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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)，通過傳感、射頻、通訊等手段，對油氣水井、計(jì)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(xiàn)監(jiān)控可視化、控制自動(dòng)化、數(shù)據(jù)知識共享化、系統(tǒng)應(yīng)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)營管理水平，提高生產(chǎn)決策的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。
方案概述
隨著油氣田信息化與工業(yè)化的深度融合，以及大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等*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(yàn)，并結(jié)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(xiàn)油氣田生產(chǎn)管理、過程監(jiān)控、管理調(diào)度、設(shè)備運(yùn)維、流程優(yōu)化及節(jié)能降耗等，確保裝置在“安穩(wěn)長滿優(yōu)”運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)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(jì)效益。
設(shè)計(jì)目標(biāo)
★ 優(yōu)化組織架構(gòu)與生產(chǎn)管理模式，提高工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。優(yōu)化組織架構(gòu)、變革管理模式，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的集中管理、設(shè)備的集中管控、數(shù)據(jù)的集中處理；實(shí)現(xiàn)電子巡檢和設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，優(yōu)化用工數(shù)量，降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度；實(shí)現(xiàn)油氣田的精細(xì)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(jiān)控生產(chǎn)設(shè)施，保障油田生產(chǎn)能夠安全、環(huán)保、平穩(wěn)運(yùn)行。通過現(xiàn)場完善的監(jiān)視、檢測設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測井、間、站場、管網(wǎng)、電力系統(tǒng)設(shè)備工況及故障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，進(jìn)行多級預(yù)警與報(bào)警，并進(jìn)行及時(shí)、有效地處理，保障生產(chǎn)過程的安全性、穩(wěn)定性。
★ 優(yōu)化生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗與科學(xué)決策。對實(shí)時(shí)采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)、挖掘、分析，為遠(yuǎn)程生產(chǎn)指揮、生產(chǎn)應(yīng)急調(diào)度、生產(chǎn)工藝流程模擬仿真及優(yōu)化運(yùn)行、節(jié)能降耗等提供科學(xué)的決策依據(jù)。
★ 便捷的移動(dòng)APP應(yīng)用。滿足企業(yè)經(jīng)營管理人員、現(xiàn)場生產(chǎn)人員、設(shè)備維護(hù)人員、安全管理人員隨時(shí)隨地了解重要信息。
系統(tǒng)構(gòu)架
油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基于油氣田私有云部署，按照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層；按照功能架構(gòu)劃分為生產(chǎn)層、數(shù)據(jù)處理層、服務(wù)層、應(yīng)用層、展示層五部分。由力控實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫pSpace、功圖關(guān)系庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用數(shù)據(jù)平臺FinforWorx、綜合展示平臺FSmartWorx組成，通過生產(chǎn)總況、生產(chǎn)監(jiān)控、報(bào)警預(yù)警、運(yùn)維管理、移動(dòng)APP五大功能模塊對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行集中展示。
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：
系統(tǒng)功能架構(gòu)如下圖所示：
功能特點(diǎn)
★ 生產(chǎn)總況
實(shí)現(xiàn)油氣田生產(chǎn)業(yè)務(wù)情況的綜合展示，包括：油水井上線率統(tǒng)計(jì)、油水井狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、告警統(tǒng)計(jì)、措施統(tǒng)計(jì)。根據(jù)采油廠、作業(yè)區(qū)不同崗位業(yè)務(wù)需求，分別建立與崗位業(yè)務(wù)相對應(yīng)的開井?dāng)?shù)與上線井?dāng)?shù)，通過條形圖、曲線圖、數(shù)據(jù)表格等進(jìn)行展示。
★ 生產(chǎn)監(jiān)控
靈活展示油氣水井的生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、功圖數(shù)據(jù)及站庫流程，并實(shí)現(xiàn)無人值守站、油氣水井的遠(yuǎn)程控制。
★ 示功圖展示
通過示功圖數(shù)據(jù)的展示與分析，及時(shí)了解油井產(chǎn)油狀態(tài)和抽油機(jī)的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)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(bào)警預(yù)警
按照采油、注水、集輸、巡護(hù)等專業(yè)，設(shè)定合理報(bào)警閾值及變化梯度，系統(tǒng)提供分級預(yù)警功能，能夠提前處置各種問題，從而將事后分析變?yōu)槭虑邦A(yù)防，有效降低生產(chǎn)事故的風(fēng)險(xiǎn)，保障生產(chǎn)安全、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
★ 生產(chǎn)調(diào)度
