采油厂抽油设备管理系统研发与应用

李红 省荣辉 李庆显 钱盛斌

[摘 要] 石油行业是高投入、高收益、高风险、高技术的行业，企业所使用和管理的设备设施门类齐全、种类繁多并且很多设备具有单位价值高、技术含量高、管理难度高的特点，所以提高设备管理的精细化程度，深化应用设备运行数据，提高设备设施管理水平是石油企业管理工作的重点和难点。本文试图以抽油机设备为例，运用比较成熟的数据管理技术，对油田企业设备运行数据管理信息化的模式、方法及应用前景进行初步探讨与研究。

[关键词] 设备数据；生命周期；高效；预警管理系统；研发；应用

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

[中图分类号] F270.7；TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）03- 0035- 04

1 抽油机设备数据管理现状及存在的问题

目前新疆油田采油单位抽油机设备数据的日常管理主要依靠作业现场工作人员抄写填报记录的纸质资料，包括抽油机运转记录、修保、维护均需要每天填报、累计计划，每月还要向ERP系统手工录入月运转数据。且资料管理要求很高，需要高素质人员从事这项工作，这些作业区需要固定一个甚至两个以上优秀员工专门从事资料工作，工作量很大，给员工造成很大负担，严重影响了基层工作效率。

近年来随着公司勘探工作不断取得突破，越来越多的区块被发现、越来越多的油田投入生产，油田规模的不断扩张，抽油机数量也越来越多，传统的设备管理模式越来越不能适应信息化油田建设和管理工作需要。需要从根本上提高设备管理的精细化水平、提高设备数据应用的深度和广度，实现设备管理的信息化。

另一方面，随着新疆油田公司信息化油田建设步伐的不断加快，公司在设备管理方面已经建成了包括A2油气水井生产数据系统、采油工程数据管理系统等在内的一系列油田生产系统，部分系统具有设备数据管理功能，这也在技术层面上为我们建成一套满足采油单位抽油管理设备需求的业务管理系统创造了一定的基础条件。

2 抽油机设备数据深化应用系统研发的目的和现实意义

系统研发的根本目的在于：建立一套集数据采集、上传、信息发布及提取于一体的综合信息系统，完成新疆油田抽油机档案、运转记录、保养记录资料电子化及应用开发。

而研发这样一套设备管理系统，对新疆油田这样一个拥有几十年开发生产历史、处在高速发展期的大型企业来讲，在以下几个方面具有现实和长远的重大意义。

2.1 提高工作效率

实现抽油机运转记录、抽油机保养记录的电子化采集与应用，有效减少人工录入与处理所造成的误差，提高数据的准确性和工作效率。

2.2 实现数据信息高度共享

在抽油机设备电子化管理的基础上，实现数据信息的高度共享和集成应用，满足管理层、决策层的数据要求，为管理和决策提供数据支撑。

2.3 建立数据标准及数据处理规则体系

创新设备数据管理模式和数据应用模式，为包括站、库及压力容器在内的其他油田生产设备实现信息化管理建立数据标准及数据处理规则体系。

2.4 扩展ERP系统

为公司在其他领域扩展ERP系统使用范围，提高ERP系统与其他专业信息系统的整合与延伸应用提供了重要思路。

3 抽油机设备数据深化应用系统的架构

本系统在研发过程中采用了较为先进的浏览器/服务器（B/S）方式访问数据库，并进行数据的采集、处理；采用目前流行的多层开发模式进行信息发布；用户通过浏览器浏览系统数据库数据与文档，并可下载数据与文档；同时，在数据库开发方面，大量使用存储过程访问后台数据库并处理数据。

因此，整个系统在纵向上可分为3层，即：表现层（客户端应用程序或浏览器）；业务层（存储过程、视图、触发器等）；服务层（主要是数据库引擎、数据库）。

4 系统部署及应用的关键技术

本系统依托新疆油田公司局域网环境，服务器设在数据中心机房，最终用户桌面连接均为百兆。

网络环境：本系统通过新疆油田公司网络进行信息交互及数据传输。

数据库服务器：本系统数据库采用Oracle 10g，数据库服务器应用新疆油田公司SUN E4900数据库集群。

4.1 接口技术

系统根据不同情况主要采用了以下两种接口技术。

（1）数据接口： 本系统与A2系统、钻采工程系统的数据交互，通过直接授权访问实现。

（2）软件接口：由于ERP不允许开放数据库，同时要考虑权限及数据限制，与ERP的接口采取Web Service调用的方式读取数据，传入参数为类似Sql的字符串，返回查询结果。

经济技术指标、役龄表等ERP报表的应用是由股份公司ERP库下传数据更新到新疆油田本地ERP数据库中，并与其保持实时一致；另外本系统与ERP系统直接数据交互通过Excel数据导入。

4.2 共享发布技术

本系统采用目前流行的多层开发模式进行信息发布；用户通过浏览器浏览系统数据库数据与文档，并可下载数据与文档；同时，在数据库开发方面，大量使用存储过程访问后台数据库并处理数据。

本系统由新疆油田公司数据中心立项，采油二厂负责项目需求调研、原始数据归集与处理，红有公司负责代码编写和功能调试，经过近一年的努力于2011年底率先在采油二厂投入试运行，在此期间根据运行情况和客户反馈，进行了几次较大规模的修改和完善。经油田公司设备处、数据中心审查，认为本系统达到了设计要求，具备功能齐备、安全高效、界面友好、操作简单等特点，并于近期正式在公司所属的13个生产、科研单位上线运行。

5 抽油机设备数据深化应用系统功能简介

系统自动从A2、ERP、钻采工程系统中提取抽油机静态数据，同时抽油机保养、修理、事故记录及平衡率数据由各采油作业区进行录入和修改，存入油田公司集中数据库中。系统每天自动处理日运行数据、每月自动汇总生成月数据。之后，系统通过信息发布功能将相关数据发布到网页上，供机关科室及有关单位查询使用。

