基于云服務的鉆井工程數據管理系統設計與實現

胡宏濤 吳娟

摘?要：近年來，隨著云技術的發展，基于云計算技術架構的應用系統逐漸成為主流。本文根據石油鉆井企業工程數據管理的需求，首先采用面向服務思想，將系統封裝為9個服務，然后統一部署在云平臺上，最終實現了基于云服務的鉆井工程數據管理系統，通過使用云計算技術以及SOA軟件架構，有效解決了傳統管理系統的擴展能力差、維護成本高以及資源利用率低等問題，保證數據的一致性，為企業的管理和決策提供重要的數據依托，提高企業的經濟效益。

關鍵詞： 云服務平臺;SOA架構;管理系統

文章編號： 2095-2163（2021）01-0134-04 中圖分類號：TP311 文獻標志碼：A

【Abstract】In recent years， with the development of cloud technology， application systems based on cloud computing technology architecture have gradually become mainstream. According to the needs of engineering data management of oil drilling companies， this paper first adopts service-oriented thinking， encapsulates the system into 9 services， and then deploys them on a cloud platform. Finally， a cloud-based drilling engineering data management system is realized by using cloud computing technology and SOA software architecture， which effectively solves the problems of poor scalability， high maintenance costs， and low resource utilization of traditional management systems， ensures data consistency， provides important data support for enterprise management and decision making， and improves enterprise economy benefit.

【Key words】cloud service platform; SOA architecture; management system

0 引?言

鉆井工程是一項高風險高投入的系統工程，整個工程涉及到的數據極其龐大，若不對其進行高效安全的管理，必定會增加企業的成本，降低工作效率。隨著信息時代的到來，對復雜龐大的數據進行有效管理已經成為可能。基于此，設計研發一套鉆井工程數據管理系統已然成為鉆井行業的迫切需求。系統的開發使用不僅會改善工作效率，而且能提高企業的經濟效益。

傳統的管理系統的擴展性較差，與此同時其高昂的維護成本也給許多小型企業帶來了相應的經濟壓力，而隨著近年來云計算的高速發展，則為該問題提供了一個全新的解決方案。迄今為止，“云”已經被大多數的企業所接受，云計算讓海量數據存儲變為現實，云服務給企業提供云端服務，并可將企業的日常數據資料存儲在云服務器上，在有網的情況下就可以即用即取。傳統模式下，企業本地的系統會隨著時間的推移而過時，企業只能大修小補直至系統徹底廢棄，而在云服務平臺下，企業不再需要在維護方面增加額外的投入就可以實現系統升級，享用最新的功能組件。

1 研究背景

1.1 云服務

云服務資源是云服務向消費提供服務的根本，根據平臺的特征，分為IAAS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務）、PAAS（Platform as a Service，平臺即服務）、SAAS（Software as a Service，軟件即服務）。3種云服務的層次結構圖如圖1所示。

1.2 面向服務架構SOA

SOA服務架構的特點是粗粒度和松耦合，服務與服務之間是通過接口進行通訊的，但是沒有涉及到底層編程接口和通訊模型，采用SOA架構的系統在應對業務變化時具有更大的靈活性。SOA中的不同組件及工作流程如圖2所示。

2 基于云服務的鉆井工程設計數據管理系統設計

2.1 系統架構

鉆井工程設計數據管理系統的功能模塊眾多，其中既需要管理海量的數據，尤其重要的還將涉及不同部門、不同地點之間的協調，這就要求鉆井工程設計數據管理系統能夠滿足協同辦公、具有較高的數據管理水平以及資源共享功能等，云計算的集中運算資源分布恰好滿足要求。基于云服務和SOA架構的數據管理系統分為基礎設施層、平臺層、石油云層、表示層、用戶層等。其系統設計架構如圖3所示。

2.2 系統功能模塊設計

研究給出的系統功能模塊設計如圖4所示。分析圖4可知，基于云服務的鉆井工程設計數據管理系統對鉆井工程中的龐大數據進行高效管理，系統按功能分為3個模塊。對此可展開分析論述如下。

（1）登錄模塊：主要用于登錄者的身份驗證。登錄時，需輸入符合系統規定要求的賬號與密碼，只有輸入正確時才能獲準進入系統。而根據登錄者的身份不同，所能操作的權限也各不相同。管理員可以對系統數據進行修改和刪除等操作，而普通用戶還能對數據進行查看。

