孫 楠

（合肥通用環(huán)境控制技術(shù)有限責(zé)任公司，安徽合肥 230031）

0 引言

石油企業(yè)充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所帶來的優(yōu)勢，構(gòu)建一個完善的數(shù)字化運維管理系統(tǒng)，可以使油田開發(fā)、勘探、生產(chǎn)以及營銷等類環(huán)節(jié)形成緊密聯(lián)系，有效推動相關(guān)工作的順利開展。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及油田數(shù)字化建設(shè)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過物體和物體之間的聯(lián)系所構(gòu)建的一種互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)以及定位感應(yīng)技術(shù)，并結(jié)合信息技術(shù)以及通信技術(shù)所具備的交互性，達成全方位智能化控制的目標(biāo)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，能有效整合計算機基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備以及物理進程，從中獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，并以此為基礎(chǔ)完成信息數(shù)據(jù)資源共享平臺以及處理平臺的構(gòu)建，在生產(chǎn)、儲存以及銷售產(chǎn)品的過程中表現(xiàn)得更為公開、透明，管理水平也有較大程度的提升。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠讓人與人之間、人與物體之間的交流更為便捷，還能以物體的實際數(shù)據(jù)信息作為重要的信息終端，在此基礎(chǔ)之上保障數(shù)據(jù)信息鏈的完整性。

1.2 油田數(shù)字化建設(shè)

步入信息化時代后，越來越多的石油企業(yè)開始進行油田數(shù)字化建設(shè)探索，并取得了一定的成效。部分石油企業(yè)完成了石油工廠的數(shù)字化建設(shè)，構(gòu)建了較為完善的自動化及信息化系統(tǒng)，減輕了相關(guān)人員的工作壓力，提高了工作效率，確保了工作質(zhì)量。由于油田開采具有一定的復(fù)雜性，各生產(chǎn)操作環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，加之各企業(yè)每年都有較大的采油量，如過度加大一線生產(chǎn)人員的勞動強度，會影響產(chǎn)品質(zhì)量，變相增加了企業(yè)生產(chǎn)成本支出。在油田數(shù)字化建設(shè)過程中，將油田作為主要改造對象，通過對現(xiàn)有生產(chǎn)經(jīng)營技術(shù)以及生產(chǎn)流程的改良與優(yōu)化，構(gòu)建油田管理、石油勘探、油井開發(fā)、石油產(chǎn)品運輸及營銷等方面的數(shù)字化管理平臺，將其與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合，讓油氣生產(chǎn)業(yè)務(wù)在物聯(lián)設(shè)施設(shè)備以及物聯(lián)軟件系統(tǒng)中有效運轉(zhuǎn)，并對這類設(shè)施設(shè)備運轉(zhuǎn)過程進行全方位的監(jiān)督與管理，發(fā)現(xiàn)故障能及時處理，最大化地降低故障對石油生產(chǎn)造成的損失。

2 油田數(shù)字化設(shè)備運維管理系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)

（1）完成物聯(lián)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)信息的接入。系統(tǒng)建設(shè)的初衷是為了對油田數(shù)字化設(shè)備進行有效運轉(zhuǎn)及維護管理，因此掌握設(shè)備實時數(shù)據(jù)信息尤為重要，系統(tǒng)建設(shè)的根本目標(biāo)是通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)接口來獲得井站的實時數(shù)據(jù)信息，并利用已經(jīng)編寫完畢的數(shù)據(jù)信息采集程序完成井站生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)信息的接入。

（2）對數(shù)據(jù)信息質(zhì)量進行全方位的監(jiān)控以及深入的分析，確保數(shù)據(jù)信息具備較強的可靠性[1]。系統(tǒng)應(yīng)通過既定的邏輯異常校驗算法將整個平臺中的異常點位信息進行篩選，根據(jù)這類信息對設(shè)備故障的種類進行明確，自動生成相應(yīng)的故障清單。

