數(shù)字化油田 - 力控?cái)?shù)字化油田解決方案
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監(jiān)控組態(tài)軟件forcecontrol作為基礎(chǔ)的油井、氣井、聯(lián)合站、集輸?shù)扔吞镪P(guān)鍵生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集與集成平臺(tái)，力控企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace作為海量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)起到集中數(shù)據(jù)處理的作用。信息中心針對(duì)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)配備兩臺(tái)冗余的服務(wù)器，在內(nèi)網(wǎng)中運(yùn)行，為確保網(wǎng)絡(luò)安全，專(zhuān)門(mén)配置一臺(tái)雙網(wǎng)卡服務(wù)器,一網(wǎng)口采集第三方軟件的數(shù)據(jù)，另一網(wǎng)口接入至vpn專(zhuān)網(wǎng)。力控forcecontrol組態(tài)軟件以opc方式采集第三方的數(shù)據(jù),將采集的數(shù)據(jù)一方面交由本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace處理，另一方面通過(guò)力控的netserver組件，供遠(yuǎn)端力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace快速訪問(wèn)數(shù)據(jù)。各分廠需要采集的數(shù)據(jù)經(jīng)力控分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總后，統(tǒng)一送到面向soa服務(wù)結(jié)構(gòu)的管理系統(tǒng)中。
廠級(jí)調(diào)度中心提供系統(tǒng)的全部功能，實(shí)現(xiàn)在調(diào)度中心通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控場(chǎng)站、天然氣輸配管網(wǎng)的運(yùn)行情況。企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace負(fù)責(zé)處理、存儲(chǔ)、管理從場(chǎng)站、輸配管網(wǎng)各遠(yuǎn)程站點(diǎn)傳送來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)又為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮處理后存放在歷史庫(kù)中，也可以通過(guò) pspace寫(xiě)入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)oracle中。
2.3 力控在采油（氣）廠的解決方案
2.3 力控在采油（氣）廠的解決方案
（1） 井場(chǎng)控制站現(xiàn)有rtu負(fù)責(zé)采集井場(chǎng)的數(shù)據(jù)，如壓力，流量，溫度等等，通過(guò)gprs/電臺(tái)的方式往集氣站發(fā)送數(shù)據(jù)。
（2） 集氣站裝有pc機(jī)，安裝力控組態(tài)軟件，采集來(lái)自井場(chǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)在集氣站設(shè)置rtu采集單元，將一些集氣站的信號(hào)進(jìn)行采集并上發(fā)。
1、 數(shù)字化油田介紹
隨著一些油田逐步進(jìn)入石油開(kāi)采后期，如何提石油采收率、降低人力成本，已成為油田為迫切的需求。我國(guó)各大油田已將“數(shù)字化油田建設(shè)”和“兩次開(kāi)發(fā)、三次采油和水注挖潛”等技術(shù)，作為當(dāng)前發(fā)展的首要任務(wù)。
1.1 數(shù)字化油田概念
數(shù)字油田一般可以描述為：是以油田為研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)和速網(wǎng)絡(luò)為載體，以空間坐標(biāo)信息為參考，將油田的生產(chǎn)和管理的多種數(shù)據(jù)進(jìn)行度融合。在建立油田生產(chǎn)和管理流程各種優(yōu)化模型的基礎(chǔ)上，利用仿真和虛擬等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維可視化表達(dá)，實(shí)現(xiàn)橫向上涵蓋整個(gè)油田地域，縱向上油田從地面到地下的多層次信息定位，提油田總體信息分析能力，以支持油田的勘探和開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)深入需要。從總體上輔助油田經(jīng)營(yíng)管理的決策分析，進(jìn)一步挖掘各個(gè)環(huán)節(jié)的潛在的價(jià)值，為油田企業(yè)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好信息支撐環(huán)境。
