摘要：

力控科技油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)傳感、射頻、通訊等手段，對油氣水井、計量間、油氣站庫及相關(guān)集輸管網(wǎng)等生產(chǎn)對象進(jìn)行全面感知，推動(dòng)油氣田企業(yè)兩化深度融合，信息全面共享，實(shí)現監控可視化、控制自動(dòng)化、數據知識共享化、系統應用一體化、管理流程化、分析智能化，從而幫助企業(yè)提升油氣田經(jīng)營(yíng)管理水平，提高生產(chǎn)決策的及時(shí)性和準確性。

1、方案概述

隨著(zhù)油氣田信息化與工業(yè)化的深度融合，以及大數據、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等先進(jìn)信息技術(shù)的發(fā)展，力控科技基于多年油氣田的行業(yè)經(jīng)驗，并結合油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，推出油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，實(shí)現油氣田生產(chǎn)管理、過(guò)程監控、管理調度、設備運維、流程優(yōu)化及節能降耗等，確保裝置在“安穩長(cháng)滿(mǎn)優(yōu)”運轉的基礎上，降低能耗和生產(chǎn)成本，最大限度地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

2、設計目標

• 優(yōu)化組織架構與生產(chǎn)管理模式，提高工作效率、降低勞動(dòng)強度。

優(yōu)化組織架構、變革管理模式，實(shí)現業(yè)務(wù)的集中管理、設備的集中管控、數據的集中處理；實(shí)現電子巡檢和設備的遠程操控，優(yōu)化用工數量，降低員工勞動(dòng)強度；實(shí)現油氣田的精細化管理，提升油氣田生產(chǎn)綜合管理能力和水平。

• 實(shí)時(shí)監控生產(chǎn)設施，保障油田生產(chǎn)能夠安全、環(huán)保、平穩運行。

通過(guò)現場(chǎng)完善的監視、檢測設備，實(shí)時(shí)監測井、間、站場(chǎng)、管網(wǎng)、電力系統設備工況及故障，及時(shí)發(fā)現異常情況，進(jìn)行多級預警與報警，并進(jìn)行及時(shí)、有效地處理，保障生產(chǎn)過(guò)程的安全性、穩定性。

• 優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現節能降耗與科學(xué)決策。

對實(shí)時(shí)采集的生產(chǎn)數據和生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數據進(jìn)行匯總、統計、挖掘、分析，為遠程生產(chǎn)指揮、生產(chǎn)應急調度、生產(chǎn)工藝流程模擬仿真及優(yōu)化運行、節能降耗等提供科學(xué)的決策依據。

• 便捷的移動(dòng)APP應用。

滿(mǎn)足企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理人員、現場(chǎng)生產(chǎn)人員、設備維護人員、安全管理人員隨時(shí)隨地了解重要信息。

3、系統架構

油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統基于油氣田私有云部署，按照網(wǎng)絡(luò )結構劃分為設備層、網(wǎng)絡(luò )層、平臺層、應用層；按照功能架構劃分為生產(chǎn)層、數據處理層、服務(wù)層、應用層、展示層五部分。由力控實(shí)時(shí)歷史數據庫pSpace、功圖關(guān)系庫、業(yè)務(wù)數據庫、應用數據平臺FinforWorx、綜合展示平臺FSmartWorx組成，通過(guò)生產(chǎn)總況、生產(chǎn)監控、報警預警、運維管理、移動(dòng)APP五大功能模塊對生產(chǎn)數據、診斷數據、報警數據、運維數據進(jìn)行集中展示。

系統網(wǎng)絡(luò )架構如下圖所示：

系統功能架構如下圖所示：

4、功能特點(diǎn)

• 生產(chǎn)總況。實(shí)現油氣田生產(chǎn)業(yè)務(wù)情況的綜合展示，包括：油水井上線(xiàn)率統計、油水井狀態(tài)統計、告警統計、措施統計。根據采油廠(chǎng)、作業(yè)區不同崗位業(yè)務(wù)需求，分別建立與崗位業(yè)務(wù)相對應的開(kāi)井數與上線(xiàn)井數，通過(guò)條形圖、曲線(xiàn)圖、數據表格等進(jìn)行展示。

• 生產(chǎn)監控。靈活展示油氣水井的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據、功圖數據及站庫流程，并實(shí)現無(wú)人值守站、油氣水井的遠程控制。 

• 示功圖展示。通過(guò)示功圖數據的展示與分析，及時(shí)了解油井產(chǎn)油狀態(tài)和抽油機的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現卡桿、斷桿等故障，對保持采油產(chǎn)量、減少電能消耗等具有非常重要的意義。

• 報警預警。按照采油、注水、集輸、巡護等專(zhuān)業(yè)，設定合理報警閾值及變化梯度，系統提供分級預警功能，能夠提前處置各種問(wèn)題，從而將事后分析變?yōu)槭虑邦A防，有效降低生產(chǎn)事故的風(fēng)險，保障生產(chǎn)安全、平穩運轉。

• 生產(chǎn)調度。實(shí)現生產(chǎn)全過(guò)程中崗位人員調配、管網(wǎng)調度、車(chē)輛調度及電網(wǎng)調度，并形成調度跟蹤記錄。按照工作流程，調度系統可與移動(dòng)終端、短信模塊、電視、電話(huà)會(huì )議等系統進(jìn)行集成，實(shí)現遠程異地協(xié)作，提升管理區域各崗位的工作協(xié)調能力及工作的執行與反饋能力。