（3）規(guī)范油田油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)運維管理流程，制定統(tǒng)一的考核算法以及常用表單，讓作業(yè)流程有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，以便系統(tǒng)能夠按照既定的工序來完成工作任務(wù)的分配、故障的處理以及工作質(zhì)效的考核。

（4）對數(shù)據(jù)信息進行考核與監(jiān)控，制定上線率、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率、故障處理及時率等標(biāo)準(zhǔn)的考核指標(biāo)，并分析設(shè)備運轉(zhuǎn)維護管理成效，評價運轉(zhuǎn)維護管理人員的工作績效，為物聯(lián)網(wǎng)的利用提供技術(shù)支持。

3 油田數(shù)字化設(shè)備運維管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)以PC 及APP 為設(shè)計載體，通過微服務(wù)的形式完成整體架構(gòu)，能夠根據(jù)不同業(yè)務(wù)的基本特征來確定系統(tǒng)不同模塊的實際功能，并將其與Spring Boot 進行有機結(jié)合，完成諸如日志服務(wù)、數(shù)據(jù)信息分析統(tǒng)計服務(wù)、采集服務(wù)、運維業(yè)務(wù)服務(wù)等子服務(wù)的構(gòu)建，讓不同子服務(wù)之間的復(fù)雜程度以及耦合程度得到較大幅度的降低，有效增強系統(tǒng)的伸縮性，讓其獨立部署的成效更佳。同時整個系統(tǒng)采取Kafka 技術(shù)來完成消息隊列服務(wù)的構(gòu)建，完成接口信息和服務(wù)之間的交互。系統(tǒng)整體部署遵循容器化部署原則，讓硬件資源的利用率最大化，不同應(yīng)用服務(wù)之間不會受到相互影響，顯得更為獨立。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 油田數(shù)字化設(shè)備運維管理系統(tǒng)總體架構(gòu)

4 油田數(shù)字化設(shè)備運維管理系統(tǒng)應(yīng)用效果

4.1 設(shè)備監(jiān)控管理

該系統(tǒng)能夠完成對設(shè)備狀態(tài)的實時監(jiān)測、分類管理設(shè)備信息以及臺賬信息。其中設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測能有效獲取采集點的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)信息，并且可對過往數(shù)據(jù)信息進行回看，相關(guān)人員可以在這一功能模塊中了解設(shè)備點位的基礎(chǔ)信息、最新更新數(shù)值以及最新更新時間。設(shè)備分類管理能夠?qū)毫Ρ怼TU（Remote Terminal Unit，遠程檢測終端）、流量計以及液位計等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行數(shù)據(jù)信息的分類管理。該系統(tǒng)還能有效維護管理相關(guān)設(shè)備的臺賬信息，相關(guān)人員可以了解諸如壓力表、壓力變送器、RTU 等設(shè)備的臺賬信息，根據(jù)這些信息做出更準(zhǔn)確的決策與部署。

4.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

在油田數(shù)字化設(shè)備運維管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)信息分析功能至關(guān)重要，能有效完成分類管理、事件上報、采集點管理、故障清單生成以及邏輯參數(shù)設(shè)計等工作。其中采集點管理主要是對不同生產(chǎn)工廠的站點及井點相關(guān)實時點位數(shù)據(jù)信息進行管理，為數(shù)據(jù)分析平臺及時傳輸?shù)谝皇謹?shù)據(jù)信息。分類管理則是對點位數(shù)據(jù)中的相關(guān)分類信息進行及時管理，諸如溫度、壓力、累計氣量以及瞬時等，這樣可以明確影響石油設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵因素，進而為邏輯參數(shù)設(shè)置提供數(shù)據(jù)支持。邏輯參數(shù)設(shè)置主要是根據(jù)獲取的分類信息，為數(shù)據(jù)分析平臺選擇合理的邏輯校驗算法，數(shù)據(jù)分析平臺以此為基礎(chǔ)完成對實時數(shù)據(jù)庫的全方位檢測，提取出不滿足邏輯校驗算法的數(shù)據(jù)信息，進而生成準(zhǔn)確的故障清單[2]。事件上報功能主要是將工廠、站點、井點中所出現(xiàn)的突發(fā)事件上報至總管理系統(tǒng)，并與故障清單進行對比，篩選出存疑的地方交由專業(yè)技術(shù)人員，技術(shù)人員對有爭議的點進行深入探究，進而實現(xiàn)對油田數(shù)字化設(shè)備的運行維護管理。