（2）管理員操作模塊：以管理員的身份登錄成功后，就可進入管理員操作界面。管理員可以管理普通用戶，包括對其賬號、密碼、用戶名等信息的增刪改查等;同時，還可以對工程數據進行管理，即根據需求進行工程數據的錄入、修改、刪除、查看等。管理員是系統的管理者，故擁有的權限也是最多的。

3）普通用戶操作模塊：以普通用戶的身份登錄成功后，就可進入用戶操作界面。普通用戶只能查看工程中的各項數據，而并未被授予其他權限。

2.3 數據庫邏輯結構設計

數據庫是整個軟件系統的后臺核心，設計一套簡單，完整的數據庫表是數據庫設計的關鍵工作。而數據庫概要設計中涉及的內容就是：將整個鉆井工程中的業務流程抽取出來，加以分析，再對數據進行分類與整合，最終抽象成一張張的數據庫表。鉆井工程數據管理系統由眾多模塊組成，分別是：用戶管理、井基本數據管理、井身結構數據管理、井口裝置數據管理、鉆具組合數據管理、鉆井液設計數據管理、設備選型以及查詢全部工程數據等，其中的多個模塊間的功能則由井號來實現緊密聯系。通過對鉆井工程數據管理系統數據流程進行分析，針對系統需求，本次研究中設計部分的主要表字段具體如下：

（1）用戶信息（賬號，用戶名，密碼，身份）

（2）井基本數據信息（井號，井名，設計人，設計單位，設計時間）

（3）井身結構數據信息（井號，套管名稱，固井時井眼尺寸，固井時的井深，套管尺寸，套管頂部深度，套管鞋深度，套管鞋所在層位，人工井底深度，回壓凡爾深度，一級水泥返高，二級水泥返高，分級接箍深度，套管扶正器個數）

（4）一開井口數據信息（井號，圓井或方井尺寸，圓井或方井深度，導管直徑，導管深度，鉆井液出口高度）

（5）二開井口數據信息（井號，防噴器型號規范，試壓壓力，30 min壓降，控制系統，節流管匯）

（6）鉆具組合數據信息（井號，序號，下入井深，起出井深，鉆具組合，備注）

（7）鉆井液設計數據信息（井號，開鉆次序，起始井深，終止井深，密度，漏斗粘度，API失水，泥餅，PH值，含砂量，高溫高壓濾失量，摩阻系數，靜切力初切，靜切力終切，塑性粘度，動切力，n值，K值，總固含量，膨潤土含量，鉆井液類型，鉆井液配方，處理方法與維護，備注）

（8）設備選型數據信息（井號，設備名稱，設備型號，負荷或功率，本井工作時間，累計工作時間，運轉情況，設備及零部件更換情況）

3 系統主要功能實現

3.1 鉆井液設計工程數據管理

將數據庫中的井的基本信息全部展示出來，再通過翻頁、搜索、排序以及分頁功能方便管理員檢索出需要顯示的信息。管理員可對鉆井液設計工程數據進行添加、修改和刪除，添加界面如圖5所示。

3.2 井基本數據查看

在普通用戶操作模塊中，普通用戶只能對數據進行查看，此外并無其他權限，查看井基本信息界面如圖6所示。

4 結束語

鉆井工程設計數據管理系統多會調用大量的數據信息，所以在設計系統的過程中要充分考慮其使用是否便捷，處理是否高效等多方面因素。基于目前較為先進的云服務以及SOA架構的技術背景下，本文設計了基于云服務的鉆井工程設計數據管理系統整體架構，分別從基礎設施層、平臺層、石油云層、表示層、用戶層等來展開設計。接著通過對系統進行功能模塊設計、數據庫邏輯結構設計、系統主要功能研發等來進一步完善該系統的整體技術解決方案，旨在實現企業鉆井工程的現代化，提高內部員工的工作效率，從而使企業取得較好的經濟效益。

參考文獻

[1]劉波，王艷春.基于云服務的高校招生管理信息系統設計研究[J].現代情報，2017，37（2）：108-111.

[2]田延杰. 基于云服務的架構設計[J]. 電子技術與軟件工程，2019（21）：154-155.

[3]胡雅倩. 基于云服務的智慧社區集成應用平臺的研究與實現[D]. 武漢：武漢郵電科學研究院，2020.

[4]龍軍. 面向服務架構（SOA）的軟件應用開發研究[J]. 電腦知識與技術，2018，14（25）：106-107.

[5]郝書池. 云服務模式下的物流配送系統運作框架與運行關鍵問題研究[J].物流科技，2020，43（1）：41-44.

[6]樊彩棣. 基于SOA架構的多系統集成高校資產管理系統的設計與實現[D]. 杭州：杭州電子科技大學，2018.