采油廠抽油設(shè)備管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

李紅 省榮輝 李慶顯 錢(qián)盛斌

[摘 要] 石油行業(yè)是高投入、高收益、高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)的行業(yè)，企業(yè)所使用和管理的設(shè)備設(shè)施門(mén)類(lèi)齊全、種類(lèi)繁多并且很多設(shè)備具有單位價(jià)值高、技術(shù)含量高、管理難度高的特點(diǎn)，所以提高設(shè)備管理的精細(xì)化程度，深化應(yīng)用設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，提高設(shè)備設(shè)施管理水平是石油企業(yè)管理工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文試圖以抽油機(jī)設(shè)備為例，運(yùn)用比較成熟的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，對(duì)油田企業(yè)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)管理信息化的模式、方法及應(yīng)用前景進(jìn)行初步探討與研究。

[關(guān)鍵詞] 設(shè)備數(shù)據(jù)；生命周期；高效；預(yù)警管理系統(tǒng)；研發(fā)；應(yīng)用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 018

[中圖分類(lèi)號(hào)] F270.7；TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）03- 0035- 04

1 抽油機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)管理現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

目前新疆油田采油單位抽油機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)的日常管理主要依靠作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作人員抄寫(xiě)填報(bào)記錄的紙質(zhì)資料，包括抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)記錄、修保、維護(hù)均需要每天填報(bào)、累計(jì)計(jì)劃，每月還要向ERP系統(tǒng)手工錄入月運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。且資料管理要求很高，需要高素質(zhì)人員從事這項(xiàng)工作，這些作業(yè)區(qū)需要固定一個(gè)甚至兩個(gè)以上優(yōu)秀員工專(zhuān)門(mén)從事資料工作，工作量很大，給員工造成很大負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響了基層工作效率。

近年來(lái)隨著公司勘探工作不斷取得突破，越來(lái)越多的區(qū)塊被發(fā)現(xiàn)、越來(lái)越多的油田投入生產(chǎn)，油田規(guī)模的不斷擴(kuò)張，抽油機(jī)數(shù)量也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的設(shè)備管理模式越來(lái)越不能適應(yīng)信息化油田建設(shè)和管理工作需要。需要從根本上提高設(shè)備管理的精細(xì)化水平、提高設(shè)備數(shù)據(jù)應(yīng)用的深度和廣度，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理的信息化。

另一方面，隨著新疆油田公司信息化油田建設(shè)步伐的不斷加快，公司在設(shè)備管理方面已經(jīng)建成了包括A2油氣水井生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、采油工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等在內(nèi)的一系列油田生產(chǎn)系統(tǒng)，部分系統(tǒng)具有設(shè)備數(shù)據(jù)管理功能，這也在技術(shù)層面上為我們建成一套滿(mǎn)足采油單位抽油管理設(shè)備需求的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)創(chuàng)造了一定的基礎(chǔ)條件。

2 抽油機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)深化應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)的目的和現(xiàn)實(shí)意義

系統(tǒng)研發(fā)的根本目的在于：建立一套集數(shù)據(jù)采集、上傳、信息發(fā)布及提取于一體的綜合信息系統(tǒng)，完成新疆油田抽油機(jī)檔案、運(yùn)轉(zhuǎn)記錄、保養(yǎng)記錄資料電子化及應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

而研發(fā)這樣一套設(shè)備管理系統(tǒng)，對(duì)新疆油田這樣一個(gè)擁有幾十年開(kāi)發(fā)生產(chǎn)歷史、處在高速發(fā)展期的大型企業(yè)來(lái)講，在以下幾個(gè)方面具有現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的重大意義。

2.1 提高工作效率

實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)記錄、抽油機(jī)保養(yǎng)記錄的電子化采集與應(yīng)用，有效減少人工錄入與處理所造成的誤差，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和工作效率。

2.2 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息高度共享

在抽油機(jī)設(shè)備電子化管理的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的高度共享和集成應(yīng)用，滿(mǎn)足管理層、決策層的數(shù)據(jù)要求，為管理和決策提供數(shù)據(jù)支撐。

2.3 建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理規(guī)則體系

創(chuàng)新設(shè)備數(shù)據(jù)管理模式和數(shù)據(jù)應(yīng)用模式，為包括站、庫(kù)及壓力容器在內(nèi)的其他油田生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息化管理建立數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理規(guī)則體系。

2.4 擴(kuò)展ERP系統(tǒng)

為公司在其他領(lǐng)域擴(kuò)展ERP系統(tǒng)使用范圍，提高ERP系統(tǒng)與其他專(zhuān)業(yè)信息系統(tǒng)的整合與延伸應(yīng)用提供了重要思路。