數(shù)字化在信息化整體架構(gòu)上是生產(chǎn)的前端，以井、站、管線等基本單元的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控為主，完成數(shù)據(jù)的采集、過(guò)程監(jiān)控、動(dòng)態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題維持正常生產(chǎn)。與其他系統(tǒng)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，以生產(chǎn)過(guò)程管理為主的信息系統(tǒng)，是油田信息系統(tǒng)功能的延伸和擴(kuò)充。所有管理子系統(tǒng)的建設(shè)主要為監(jiān)管、分析、優(yōu)化、更新實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)工作，達(dá)到效智能化的企業(yè)化管理目標(biāo)。油田數(shù)字化管理流程包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、井站監(jiān)控平臺(tái)、廠、作業(yè)區(qū)生產(chǎn)管理平臺(tái)，其框架圖如下：
1.2 油田數(shù)字化建設(shè)應(yīng)用前景
目前油田采油區(qū)范圍大，油井地點(diǎn)分散，數(shù)量多，抽油機(jī)都在野外工作，數(shù)據(jù)的提取是依靠人工手抄，帶來(lái)的工作繁瑣，工作量大。而且數(shù)據(jù)不能得到很好的集中統(tǒng)一管理，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況不能及時(shí)檢測(cè)、記錄和統(tǒng)計(jì)，巡視、維修檢修也相對(duì)困難，浪費(fèi)大量的人力和物力。多數(shù)采油單位只能從保障設(shè)備能正常運(yùn)行角度 對(duì)油井進(jìn)行管理，沒(méi)有對(duì)油田能源的使用進(jìn)行精益管理，利用率低。
數(shù)字油田是油田企業(yè)生產(chǎn)、科研、管理和決策的綜合基礎(chǔ)信息平臺(tái)。它將對(duì)油田信息化建設(shè)起著統(tǒng)領(lǐng)和導(dǎo)向的作用。數(shù)字油田已經(jīng)表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景：
（1）數(shù)字油田建設(shè)可以大幅度提油田勘探開(kāi)發(fā)研究和輔助決策水平，促進(jìn)油田的可持續(xù)發(fā)展；
（2）數(shù)字油田建設(shè)可以?xún)?yōu)化生產(chǎn)流程，大幅度提升油田生產(chǎn)運(yùn)行質(zhì)量；
（3）數(shù)字油田建設(shè)可以促進(jìn)油田改革的進(jìn)一步深化，提油田經(jīng)營(yíng)管理水平。
2、 數(shù)字化油田建設(shè)
2.1、項(xiàng)目的規(guī)劃
數(shù)字化油田項(xiàng)目采用面向soa的服務(wù)多層架構(gòu)，該系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)無(wú)縫集成，所有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)完全由力控自動(dòng)化軟件平臺(tái)采用分布式構(gòu)架進(jìn)行遠(yuǎn)程匯總。以建設(shè)“油氣田生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)”為樞紐，建立面向油氣田生產(chǎn)、科研、管理、經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)管理調(diào)度系統(tǒng)和信息資源共享平臺(tái)，做到油氣田生產(chǎn)管理指揮智能化、辦公自動(dòng)化、管理信息化、信息資源網(wǎng)絡(luò)化、業(yè)務(wù)處理電子化以及決策科學(xué)信息化，實(shí)現(xiàn)油氣田生產(chǎn)管理的度協(xié)調(diào)統(tǒng)一，把油氣田建設(shè)成為現(xiàn)代化的數(shù)字油氣田。
油田采氣廠與輸油處scada系統(tǒng)，先將采氣廠與輸油處的數(shù)據(jù)由各個(gè)分廠采集至信息中心，為生產(chǎn)與調(diào)度提供原始數(shù)據(jù),在信息中心采用企業(yè)級(jí)的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，匯集各采油（氣）廠的數(shù)據(jù)，同時(shí)與地理信息系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)無(wú)縫集成，將過(guò)眾多廠家的si在統(tǒng)一平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)、實(shí)施和部署。將所有廠區(qū)工藝畫(huà)面都進(jìn)行了整合發(fā)布，通過(guò)web瀏覽器即可訪問(wèn)到某廠的某個(gè)站控系統(tǒng)具體運(yùn)行情況。
2.2、力控在數(shù)字油田的整體設(shè)計(jì)方案
