海上钻井液作业数据管理系统的设计与开发

郭凯伟 肖剑 王伟

【摘要】    海上钻井液作业数据受现场办公条件、管理制度等的影响，一直依赖于手工填写的Excel报表。近年来随着信息化的推进，解决钻井液作业现场数据的采集、管理和应用成为最迫切的一项任务。海上钻井液作业数据管理系统从现场的实际业务出发，以B/S和C/S架构相结合的方式，部署于海油云服务器，从而实现钻井液数据的录入、数据管理、数据服务于一体。

【关键词】    钻井液    数据采集    B/S与C/S架构    信息系统

[Abstract]：The data of offshore drilling fluid operation is affected by the office conditions and management system， and always depends on paper reports.With the advancement of information technology in recent years， it has become the most urgent task to solve the problem of collecting， managing and applying drilling fluid operation site data.Offshore drilling fluid operation data management system starts from the actual business on site.It combines B/S and C/S architecture and is deployed in cloud service， so as to realize the integration of drilling fluid data acquisition， data management and data service.

Key words： drilling fluid; data acquisition; B/S and C/S architecture; information system.

引言：

钻井液被誉为钻井工程的血液，对钻井工程有非常重要的影响，而钻井液的设计和施工水平的高低主要取决于钻井液理论及处理剂的研究，与现场实际经验的应用。前者主要依托于理论及材料的研究，后者主要依靠有经验专家的讲授，但毕竟有经验的专家只是少数，而且受现场环境、办公条件等的影响，多以手工填写的Excel表保存，有些重要的数据、方案、总结等没有记录，导致这些极为宝贵的资料没有得到有效的保存和利用。故解决钻井液作业现场数据的采集、传输、存储及管理成为了海洋石油钻井工程中最迫切的需求之一。

近年来随着计算机技术的发展和海上通信网络质量的提升，及中国海洋石油集团有限公司对数字化、信息化的发展要求，钻井液资料作为后期施工作业的第一手参考资料，对后续钻井的设计、施工都有着重要的借鉴和指导意义。设计和开发一套具有海上特色，满足数据采集、数据管理和数据服务的钻完井液数据管理系统势在必行。

一、系统设计

1.1系统架构设计

结合行业经验和现场的实际工作流程，海上钻井液作业数据管理系统应满足以下几点需求：1.数据采集，主要包括单井基础数据、日作业情况、井身结构、井径数据、材料消耗等生产作业数据的采集录入;2.数据管理，主要包括数据审核、数据标准值和数据正确性检查规则的制定与发布、数据的出入库管理;3.数据服务，主要包括数据检索查询、统计分析等，并生成相关的技术总结、报告。

因钻井现场具有流动性大、网络覆盖不全，通信质量良莠不齐，为了保证现场工程师能随时随地使用使用软件，海上钻井液作业数据管理系统由“钻井液井场管理”软件和 “钻井液作业数据审核管理系统”两部分组成。

“钻井液井场管理”软件采用C/S架构的主机终端模式开发，主要面向海上钻井现场;为了保证现场泥浆工程师能随时使用软件，离线模式下也可以运行，录入的数据会先保存在个人电脑中，网络畅通时再上传。

“钻井液作业数据审核管理系统”采用B/S架构开发，主要面向基地的生产管理人员，进行数据的审核浏览、数据标准制定与下发、用户管理等。

1.2网络体系设计

本系统和数据库部署于海油云服务器上，通过海油内网和服务器互联。在海上钻井平台， 现场泥浆作业工程师通过钻井液井场管理软件录入数据，接入海油内网后与海油云服务器互连，并将录入的数据上传至服务器中，同时软件会自动下载最新的升级包、标准值等数据。基地项目经理、管理人员等通过钻井液作业数据审核管理系统，接入海油内网也可方便、快速的对数据进行查询、浏览及使用。

1.3 数据库设计

鉴于对安全性、兼容性等方面的考虑，本系统采用Oracle 12C作为数据存储库。基于业务需求和与其他系统的交互关系，将本系统的数据库分为钻井液数据采集库和标准库。

采集库主要用于存储采集的作业原始数据，来源于现场钻完井液工程师通过“钻井液井场管理”软件录入、上传的数据。

标准数据库主要用于存储经过治理、审核的标准数据，来源于经基地项目经理、主管审核，系统管理员抽检合格后的数据;同时提供数据检索、统计、报表及数据接口服务。

二、系统的主要功能

海上钻井液作业数据管理系统的两个组成部分的功能架构如下图2所示。

2.1鉆井液井场管理软件

钻井液井场管理软件主要包括文件、数据管理、统计分析、报告总结、辅助计算五大功能模块。

文件模块主要实现新建井、打开历史井、上传数据，并实时记录系统日志，接受资料审核结果的通知。

数据管理模块主要对具体单井的作业数据进行录入管理，包括单井的基础数据、钻井液作业过程中的日度数据、钻进过程中发生的事故与复杂情况、钻井工程的概况等。

统计分析模块主要以图表的形式对单井的钻井液材料消耗情况、成本、时效、设备等进行统计分析，同时也可以进行数据浏览。

报告总结模块主要是根据填报的数据，系统自动生成钻井液作业日报;提供技术总结、完井总结模块，以半自动的方式提供服务。

计算工具模块主要包括已有标准值的查询、钻井液配浆计算、计量单位换算等功能。

2.2钻井液作业数据审核管理系统

钻井液作业数据审核管理系统主要包括数据审核、标准管理、系统管理三大功能模块。

数据审核模块，按照基础数据、日作业数据、事故和复杂情况等不同的类别展示数据，方便管理者浏览、审核。

标准管理模块，分为基础数据和鉆井液两大类，目前包括42个小类，可根据现场实际需求增减。

系统管理模块，实现对用户管理、角色分配、权限设置、密码重置等功能。

三、系统开发工具

海上钻井液作业数据管理系统采用SSH架构技术，B/S端采用C##语言编写，C/S端采用Java语言编写。通过使用HTTP协议和AJAX异步请求等技术，实现从前端数据录入到后端数据处理的交互操作，不仅提高开发效率，同时尽量维护系统界面统一性和便捷性，并保证系统的轻量化运行。

数据库服务器和Web服务器均采用Microsoft Windows Server 2012 R2操作系统。考虑到钻井现场的办公环境，本系统满足在Microsoft Windows 7、Windows 8和Windows 10等操作系统上的运行。

四、结束语

海上钻井液作业数据管理系统根据海上钻井的实际业务特点设计，采用B/S与C/S混合架构的方式，不仅充分发挥了B/S与C/S模式的各自特点，还集合了两种架构的技术优势，从而实现了钻井液数据的录入、数据管理、数据服务于一体。目前系统在钻井现场和基地生产管理部门都运行良好，很好的满足了现场工程师和基地管理人员的需求，切实提高了钻井液数据管理的信息化水平。

参  考  文  献

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