實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程中崗位人員調(diào)配、管網(wǎng)調(diào)度、車輛調(diào)度及電網(wǎng)調(diào)度，并形成調(diào)度跟蹤記錄。按照工作流程，調(diào)度系統(tǒng)可與移動(dòng)終端、短信模塊、電視、電話會(huì)議等系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地協(xié)作，提升管理區(qū)域各崗位的工作協(xié)調(diào)能力及工作的執(zhí)行與反饋能力。
★ 視頻集成
系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)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(xiàn)對井場和站庫的周界報(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，方便操作人員根據(jù)報(bào)警情況手動(dòng)操作攝像機(jī)進(jìn)行近距離、高清晰取證錄像，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觸發(fā)遠(yuǎn)程錄像功能。
★ KPI統(tǒng)計(jì)分析
以關(guān)鍵生產(chǎn)指標(biāo)反映企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行情況，為決策層提供產(chǎn)油量、百米噸液耗電、采油指數(shù)、機(jī)采系統(tǒng)效率、原油庫存等重要生產(chǎn)指標(biāo)，及時(shí)了解并掌握企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行情況。
★ 報(bào)表管理
為油氣田生產(chǎn)管理提供一個(gè)智能報(bào)表平臺，自動(dòng)匯總產(chǎn)液量數(shù)據(jù)、報(bào)警統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)等，生成符合各級用戶業(yè)務(wù)需求及格式要求的報(bào)表，為生產(chǎn)分析、過程優(yōu)化提供決策依據(jù)。
★ 設(shè)備管理
對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和運(yùn)行效率計(jì)算(包括：抽油機(jī)的沖程利用率、電機(jī)效率、泵效率、故障率等)，使設(shè)備維護(hù)人員及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況，并結(jié)合設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)，通過設(shè)備運(yùn)行效率與設(shè)計(jì)效率的對比分析，查找設(shè)備故障、分析原因。
★ 設(shè)備運(yùn)維
按照采油廠、作業(yè)區(qū)、站庫等區(qū)域建立物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備臺賬，涵蓋油水井生產(chǎn)、監(jiān)測等設(shè)備信息、數(shù)據(jù)傳輸相應(yīng)設(shè)備信息、系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備信息、系統(tǒng)安全設(shè)備信息，并標(biāo)注設(shè)備運(yùn)維部門及負(fù)責(zé)人等。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，提交設(shè)備故障單，并關(guān)聯(lián)設(shè)備負(fù)責(zé)人，以及之前的設(shè)備維修記錄；維修完成后，對維修過程進(jìn)行記錄；重點(diǎn)設(shè)備建立設(shè)備巡檢單，并可建立臨時(shí)設(shè)備巡檢單；設(shè)備負(fù)責(zé)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(shè)備維保機(jī)制，記錄設(shè)備安裝日期，維護(hù)保養(yǎng)周期，更換零部件信息等，并對相應(yīng)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(jì)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(yùn)行參數(shù)和報(bào)警數(shù)據(jù)，為應(yīng)急指揮提供指導(dǎo)。
★ 應(yīng)急指揮
統(tǒng)一集成井站場視頻信息、單井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、平臺可燃?xì)怏w檢測、火災(zāi)檢測等數(shù)據(jù)和GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各類信息和報(bào)警的聯(lián)動(dòng)，為應(yīng)急指揮提供指導(dǎo)依據(jù)。
★ 三維可視化與模擬仿真
三維可視化系統(tǒng)為用戶輕松創(chuàng)建、瀏覽、監(jiān)控、分析設(shè)備、管線等數(shù)據(jù)提供便捷，通過智能感知、實(shí)時(shí)監(jiān)控、虛擬現(xiàn)實(shí)等手段提升企業(yè)的管理水平。
★ 移動(dòng)應(yīng)用
通過智能手機(jī)、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)流程畫面、重要運(yùn)行參數(shù)趨勢圖、生產(chǎn)報(bào)表、KPI統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，為實(shí)時(shí)掌握油田生產(chǎn)運(yùn)行情況提供便捷。
★ 系統(tǒng)安全
隨著兩化融合的加速，DCS、SCADA等生產(chǎn)控制系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)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(tǒng)的安全性，力控pSafetyLink進(jìn)行保駕護(hù)航，其雙獨(dú)立主機(jī)系統(tǒng)分為控制端和信息端，分別接入過程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)兩主機(jī)之間采用PSL專用網(wǎng)絡(luò)隔離技術(shù)，在保證數(shù)據(jù)快速交互的同時(shí)*阻斷了網(wǎng)絡(luò)的連接，保證了站控層過程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全。
給客戶帶來的價(jià)值
通過油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，全面實(shí)現(xiàn)油氣水井、計(jì)量間、油氣庫站及相關(guān)集輸管網(wǎng)等生產(chǎn)單元數(shù)據(jù)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。
通過油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)，規(guī)范并優(yōu)化了生產(chǎn)工藝流程，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理與集中控制，在提升管理水平的基礎(chǔ)上，提高了工作效率。
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