3 抽油機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)深化應(yīng)用系統(tǒng)的架構(gòu)

本系統(tǒng)在研發(fā)過(guò)程中采用了較為先進(jìn)的瀏覽器/服務(wù)器（B/S）方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理；采用目前流行的多層開(kāi)發(fā)模式進(jìn)行信息發(fā)布；用戶(hù)通過(guò)瀏覽器瀏覽系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)與文檔，并可下載數(shù)據(jù)與文檔；同時(shí)，在數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)方面，大量使用存儲(chǔ)過(guò)程訪問(wèn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)并處理數(shù)據(jù)。

因此，整個(gè)系統(tǒng)在縱向上可分為3層，即：表現(xiàn)層（客戶(hù)端應(yīng)用程序或?yàn)g覽器）；業(yè)務(wù)層（存儲(chǔ)過(guò)程、視圖、觸發(fā)器等）；服務(wù)層（主要是數(shù)據(jù)庫(kù)引擎、數(shù)據(jù)庫(kù)）。

4 系統(tǒng)部署及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

本系統(tǒng)依托新疆油田公司局域網(wǎng)環(huán)境，服務(wù)器設(shè)在數(shù)據(jù)中心機(jī)房，最終用戶(hù)桌面連接均為百兆。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：本系統(tǒng)通過(guò)新疆油田公司網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互及數(shù)據(jù)傳輸。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用Oracle 10g，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器應(yīng)用新疆油田公司SUN E4900數(shù)據(jù)庫(kù)集群。

4.1 接口技術(shù)

系統(tǒng)根據(jù)不同情況主要采用了以下兩種接口技術(shù)。

（1）數(shù)據(jù)接口： 本系統(tǒng)與A2系統(tǒng)、鉆采工程系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)直接授權(quán)訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)。

（2）軟件接口：由于ERP不允許開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)要考慮權(quán)限及數(shù)據(jù)限制，與ERP的接口采取Web Service調(diào)用的方式讀取數(shù)據(jù)，傳入?yún)?shù)為類(lèi)似Sql的字符串，返回查詢(xún)結(jié)果。

經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)、役齡表等ERP報(bào)表的應(yīng)用是由股份公司ERP庫(kù)下傳數(shù)據(jù)更新到新疆油田本地ERP數(shù)據(jù)庫(kù)中，并與其保持實(shí)時(shí)一致；另外本系統(tǒng)與ERP系統(tǒng)直接數(shù)據(jù)交互通過(guò)Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入。

4.2 共享發(fā)布技術(shù)

本系統(tǒng)采用目前流行的多層開(kāi)發(fā)模式進(jìn)行信息發(fā)布；用戶(hù)通過(guò)瀏覽器瀏覽系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)與文檔，并可下載數(shù)據(jù)與文檔；同時(shí)，在數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)方面，大量使用存儲(chǔ)過(guò)程訪問(wèn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)并處理數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)由新疆油田公司數(shù)據(jù)中心立項(xiàng)，采油二廠負(fù)責(zé)項(xiàng)目需求調(diào)研、原始數(shù)據(jù)歸集與處理，紅有公司負(fù)責(zé)代碼編寫(xiě)和功能調(diào)試，經(jīng)過(guò)近一年的努力于2011年底率先在采油二廠投入試運(yùn)行，在此期間根據(jù)運(yùn)行情況和客戶(hù)反饋，進(jìn)行了幾次較大規(guī)模的修改和完善。經(jīng)油田公司設(shè)備處、數(shù)據(jù)中心審查，認(rèn)為本系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，具備功能齊備、安全高效、界面友好、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，并于近期正式在公司所屬的13個(gè)生產(chǎn)、科研單位上線運(yùn)行。

5 抽油機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)深化應(yīng)用系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

系統(tǒng)自動(dòng)從A2、ERP、鉆采工程系統(tǒng)中提取抽油機(jī)靜態(tài)數(shù)據(jù)，同時(shí)抽油機(jī)保養(yǎng)、修理、事故記錄及平衡率數(shù)據(jù)由各采油作業(yè)區(qū)進(jìn)行錄入和修改，存入油田公司集中數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)每天自動(dòng)處理日運(yùn)行數(shù)據(jù)、每月自動(dòng)匯總生成月數(shù)據(jù)。之后，系統(tǒng)通過(guò)信息發(fā)布功能將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)布到網(wǎng)頁(yè)上，供機(jī)關(guān)科室及有關(guān)單位查詢(xún)使用。

ERP生產(chǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)深應(yīng)用系統(tǒng)的主要功能分為4個(gè)模塊，分別是數(shù)據(jù)錄入、信息發(fā)布、系統(tǒng)管理和ERP報(bào)表。

