(shù)據對象分析

對于油氣水井的分析要進行細致的數(shù)據對比，如表1。

（3）對于客戶端的開發(fā)支持

服務端的接口與開發(fā)不需要做更詳細的描述，數(shù)據的提取在服務端的開發(fā)中占據著非常重要的位置，而服務端的相關服務也是需要為各接口提供編譯后的支持。class加密文件，將文件封裝為Jar包，為便于Jar包調用，通常需要存儲于lib目錄下，前端開發(fā)人員能夠在調用過程中對其中的類與屬性進行直接使用。為滿足前端接口需求，需要通過Eclipse自帶的ANT插件對服務進行編譯。

3.移動端及PC端展示

PC客戶端和移動端都要充分地展示應用，而且要進一步地實現(xiàn)界面顯示效果和頁面功能，就需要確保實現(xiàn)平臺的一致性。

（二）智能巡井實現(xiàn)

通過研究發(fā)現(xiàn)，智能巡井的模塊實現(xiàn)，與油田地理信息系統(tǒng)的支持息息相關，因此，A4是A11系統(tǒng)集成的首要任務，在這樣的前提條件下，工作人員需要通過終端來獲取準確的油井、站庫等地圖，實現(xiàn)對井的遠程監(jiān)測工作，以完成故障的報修等工作[5]。

對于智能巡井模塊的實現(xiàn)主要是通過移動端來進一步實現(xiàn)，以安卓端為例詳細描述如下。

1.系統(tǒng)集成架構的介紹與分析

A11油田開發(fā)物聯(lián)網系統(tǒng)與A4地理信息系統(tǒng)的集成的特點如下：

滿足A11用戶的需求，可以直接監(jiān)測到站庫、油井等詳細的地理位置與信息，然后對其進行精確的搶修等工作。

2.移動終端應用展示分析

為了確保數(shù)據與信息的安全性，油井地理位置與相關的數(shù)據都會進行加密設置，同時也會在相關圖片上加A4PetroChina的水印。另外，安卓端也是具體分為了八項內容，都是非常重要的程序，分別是生產實時監(jiān)測、智能巡井、視頻監(jiān)測、工單管理、人員管理、告警預警、線路運行情況、車輛管理等。

五、結語

綜上所述，油田企業(yè)在推進數(shù)字油田建設過程中開發(fā)了物聯(lián)網管理系統(tǒng)、采油與地面工程運行管理系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等一系列的信息化系統(tǒng)，本文充分考慮了現(xiàn)有信息化系統(tǒng)存在的數(shù)據集成度低、資源利用率差等問題，基于既有的油田開發(fā)物聯(lián)網系統(tǒng)實現(xiàn)了各統(tǒng)建系統(tǒng)的數(shù)據集成，基于軟件開發(fā)全過程設計了明確的開發(fā)、執(zhí)行與運維架構，構建了能夠滿足實時監(jiān)測數(shù)據展示、智能巡檢等需求的移動應用平臺，對于推動油田開發(fā)建設工作具有積極意義。

參考文獻

[1]武瑛，蔣能記，蘭明菊，等.基于油田生產數(shù)據的移動App研究與應用[J].信息系統(tǒng)工程，2020（08）：90-91.

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[3]郭莉.移動辦公平臺在青海油田的開發(fā)與應用[J].電腦迷，2018（10）：200.

[4]李廣亞.油田移動應用平臺建設與關鍵技術分析[J].信息系統(tǒng)工程，2019（06）：135.

[5]劉楠楠.移動開發(fā)技術在油田應用探索[J].信息系統(tǒng)工程，2019（02）：90.