• 視頻集成。系統可以實(shí)現視頻圖像的實(shí)時(shí)播放、捕捉與回放，同時(shí)具備智能物體行為分析功能，實(shí)現對井場(chǎng)和站庫的周界報警、非法闖入等事件進(jìn)行報警并進(jìn)行廣播提示，實(shí)時(shí)提醒操作人員，方便操作人員根據報警情況手動(dòng)操作攝像機進(jìn)行近距離、高清晰取證錄像，并且可以實(shí)現自動(dòng)觸發(fā)遠程錄像功能。

• KPI統計分析。以關(guān)鍵生產(chǎn)指標反映企業(yè)生產(chǎn)運行情況，為決策層提供產(chǎn)油量、百米噸液耗電、采油指數、機采系統效率、原油庫存等重要生產(chǎn)指標，及時(shí)了解并掌握企業(yè)生產(chǎn)運行情況。

• 報表管理。為油氣田生產(chǎn)管理提供一個(gè)智能報表平臺，自動(dòng)匯總產(chǎn)液量數據、報警統計分析數據，能耗數據等，生成符合各級用戶(hù)業(yè)務(wù)需求及格式要求的報表，為生產(chǎn)分析、過(guò)程優(yōu)化提供決策依據。

• 設備管理。對關(guān)鍵設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和運行效率計算（包括：抽油機的沖程利用率、電機效率、泵效率、故障率等），使設備維護人員及時(shí)了解設備運行狀況，并結合設備設計參數，通過(guò)設備運行效率與設計效率的對比分析，查找設備故障、分析原因。

• 設備運維。按照采油廠(chǎng)、作業(yè)區、站庫等區域建立物聯(lián)網(wǎng)設備臺賬，涵蓋油水井生產(chǎn)、監測等設備信息、數據傳輸相應設備信息、系統運行設備信息、系統安全設備信息，并標注設備運維部門(mén)及負責人等。當設備發(fā)生故障時(shí)，提交設備故障單，并關(guān)聯(lián)設備負責人，以及之前的設備維修記錄；維修完成后，對維修過(guò)程進(jìn)行記錄；重點(diǎn)設備建立設備巡檢單，并可建立臨時(shí)設備巡檢單；設備負責人對故障檢修記錄，巡檢記錄進(jìn)行檢查、分析及評價(jià)；建立前端設備維保機制，記錄設備安裝日期，維護保養周期，更換零部件信息等，并對相應記錄進(jìn)行管理。

• GIS集成。利用地理信息技術(shù)，實(shí)時(shí)展示油氣水井、聯(lián)合站、增壓站、計量站及油氣管網(wǎng)的地理分布信息，并實(shí)時(shí)顯示各站點(diǎn)和管網(wǎng)的運行參數和報警數據，為應急指揮提供指導。

• 應急指揮。統一集成井站場(chǎng)視頻信息、單井實(shí)時(shí)數據、平臺可燃氣體檢測、火災檢測等數據和GIS系統，實(shí)現各類(lèi)信息和報警的聯(lián)動(dòng)，為應急指揮提供指導依據。

• 三維可視化與模擬仿真。三維可視化系統為用戶(hù)輕松創(chuàng )建、瀏覽、監控、分析設備、管線(xiàn)等數據提供便捷，通過(guò)智能感知、實(shí)時(shí)監控、虛擬現實(shí)等手段提升企業(yè)的管理水平。

• 移動(dòng)應用。通過(guò)智能手機、平板電腦等移動(dòng)終端隨時(shí)隨地瀏覽油氣水井、聯(lián)合站等生產(chǎn)流程畫(huà)面、重要運行參數趨勢圖、生產(chǎn)報表、KPI統計數據等，為實(shí)時(shí)掌握油田生產(chǎn)運行情況提供便捷。

• 系統安全。隨著(zhù)兩化融合的加速，DCS、SCADA等生產(chǎn)控制系統逐步實(shí)現與互聯(lián)網(wǎng)或辦公網(wǎng)的互聯(lián)互通，為了確保生產(chǎn)控制系統的安全性，力控pSafetyLink進(jìn)行保駕護航，其雙獨立主機系統分為控制端和信息端，分別接入過(guò)程控制系統網(wǎng)絡(luò )和管理信息系統網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)兩主機之間采用PSL專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )隔離技術(shù)，在保證數據快速交互的同時(shí)徹底阻斷了網(wǎng)絡(luò )的連接，保證了站控層過(guò)程控制系統網(wǎng)絡(luò )的安全。

5、給客戶(hù)帶來(lái)的價(jià)值

• 通過(guò)油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統的建設，全面實(shí)現油氣水井、計量間、油氣庫站及相關(guān)集輸管網(wǎng)等生產(chǎn)單元數據的實(shí)時(shí)采集，提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，縮減或合并了部分崗位，減少了勞動(dòng)用工，降低的生產(chǎn)成本。

• 通過(guò)油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統的建設，規范并優(yōu)化了生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現了生產(chǎn)過(guò)程的統一管理與集中控制，在提升管理水平的基礎上，提高了工作效率。