基于J2EE体系架构的井控管理信息平台的设计与实现

王传伟

大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院工艺研究所

1 概述

随着Intranet（企业内部网）的普及，J2EE日益成为主流的企业级管理信息系统的开发平台。J2EE体系架构弥补了传统Client/Server（客户端/服务器）模式客户端更新维护困难的缺陷，适应了动态企业及时更新的需要，采用被称为Browser/Server（浏览器/服务器）模式的三层体系结构，更新只在服务器端产生，实现了网络用户在不同的地点、不同的时间、不同的系统环境下，都能随时访问到最新的程序和数据资源，提高了系统的易用性。大庆钻探井控管理信息平台采用J2EE技术开发，并最终取得了较好的推广应用效果。

2 井控管理信息平台设计

2.1 总体架构设计

基于J2EE的井控管理信息平台结构体系与J2EE架构相对应，也是基于组件的多层模式，是基于Browser/Server模式的三层应用软件体系结构。客户端无需安装专用软件，利用系统自带的Internet Explorer等Web浏览器向中间层发出对应用程序的执行及数据库的访问指令，而不直接访问数据库服务器；中间层利用SQL语言、ADO(ActiveX Data Object)组件对数据进行访问。中间层提供了三层模型中的逻辑应用服务器(Application Server)，它是一个Web服务器，为客户端提供用户交互界面，还承担业务逻辑控制和程序规则；数据库服务器提供安全的数据访问。由于业务逻辑和客户端分离，大大降低了客户端负担及维护成本，也便于集中优化服务器软硬件平台，提高整体响应性能。

2.2 系统功能设计

根据对客户的需求分析和系统的目标设计，将系统划分为不同的功能模块， 如图1 所示。井控管理信息平台主要包含4个子系统，分别是“权限管理系统”、“常务管理系统”、“决策支持系统”和“数据采集系统”，共27个功能模块。各功能模块在主控菜单下调用执行或者由工作流驱动运行。

（1）权限管理系统

实现用户基本信息维护和角色权限管理。可以定义用户、组织机构、角色、用户组、用户权限等信息，并可以对用户、角色、用户组授权，以便对每一个用户的权限进行严格控制。

图1 井控管理信息平台功能结构

图2 井控管理工作流程

（2）常务管理系统

实现对井控相关日常动态信息的管理与维护，重点是监控井控现场存在问题的快速发布和及时整改。井控管理中心对钻井现场井控检查后，及时将存在问题及图片发布至平台，钻井队针对存在问题按要求及时整改并上传整改情况（文字及图片）。相关人员可实时查询井控信息日报，掌握钻开油气层申报审批、现场防喷演习、井控人员持证等关键环节项点的执行情况。井控设备全过程信息化管理，可以查询井控设备的使用、维修、库存情况，并提供设备维护到期提醒功能。具有监控关键井的封井器试压情况，查询试压曲线等功能。

（3）决策支持系统

发布井控相关的会议纪要、井控培训信息、应急体系、技术交流资料等，便于技术及管理文件的上传下达，提高井控管理时效。同时还包含最新全面的井控技术规范、实施细则和钻井井控相关的国家标准及行业标准知识，汇集国内外各大油田历年发生的钻井井喷和井下作业井喷案例事故分析。用以增强井控意识，规避井控风险，为技术及管理人员提供学习资料和决策支持信息。

（4）数据采集系统

对平台基础信息的维护和管理。主要包含井基础信息、井队基础信息和设备基础信息以及数据库维护等功能。

2.3 工作流分析设计

工作流技术是实现企业业务过程建模，业务过程仿真分析、业务过程优化、业务过程管理与集成，最终实现业务过程自动化的核心技术。首先，以现有井控信息管理的工作流程为基础，以行业（企业）标准和相关管理制度为依据，以提高井控管理工作效能为目标，梳理并建立计算机网络支持环境下的井控日常检查、井控持证管理、井控设备管理等井控管理工作流程模型，如图2所示。

整个平台以数据库为核心，以井控信息管理工作流为驱动，实现功能与数据的高效流转。

2.4 数据库体系建立

通过对现有井控管理过程中36张工作报表中的数据进行细致的梳理和分析，按照《石油工业数据库设计规范》和数据库设计的唯一性原则，划分为61个工作数据表、7个基础数据表和12个管理数据表。采用Oracle数据库技术，将分类结构设计和属性设计进行最优结合，建立了大庆井控管理综合数据库。

(1) 建立数据库编码规范

参照行业标准《石油钻井工程信息代码》的命名规则和钻井工程井控技术领域的专业术语，确定了数据库表和视图以及字段的命名规则。所有表和字段名称均采用其中文名称的汉语拼音首字母缩写作为代码。如遇到重码，在代码后加一位数字1至9来区分。数据库表采用“子系统名称_模块域_数据表实体(功能)名称”的方式命名，如“井控取证”数据表命名为JK_JKDT_JKQZ；数据库视图命名在“子系统名称”后增加字母“V”用以和数据库的物理表进行区分，如“井控取证查询”视图命名为JK_V_JKQZ；字段命名使用专业术语和通用名称，力求简单，含义清楚，如：井号—JH、井型—JX等。

(2) 数据库结构设计

井控管理信息数据库结构可划分成用户数据表、系统表、标准值表和视图四类。其中用户数据表记录平台用户录入或修改的数据；系统表是建立平台时系统生成的，负责记录系统信息和设置、用户和角色信息以及工作流的过程数据等；标准值表为用户提供一些通用的常规数据标准值，如封井器型号等；视图主要用来依据用户数据表生成特定的数据查询和统计结果。根据数据结构的分析，建立相应的数据库表单。结合大庆钻探井控工作的实际需求，确定数据表的数据项定义以及字段的长度、字符格式等。

3 几项关键技术的实现

3.1 用户身份验证与页面访问控制

根据公司井控管理组织结构将平台用户划分为系统管理员、井控中心管理员、公司领导、二级单位领导、信息员等5类16种角色，基于角色访问控制和Web Services技术，开发了用户管理、角色管理和资源管理等五个模块，其间调用session函数，分别对每个用户的菜单权限、功能按钮权限和数据权限等进行设置，实现了对平台及页面访问的权限控制，保证了信息的安全性和真实性。

3.2 实时信息反馈技术

传统信息系统中的审批流程不是反应迟缓就是缺乏对反馈的信息进行记录，造成在实际操作中，无法对反馈信息进行查询和处理，形成各级管理部门间信息处理不清的矛盾。在平台开发中采用了实时信息反馈技术，及时记录和反馈处理信息。实现了井控日常检查工作的网络化管理，增加了工作透明度，有力推动了整改落实及反馈。

3.3 自动预警功能

根据已有基础数据，通过程序控制调用业务函数组件，实现了井控设备维修和井控持证到期的提前预警功能，增强了井控管理部门对过期证件和过期设备的监管力度。

4 应用情况及结语

大庆钻探井控管理信息平台于2012年7月在大庆和吉林探区相关12家二级单位上线运行，实现了对井控管理工作所有关键环节的动态管理，累计生成数据1.3万余条，系统运行稳定。该平台将先进的J2EE企业管理软件开发技术与油田井控管理工作相结合，将工作流理论引入井控日常管理，建立了计算机网络支持环境下的高效的井控管理工作流模型。自主设计的预警算法，实现了对井控设备维修、井控持证以及井队未整改问题等事件的自动到期提醒功能。平台的应用，统一规范了井控管理流程和数据标准，为二次井控决策提供了数据支持，实现了全面、精细、准确、及时的井控管理。该平台在油田钻井领域具有广泛的适用性。