數(shù)據(jù)錄入模塊主要用來(lái)記錄和處理抽油機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)和運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的日常處理與匯總功能；信息發(fā)布模塊的功能是向最終用戶(hù)發(fā)布系統(tǒng)處理過(guò)的數(shù)據(jù)信息；ERP報(bào)表模塊的主要功能是向特定用戶(hù)以標(biāo)準(zhǔn)化的格式提供相關(guān)數(shù)據(jù)信息；系統(tǒng)管理模塊主要是用來(lái)定義系統(tǒng)用戶(hù)、權(quán)限及日志等相關(guān)信息，保證系統(tǒng)有效運(yùn)行。

系統(tǒng)率先在設(shè)備管理領(lǐng)域建成了一套完整的抽油設(shè)備數(shù)據(jù)管理應(yīng)用平臺(tái)，覆蓋了采油單位抽油機(jī)設(shè)備日常管理的主要業(yè)務(wù)，將抽油機(jī)設(shè)備檔案簿、運(yùn)轉(zhuǎn)記錄本、保養(yǎng)記錄本的各項(xiàng)源點(diǎn)數(shù)據(jù)入庫(kù)管理，并提供了豐富的查詢(xún)應(yīng)用功能，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的電子化管理。

其主要功能如下：

5.1 基于抽油機(jī)的生命周期的源點(diǎn)數(shù)據(jù)錄入維護(hù)功能

使抽油機(jī)設(shè)備運(yùn)行、運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)真正實(shí)現(xiàn)了信息化管理，為這些數(shù)據(jù)的深化應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)保障。

為達(dá)到抽油機(jī)設(shè)備動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)全程化、無(wú)間斷的信息化管理要求，本系統(tǒng)按照抽油機(jī)投用時(shí)的靜態(tài)參數(shù)、投入使用后的運(yùn)行參數(shù)、保養(yǎng)維護(hù)、修理數(shù)據(jù)、檢測(cè)數(shù)據(jù)以及事故處理維修數(shù)據(jù)、報(bào)廢殘值等生命周期建立了相關(guān)數(shù)據(jù)錄入、導(dǎo)入、導(dǎo)出及維護(hù)程序。并且關(guān)鍵設(shè)備編號(hào)等字段從ERP提取，從而保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的一致性。

數(shù)據(jù)錄入關(guān)鍵功能節(jié)點(diǎn)包括：靜態(tài)參數(shù)、保養(yǎng)記錄、修理記錄、事故記錄、平衡率測(cè)試計(jì)劃、平衡率測(cè)試記錄、零配件更換記錄。

5.2 基于業(yè)務(wù)流程的數(shù)據(jù)查詢(xún)功能

系統(tǒng)以功能強(qiáng)大、內(nèi)容全面、界面友好為特點(diǎn)，全面滿(mǎn)足管理層、決策層數(shù)據(jù)查詢(xún)與應(yīng)用需求。

信息查詢(xún)作為本系統(tǒng)核心功能之一，其最終目的就在于方便管理層、決策層高效查詢(xún)相關(guān)數(shù)據(jù)，為深化應(yīng)用設(shè)備運(yùn)行、運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策提供有力的數(shù)據(jù)支撐?；谶@個(gè)目的，本系統(tǒng)依據(jù)抽油機(jī)管理業(yè)務(wù)流程建成完整的數(shù)據(jù)查詢(xún)系統(tǒng)，并提供了方便快捷的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，供其他應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)加載應(yīng)用，解決了紙質(zhì)資料保存與查詢(xún)不便的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了信息的共享應(yīng)用。

信息查詢(xún)關(guān)鍵功能節(jié)點(diǎn)包括：抽油機(jī)靜態(tài)參數(shù)發(fā)布；保養(yǎng)記錄發(fā)布；事故記錄；修理記錄發(fā)布：修理記錄；修理記錄發(fā)布：更換零部件；日運(yùn)轉(zhuǎn)記錄發(fā)布；月運(yùn)轉(zhuǎn)記錄發(fā)布；一保提示發(fā)布；二保提示發(fā)布；平衡率檢測(cè)計(jì)劃；平衡率檢測(cè)記錄；平衡率檢測(cè)月對(duì)比。

5.3 基于公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)保密機(jī)制、安全高效的系統(tǒng)管理功能

