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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、計量間、油氣站庫及相關(guān)集輸管網(wǎng)等生產(chǎn)對象進行全面感知，推動油氣田企業(yè)兩化深度融合，信息全面共享，實現(xiàn)監(jiān)控可視化、控制自動化、數(shù)據(jù)知識共享化、系統(tǒng)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)營管理水平，提高生產(chǎn)決策的及時性和準確性。

1、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)、云計算等先進信息技術(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(jié)合油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的特點，推出油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案，實現(xiàn)油氣田生產(chǎn)管理、過程監(jiān)控、管理調(diào)度、設備運維、流程優(yōu)化及節(jié)能降耗等，確保裝置在“安穩(wěn)長滿優(yōu)”運轉(zhuǎn)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(gòu)與生產(chǎn)管理模式，提高工作效率、降低勞動強度。

優(yōu)化組織架構(gòu)、變革管理模式，實現(xiàn)業(yè)務的集中管理、設備的集中管控、數(shù)據(jù)的集中處理；實現(xiàn)電子巡檢和設備的遠程操控，優(yōu)化用工數(shù)量，降低員工勞動強度；實現(xiàn)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。

• 實時監(jiān)控生產(chǎn)設施，保障油田生產(chǎn)能夠安全、環(huán)保、平穩(wěn)運行。

通過現(xiàn)場完善的監(jiān)視、檢測設備，實時監(jiān)測井、間、站場、管網(wǎng)、電力系統(tǒng)設備工況及故障，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，進行多級預警與報警，并進行及時、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，實現(xiàn)節(jié)能降耗與科學決策。

對實時采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)過程產(chǎn)生的業(yè)務數(shù)據(jù)進行匯總、統(tǒng)計、挖掘、分析，為遠程生產(chǎn)指揮、生產(chǎn)應急調(diào)度、生產(chǎn)工藝流程模擬仿真及優(yōu)化運行、節(jié)能降耗等提供科學的決策依據(jù)。

• 便捷的移動APP應用。

滿足企業(yè)經(jīng)營管理人員、現(xiàn)場生產(chǎn)人員、設備維護人員、安全管理人員隨時隨地了解重要信息。

3、系統(tǒng)架構(gòu)

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)絡結(jié)構(gòu)劃分為設備層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層；按照功能架構(gòu)劃分為生產(chǎn)層、數(shù)據(jù)處理層、服務層、應用層、展示層五部分。由力控實時歷史數(shù)據(jù)庫pSpace、功圖關(guān)系庫、業(yè)務數(shù)據(jù)庫、應用數(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、報警預警、運維管理、移動APP五大功能模塊對生產(chǎn)數(shù)據(jù)、診斷數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、運維數(shù)據(jù)進行集中展示。

系統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)如下圖所示：

系統(tǒng)功能架構(gòu)如下圖所示：

4、功能特點

• 生產(chǎn)總況。實現(xiàn)油氣田生產(chǎn)業(yè)務情況的綜合展示，包括：油水井上線率統(tǒng)計、油水井狀態(tài)統(tǒng)計、告警統(tǒng)計、措施統(tǒng)計。根據(jù)采油廠、作業(yè)區(qū)不同崗位業(yè)務需求，分別建立與崗位業(yè)務相對應的開井數(shù)與上線井數(shù)，通過條形圖、曲線圖、數(shù)據(jù)表格等進行展示。

• 生產(chǎn)監(jiān)控。靈活展示油氣水井的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、功圖數(shù)據(jù)及站庫流程，并實現(xiàn)無人值守站、油氣水井的遠程控制。 

• 示功圖展示。通過示功圖數(shù)據(jù)的展示與分析，及時了解油井產(chǎn)油狀態(tài)和抽油機的工作狀態(tài)，及時發(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。

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

• 生產(chǎn)調(diào)度。實現(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)可與移動終端、短信模塊、電視、電話會議等系統(tǒng)進行集成，實現(xiàn)遠程異地協(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)可以實現(xiàn)視頻圖像的實時播放、捕捉與回放，同時具備智能物體行為分析功能，實現(xiàn)對井場和站庫的周界報警、非法闖入等事件進行報警并進行廣播提示，實時提醒操作人員，方便操作人員根據(jù)報警情況手動操作攝像機進行近距離、高清晰取證錄像，并且可以實現(xiàn)自動觸發(fā)遠程錄像功能。

• KPI統(tǒng)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(shù)、機采系統(tǒng)效率、原油庫存等重要生產(chǎn)指標，及時了解并掌握企業(yè)生產(chǎn)運行情況。

• 報表管理。為油氣田生產(chǎn)管理提供一個智能報表平臺，自動匯總產(chǎn)液量數(shù)據(jù)、報警統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，能耗數(shù)據(jù)等，生成符合各級用戶業(yè)務需求及格式要求的報表，為生產(chǎn)分析、過程優(yōu)化提供決策依據(jù)。

• 設備管理。對關(guān)鍵設備進行實時監(jiān)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了解設備運行狀況，并結(jié)合設備設計參數(shù)，通過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、作業(yè)區(qū)、站庫等區(qū)域建立物聯(lián)網(wǎng)設備臺賬，涵蓋油水井生產(chǎn)、監(jiān)測等設備信息、數(shù)據(jù)傳輸相應設備信息、系統(tǒng)運行設備信息、系統(tǒng)安全設備信息，并標注設備運維部門及負責人等。當設備發(fā)生故障時，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，對維修過程進行記錄；重點設備建立設備巡檢單，并可建立臨時設備巡檢單；設備負責人對故障檢修記錄，巡檢記錄進行檢查、分析及評價；建立前端設備維保機制，記錄設備安裝日期，維護保養(yǎng)周期，更換零部件信息等，并對相應記錄進行管理。

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

• 應急指揮。統(tǒng)一集成井站場視頻信息、單井實時數(shù)據(jù)、平臺可燃氣體檢測、火災檢測等數(shù)據(jù)和GIS系統(tǒng)，實現(xiàn)各類信息和報警的聯(lián)動，為應急指揮提供指導依據(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、分析設備、管線等數(shù)據(jù)提供便捷，通過智能感知、實時監(jiān)控、虛擬現(xiàn)實等手段提升企業(yè)的管理水平。

• 移動應用。通過智能手機、平板電腦等移動終端隨時隨地瀏覽油氣水井、聯(lián)合站等生產(chǎn)流程畫面、重要運行參數(shù)趨勢圖、生產(chǎn)報表、KPI統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，為實時掌握油田生產(chǎn)運行情況提供便捷。

• 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進行保駕護航，其雙獨立主機系統(tǒng)分為控制端和信息端，分別接入過程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡和管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡，同時兩主機之間采用PSL專用網(wǎng)絡隔離技術(shù)，在保證數(shù)據(jù)快速交互的同時徹底阻斷了網(wǎng)絡的連接，保證了站控層過程控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的安全。

5、給客戶帶來的價值

• 通過油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設，全面實現(xiàn)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(shù)據(jù)的實時采集，提高了生產(chǎn)的自動化程度，縮減或合并了部分崗位，減少了勞動用工，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，規(guī)范并優(yōu)化了生產(chǎn)工藝流程，實現(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上，提高了工作效率。