4.3 物聯(lián)網(wǎng)運維管理

該系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)運維管理能夠?qū)崿F(xiàn)故障處置、考核記錄、統(tǒng)計查詢、派工管理以及維修記錄等功能，在生成故障清單后，相關(guān)人員可以操作系統(tǒng)進行不同工作的分配，將其派發(fā)給相應(yīng)的運維隊伍，運維隊伍可以在第一時間接到工作任務(wù)并及時趕往現(xiàn)場。到達現(xiàn)場后，排查可能產(chǎn)生故障的部位，排查完畢后進行維修，維修結(jié)束后將處理過程、處理結(jié)果、更換的設(shè)施設(shè)備或配件等維修記錄上報至管理中心，此時油田數(shù)字化設(shè)備運維管理系統(tǒng)會將這些信息進行儲存并制定設(shè)備臺賬。如在維修時出現(xiàn)突發(fā)事件影響了維修進度，工作人員可以在系統(tǒng)中更改維修級別，并結(jié)合實際情況制定下一步維修方案，有效保障維修結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.4 考核指標(biāo)

系統(tǒng)的考核指標(biāo)管理能實現(xiàn)工作審批、運維考核統(tǒng)計以及整改督辦等功能。物聯(lián)網(wǎng)指標(biāo)統(tǒng)計能將不同石油工程對物聯(lián)網(wǎng)指標(biāo)的實際計算結(jié)果進行準(zhǔn)確展示，一般而言，物聯(lián)網(wǎng)指標(biāo)的計算主要包含數(shù)據(jù)信息的上線率以及準(zhǔn)確率。通過考核指標(biāo)管理功能的應(yīng)用，能及時糾正錯誤的指標(biāo)數(shù)據(jù)，若因大修或大檢使指標(biāo)數(shù)據(jù)出現(xiàn)紕漏，相關(guān)管理人員能對系統(tǒng)基本參數(shù)進行修改，并將相關(guān)的憑證上傳，實現(xiàn)糾正的目的。完成審批之后，這類考核指標(biāo)會根據(jù)糾正后的數(shù)據(jù)信息進行展示。同時，運維考核統(tǒng)計還可以展示針對運維隊伍以及承包商用戶的實際考核，深入分析與糾正不同運維隊伍的實際指標(biāo)以及最終的綜合指標(biāo)，以此為基礎(chǔ)完成月度考核曲線的繪制[3]?？己酥笜?biāo)管理模塊中的工作審批功能，能對用戶自定義節(jié)點以及節(jié)點審批用戶進行節(jié)點審批順序的制定，實現(xiàn)工作審批流程的改良與優(yōu)化。其中的整改督辦等功能主要是指系統(tǒng)能將需要督辦的內(nèi)容派發(fā)給相應(yīng)的責(zé)任部門，部門負責(zé)人接到這類督辦要求后，可以對督辦內(nèi)容進行回復(fù)，并且設(shè)置進展?fàn)顟B(tài)。同時也可以對督辦的內(nèi)容重新轉(zhuǎn)發(fā)，生成新的督辦內(nèi)容進行收集，落實督辦內(nèi)容。

5 結(jié)語

油田數(shù)字化設(shè)備運維管理系統(tǒng)具備一定的優(yōu)勢，相關(guān)人員應(yīng)充分發(fā)揮其作用，以降低勞動強度，提高工作效率，保證工作質(zhì)量，促進油田開采管理相關(guān)工作的順利開展。