監(jiān)控組態(tài)軟件forcecontrol作為基礎(chǔ)的油井、氣井、聯(lián)合站、集輸?shù)扔吞镪P(guān)鍵生產(chǎn)的數(shù)據(jù)采集與集成平臺(tái)，力控企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace作為海量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)起到集中數(shù)據(jù)處理的作用。信息中心針對(duì)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)配備兩臺(tái)冗余的服務(wù)器，在內(nèi)網(wǎng)中運(yùn)行，為確保網(wǎng)絡(luò)安全，專(zhuān)門(mén)配置一臺(tái)雙網(wǎng)卡服務(wù)器,一網(wǎng)口采集第三方軟件的數(shù)據(jù)，另一網(wǎng)口接入至vpn專(zhuān)網(wǎng)。力控forcecontrol組態(tài)軟件以opc方式采集第三方的數(shù)據(jù),將采集的數(shù)據(jù)一方面交由本地實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace處理，另一方面通過(guò)力控的netserver組件，供遠(yuǎn)端力控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace快速訪問(wèn)數(shù)據(jù)。各分廠需要采集的數(shù)據(jù)經(jīng)力控分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總后，統(tǒng)一送到面向soa服務(wù)結(jié)構(gòu)的管理系統(tǒng)中。
廠級(jí)調(diào)度中心提供系統(tǒng)的全部功能，實(shí)現(xiàn)在調(diào)度中心通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控場(chǎng)站、天然氣輸配管網(wǎng)的運(yùn)行情況。企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace負(fù)責(zé)處理、存儲(chǔ)、管理從場(chǎng)站、輸配管網(wǎng)各遠(yuǎn)程站點(diǎn)傳送來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)又為網(wǎng)絡(luò)中的其它服務(wù)器和工作站提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮處理后存放在歷史庫(kù)中，也可以通過(guò) pspace寫(xiě)入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)oracle中。
（1） 井場(chǎng)控制站現(xiàn)有rtu負(fù)責(zé)采集井場(chǎng)的數(shù)據(jù)，如壓力，流量，溫度等等，通過(guò)gprs/電臺(tái)的方式往集氣站發(fā)送數(shù)據(jù)。
（2） 集氣站裝有pc機(jī)，安裝力控組態(tài)軟件，采集來(lái)自井場(chǎng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)在集氣站設(shè)置rtu采集單元，將一些集氣站的信號(hào)進(jìn)行采集并上發(fā)。
（3） 建造2-3座天然氣處理廠，通過(guò)光纖采集若干集氣站的數(shù)據(jù)，同時(shí)處理廠裝有dcs控制系統(tǒng)，采集本廠的數(shù)據(jù)。
（4） 通過(guò)在輸油管道關(guān)鍵部位、油氣區(qū)重點(diǎn)路段和井場(chǎng)、井站安裝視頻監(jiān)控、設(shè)置電子視頻跟蹤鎖定及傳聲警示等電子遙控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)異常情況自動(dòng)報(bào)警，監(jiān)控出入油區(qū)的車(chē)輛、人員。
（5） 在油氣廠調(diào)度中心，安裝具有很性能的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)pspace，通過(guò)光纖采集集氣站的數(shù)據(jù)和天然氣處理廠以及來(lái)自管網(wǎng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理。
2.4 調(diào)度中心數(shù)據(jù)平臺(tái)
在數(shù)字化油田建設(shè)中，力控企業(yè)級(jí)的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)pspace為核心，匯集各采油（氣）廠的數(shù)據(jù)，將過(guò)20家的si在統(tǒng)一平臺(tái)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)、實(shí)施和部署。將所有廠區(qū)工藝畫(huà)面都進(jìn)行了適合于web發(fā)布的形式重新組態(tài)，可以很直觀的從電子地圖訪問(wèn)到某廠的某個(gè)站控系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行情況。