ERP生产设备数据深应用系统的主要功能分为4个模块，分别是数据录入、信息发布、系统管理和ERP报表。

数据录入模块主要用来记录和处理抽油机设备基础和运转数据，并负责数据的日常处理与汇总功能；信息发布模块的功能是向最终用户发布系统处理过的数据信息；ERP报表模块的主要功能是向特定用户以标准化的格式提供相关数据信息；系统管理模块主要是用来定义系统用户、权限及日志等相关信息，保证系统有效运行。

系统率先在设备管理领域建成了一套完整的抽油设备数据管理应用平台，覆盖了采油单位抽油机设备日常管理的主要业务，将抽油机设备档案簿、运转记录本、保养记录本的各项源点数据入库管理，并提供了丰富的查询应用功能，实现了抽油机各项数据的电子化管理。

其主要功能如下：

5.1 基于抽油机的生命周期的源点数据录入维护功能

使抽油机设备运行、运转数据真正实现了信息化管理，为这些数据的深化应用提供了数据保障。

为达到抽油机设备动态、静态数据全程化、无间断的信息化管理要求，本系统按照抽油机投用时的静态参数、投入使用后的运行参数、保养维护、修理数据、检测数据以及事故处理维修数据、报废残值等生命周期建立了相关数据录入、导入、导出及维护程序。并且关键设备编号等字段从ERP提取，从而保证关键数据的一致性。

数据录入关键功能节点包括：静态参数、保养记录、修理记录、事故记录、平衡率测试计划、平衡率测试记录、零配件更换记录。

5.2 基于业务流程的数据查询功能

系统以功能强大、内容全面、界面友好为特点，全面满足管理层、决策层数据查询与应用需求。

信息查询作为本系统核心功能之一，其最终目的就在于方便管理层、决策层高效查询相关数据，为深化应用设备运行、运转数据，为生产经营决策提供有力的数据支撑。基于这个目的，本系统依据抽油机管理业务流程建成完整的数据查询系统，并提供了方便快捷的数据导出功能，供其他应用系统进行数据加载应用，解决了纸质资料保存与查询不便的问题，实现了信息的共享应用。

信息查询关键功能节点包括：抽油机静态参数发布；保养记录发布；事故记录；修理记录发布：修理记录；修理记录发布：更换零部件；日运转记录发布；月运转记录发布；一保提示发布；二保提示发布；平衡率检测计划；平衡率检测记录；平衡率检测月对比。

5.3 基于公司生产数据保密机制、安全高效的系统管理功能

系统管理功能是该系统数据安全、运行稳定的一个重要保障，同时也是公司油田生产数据保密机制的要求。此系统针对不同用户的身份及所要使用的功能，严格定义不同级别的用户权限和功能权限，从而保证在数据录入和信息发布过程中有效保障数据的安全，同时也使管理员便于管理普通用户。

5.4 建立在强大数据分析基础上的抽油机保养自动预警功能

在此之前，新疆油田各采油厂抽油机设备的保养和维护完全依靠约定俗成的经验或时间间隔，缺乏科学、规范的数据支撑，这种方式一方面使抽油机设备的保养维护具有一定盲目性和随意性，容易造成企业资源的浪费；另一方面也容易因为缺乏对运行数据的分析，造成运行中的设备出现不可预料的故障。

为解决这一问题，本系统通过系统额定运行参数与实际运行参数的对比分析，实现了抽油机设备一保、二保的保养自动提示。并在此基础上建立了强大的修理记录、事故记录及平衡率检测数据查询等功能。为抽油机设备的预防性维修、设备及时保养提供了有力的数据支撑，从而有效降低设备故障率。

6 抽油机设备数据深化应用系统的特点及应用效果

本系统首次在设备管理领域实现了数据的高度共享和集成应用，并建立了采油厂抽油机管理数据标准及数据处理规则体系，在基础应用表的整合基础上，建立数据管理规程，保证数据源头采集，解决了源数据重复交叉，数据不唯一，数据录入重复，数据建设和数据管理重叠的问题，实现采油厂抽油机管理数据一体化。

该系统2011年11月在采油二厂正式启用，经过一年多的运行完善，系统已经在厂机关部门及采油作业区队得到广泛应用，每天登录系统进行录入、查询访问的次数达到300多次。目前全厂抽油机业务数据全部正常化入库，入库抽油机有4 300多台，29 000多次保养记录。

从运行情况分析，此系统为显著提高了抽油机设备的预维修、预保养水平，有效降低了设备故障率，提高抽油时率。据初步统计，2011年系统投入运行以来，二厂的抽油机设备完好率始终保持在99.50%以上，抽油机设备故障率降低仅为0.012%（由2002年1.812%下降到0.012%），创造了历年新低。

在设备管理上，此系统也把数据应用范围扩展到一线生产单位，为有效实施设备管理法，贯彻“121”设备管理提供了技术和数据支撑，即：一个及时（及时提高抽油机平衡率）、二个确保（确保抽油机的安全使用和正常运转）和一个预防（预防抽油机故障），使公司设备管理精细化水平大幅提高。

7 结束语

此系统的运行全面摒弃了沿用多年的手工填写相关设备运转数据的工作方式，抽油机设备管理数据电子化与信息化，数据质量、及时性和有效性显著提高，有效提升了设备管理精细化水平提高了工作效率。

另外更为重要的是系统的研发应用为其他采油厂抽油设备、设施的电子化管理提供了技术储备，可以方便地扩展延伸到站、库、压力容器等设备的管理。这必将对提升公司整体生产设备的管理水平起到非常重要的作用。