系統(tǒng)管理功能是該系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全、運(yùn)行穩(wěn)定的一個(gè)重要保障，同時(shí)也是公司油田生產(chǎn)數(shù)據(jù)保密機(jī)制的要求。此系統(tǒng)針對(duì)不同用戶(hù)的身份及所要使用的功能，嚴(yán)格定義不同級(jí)別的用戶(hù)權(quán)限和功能權(quán)限，從而保證在數(shù)據(jù)錄入和信息發(fā)布過(guò)程中有效保障數(shù)據(jù)的安全，同時(shí)也使管理員便于管理普通用戶(hù)。

5.4 建立在強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上的抽油機(jī)保養(yǎng)自動(dòng)預(yù)警功能

在此之前，新疆油田各采油廠抽油機(jī)設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)完全依靠約定俗成的經(jīng)驗(yàn)或時(shí)間間隔，缺乏科學(xué)、規(guī)范的數(shù)據(jù)支撐，這種方式一方面使抽油機(jī)設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)具有一定盲目性和隨意性，容易造成企業(yè)資源的浪費(fèi)；另一方面也容易因?yàn)槿狈?duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，造成運(yùn)行中的設(shè)備出現(xiàn)不可預(yù)料的故障。

為解決這一問(wèn)題，本系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)額定運(yùn)行參數(shù)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)的對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)設(shè)備一保、二保的保養(yǎng)自動(dòng)提示。并在此基礎(chǔ)上建立了強(qiáng)大的修理記錄、事故記錄及平衡率檢測(cè)數(shù)據(jù)查詢(xún)等功能。為抽油機(jī)設(shè)備的預(yù)防性維修、設(shè)備及時(shí)保養(yǎng)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，從而有效降低設(shè)備故障率。

6 抽油機(jī)設(shè)備數(shù)據(jù)深化應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用效果

本系統(tǒng)首次在設(shè)備管理領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)的高度共享和集成應(yīng)用，并建立了采油廠抽油機(jī)管理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理規(guī)則體系，在基礎(chǔ)應(yīng)用表的整合基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)管理規(guī)程，保證數(shù)據(jù)源頭采集，解決了源數(shù)據(jù)重復(fù)交叉，數(shù)據(jù)不唯一，數(shù)據(jù)錄入重復(fù)，數(shù)據(jù)建設(shè)和數(shù)據(jù)管理重疊的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)采油廠抽油機(jī)管理數(shù)據(jù)一體化。

該系統(tǒng)2011年11月在采油二廠正式啟用，經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行完善，系統(tǒng)已經(jīng)在廠機(jī)關(guān)部門(mén)及采油作業(yè)區(qū)隊(duì)得到廣泛應(yīng)用，每天登錄系統(tǒng)進(jìn)行錄入、查詢(xún)?cè)L問(wèn)的次數(shù)達(dá)到300多次。目前全廠抽油機(jī)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)全部正?；霂?kù)，入庫(kù)抽油機(jī)有4 300多臺(tái)，29 000多次保養(yǎng)記錄。

從運(yùn)行情況分析，此系統(tǒng)為顯著提高了抽油機(jī)設(shè)備的預(yù)維修、預(yù)保養(yǎng)水平，有效降低了設(shè)備故障率，提高抽油時(shí)率。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2011年系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，二廠的抽油機(jī)設(shè)備完好率始終保持在99.50%以上，抽油機(jī)設(shè)備故障率降低僅為0.012%（由2002年1.812%下降到0.012%），創(chuàng)造了歷年新低。

在設(shè)備管理上，此系統(tǒng)也把數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍擴(kuò)展到一線生產(chǎn)單位，為有效實(shí)施設(shè)備管理法，貫徹“121”設(shè)備管理提供了技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐，即：一個(gè)及時(shí)（及時(shí)提高抽油機(jī)平衡率）、二個(gè)確保（確保抽油機(jī)的安全使用和正常運(yùn)轉(zhuǎn)）和一個(gè)預(yù)防（預(yù)防抽油機(jī)故障），使公司設(shè)備管理精細(xì)化水平大幅提高。

7 結(jié)束語(yǔ)

此系統(tǒng)的運(yùn)行全面摒棄了沿用多年的手工填寫(xiě)相關(guān)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的工作方式，抽油機(jī)設(shè)備管理數(shù)據(jù)電子化與信息化，數(shù)據(jù)質(zhì)量、及時(shí)性和有效性顯著提高，有效提升了設(shè)備管理精細(xì)化水平提高了工作效率。

另外更為重要的是系統(tǒng)的研發(fā)應(yīng)用為其他采油廠抽油設(shè)備、設(shè)施的電子化管理提供了技術(shù)儲(chǔ)備，可以方便地?cái)U(kuò)展延伸到站、庫(kù)、壓力容器等設(shè)備的管理。這必將對(duì)提升公司整體生產(chǎn)設(shè)備的管理水平起到非常重要的作用。