企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)pspace，可以滿足數(shù)字化油田的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成和海量的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，其大百萬(wàn)點(diǎn)的應(yīng)用規(guī)模、30萬(wàn)次/秒的數(shù)據(jù)點(diǎn)并發(fā)寫(xiě)入速度、15萬(wàn)點(diǎn)/秒的查詢(xún)速度、先進(jìn)強(qiáng)大的壓縮算法達(dá)到40：1的數(shù)據(jù)壓縮比。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器支持windows、unix、linux等操作系統(tǒng)，并且支持?jǐn)?shù)據(jù)冗余備份，極大提了數(shù)據(jù)的安全性和數(shù)據(jù)處理效率。
力控企業(yè)級(jí)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)接口的、可二次開(kāi)發(fā)的平臺(tái)。其能完成來(lái)自dcs、fcs、rtu、流量計(jì)算儀、流量計(jì)算機(jī)及其他各種具有或不具有標(biāo)準(zhǔn)通訊接口的控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且實(shí)現(xiàn)采集、存儲(chǔ)、壓縮等功能，以及對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的檢索、統(tǒng)計(jì)、分析、建模，并進(jìn)行曲線、圖表顯示�？梢詫�(shí)現(xiàn)流程性工業(yè)中典型的應(yīng)用功能，如工藝流程圖展現(xiàn)、歷史曲線分析、歷史報(bào)警分析、報(bào)表管理等。同時(shí)，該數(shù)據(jù)庫(kù)能為其他管理軟件提供效的數(shù)據(jù)接口，也可以將整理后的數(shù)據(jù)通過(guò)pspace直接寫(xiě)入關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與其他管理軟件的雙向通訊。
3、數(shù)字油田系統(tǒng)功能
3.1、生產(chǎn)監(jiān)控
采集自噴井、抽油機(jī)井、電潛泵井、螺桿泵井、注水井、配水間、注水站、油水集輸管網(wǎng)、增壓站、轉(zhuǎn)油站、集輸站、罐區(qū)等生產(chǎn)場(chǎng)所裝置的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括壓力、溫度、流量、液位、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、功率、載荷、沖程、沖次等運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)。并且包括油井的示功圖計(jì)量數(shù)據(jù)，將增壓站、注水井、接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站等以力控油汽版本軟件制作好的工藝畫(huà)面文件拷貝至數(shù)字化平臺(tái)的工程文件夾中進(jìn)行快速編譯，可達(dá)到快速組態(tài)的目的，做到管理平臺(tái)與站控的畫(huà)面度統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)時(shí)、智能監(jiān)控 。
圖形化界面完成后即可由pspace web server進(jìn)行頁(yè)面的發(fā)布，具有相關(guān)權(quán)限的操作人員可以通過(guò)ie瀏覽器實(shí)時(shí)查看、控制等。
3．2、視頻監(jiān)控
根據(jù)每個(gè)井場(chǎng)的井口數(shù)量的不同，設(shè)置不同套數(shù)的視頻監(jiān)控設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)井場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。每套視頻監(jiān)控設(shè)備可以對(duì)多個(gè)固定位置的預(yù)制拍攝或取證拍攝，同時(shí)具備智能物體行為分析功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)井場(chǎng)的周界報(bào)警、非法闖入等事件進(jìn)行報(bào)警并進(jìn)行廣播提示。實(shí)時(shí)提醒操作人員，操作人員可以根據(jù)報(bào)警的情況通過(guò)手動(dòng)操作攝像機(jī)進(jìn)行近距離，清晰取證錄像，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觸發(fā)遠(yuǎn)程錄像功能。
智能分析視頻服務(wù)器占用單臺(tái)服務(wù)器，可實(shí)現(xiàn)安全防衛(wèi)功能，有人員進(jìn)入井場(chǎng)時(shí)，在增壓點(diǎn)語(yǔ)音報(bào)警，自動(dòng)變大井場(chǎng)畫(huà)面，自動(dòng)拍照、存儲(chǔ)。增壓點(diǎn)（作業(yè)區(qū)）值班人員通過(guò)變焦操作，對(duì)進(jìn)入井場(chǎng)人員進(jìn)行識(shí)別。通過(guò)語(yǔ)音通道播放音頻警示文件（或通過(guò)麥克風(fēng)遠(yuǎn)程語(yǔ)音警示）。通過(guò)服務(wù)器軟件配置使之進(jìn)行web發(fā)布，可以通過(guò)b/s模式進(jìn)行畫(huà)面切換。
上一條：三菱HC-RFS153B 三菱PLC控制伺服電機(jī) GT1150