数字化油田方案

数字化油田解决

方案

二○一五年

第一部分数字化油田解决方案

——抽油机故障诊断专家系统

第一章系统概述

1.1需求分析

油田生产的主要目标是提高原油产量。提高抽油机的工作效率，保障抽油机安全运行是提高产量的主要措施。多数油田生产企业采用人工巡检的方式来对抽油机进行维护。这种方式虽然有一定效果，但是，由于人员有限和技术手段的落后，使得企业无法及时掌握每一台抽油机的运行状况，从而不能及时对抽油机出现的故障进行排除。随着计算机技术和通信技术的快速发展，以及油田自动化发展的需要，辽河油田公司采用抽油机监控管理系统，通过抽油机现场采集终端实时传送的现场生产数据，实现数据的实时监控，及示功图的显示。但该监控系统只能实现对抽油机运行参数的监控，及示功图的显示，不能实现对抽油机运行状况的综合分析，为了更好的对抽油机的整体运行做出判断，并对所监测到的抽油机的各项运行参数进行综合分析，本方案设计了一套故障诊断专家系统进行分析。

1.2专家系统背景知识

按专家系统的特性及处理问题的类型进行分类，专家系统分为10类：解释型、诊断型、预测型、设计型、规划型、控制型、监测型、维修型、教育型和调试型。本系统采用的是故障诊断专家系统。这类专家系统是根据输入的信息推出相应的对象存在的故障、找出产生故障的原因并给出排除故障的方案。由于现象与故障之间不一定存在严格的对应关系，因此在建造这类系统时，需要掌握有关对象较全面的知识，并能处理多种故障同时并存及间歇性故障等情况。

1.3专家系统特点

专家系统应具备如下特征：

（1）启发性，不仅能使用逻辑知识，也能能使用启发性知识，它运用规范的专门知识和直觉的评判知识进行判断、推理和联想，实现问题求解。

（2）透明性，它使用户在对专家系统结构不了解的情况下，可以进行相互交往，并了解知识的内容和推理思路，系统还能回答用户的一些有关系统自身行

为的问题。

（3）灵活性，专家系统的知识与推理机构的分离，使系统不断接纳新的知识，从而确保系统内知识不断增长以满足商业和研究的需要。

第二章系统总体设计

2.1设计目标

针对辽河油田公司抽油机监控管理系统只能实现对抽油机运行参数的监控，及示功图的显示，而不能实现对抽油机运行状况的综合分析的不足，设计一套抽油机故障诊断系统，实现对抽油机故障的诊断，并能快速有效的给出应急方案，为排除抽油机故障提供了很好的帮助。

2.2专家系统总体设计和功能说明

按照专家系统的设计原则，本方案将抽油机故障诊断专家系统的基本结构分为下六个部分:人机接口，全局数据库，抽油机运行参数数据库，知识库，故障诊断模块、知识库管理模块。总体结构如图2-1所示。

用

户

图2-1 专家系统结构图

人机接口是工作人员操作抽油机故障诊断专家系统的人机交互界面，完成各种对专家系统的操作。

全局数据库是用来记录系统的运行过程，存放各个功能模块的中间运行结果、数据或状态，同时使各种不同类型的知识能够协同工作，并为解释模块的解释工作提供依据。全局数据库由任务安排表、规划表和结果表组成。任务安排表主要记录等待执行的任务；规划表由一些记录当前状态和当前要处理数据的全程

GPS车辆监控管理系统方案

第一章系统概述

1.1需求分析

中国石油辽河油田公司下设采油、科研、集输、销售等20个厂、院和公司，地跨辽宁、内蒙两省区13个市（地）、34个县（旗）。由于作业现场区域广、区域内交通道路复杂、车辆零星分散难以集中管理，使得公司的车辆几乎处于无管理状态。

GPS车辆监控管理系统是针对中国石油辽河油田公司的实际需求和石油行业的技术特点所设计。GPS车辆监控管理系统充分利用各类无线通讯平台作为通讯手段，采用C/S和B/S的综合应用体系架构，应用了TCP/IP、HTTP、WEB、ASP、网络路由等网络技术结合GPS（全球卫星定位系统）技术和GIS（地理信息系统）技术，能够很好的满足中国石油辽河油田公司对车辆管理的实际需要。

本系统将GPS和GPRS/CDMA等无线通信技术相结合，使得流动在不同地方的运输车辆变得透明而且可以控制。利用GPS和GIS技术对车辆运行状态的全程信息化管理和信息处理，实时掌握车辆和驾乘人员动态，满足掌握车辆基本信息。本系统建立 1 个总控中心以及多个分控管理点。总控中心设立在公司总部，多个分控管理点分别根据不同需要安装在不同管理单位。分控中心完成车载终端的数据接收、数据派发、业务应用、数据处理及历史数据存储等工作，监控点可以根据实际需求经过授权可以监控所属车辆。被管理车载终端具有GPRS /CDMA 通信处理功能。车辆的状态、设备情况和报警的信息均通过GPRS /CDMA 网络传达给总控中心，完成系统对车辆的监控管理工作，实现中心总控。

1.2设计原则

（1）先进性原则

本系统是一个综合性通讯管理系统工程，集GPS技术、数据通信技术、计算机网络技术、地理信息技术等各种先进技术成一体。系统设计必须采用标准化、模块化系统集成技术，使系统具有开放性、兼容性和扩充性。系统的建设必须采用成熟的高科技技术，既反应当前科学技术发展的先进水平又具有发展潜力。尤其是建设必须采用目前最先进的系统平台及设备，首先能够满足业务需要；并能够支持和满足各种相关业务的其它应用需求。

（2）可靠性原则

由于车辆GPS系统使用环境的特殊性，必须保证系统工作稳定可靠。本系统的可靠性主要体现在两个方面：一是中心系统的可靠性，包括硬件系统的可靠性，操作系统、数据库、中心服务系统等软件平台的可靠性；二是移动信息终端的可靠性，主要是车载单元通信系统要能够稳定可靠的工作。

（3）可扩展性原则

系统必须具有良好的扩展性，当用户数量增加时，能够增加用户服务终端的数量和应用种类，能够成倍增加接入调度服务分支机构；监控范围扩大时，能够扩充支持不同的无线通信协议；移动信息终端种类增加时，能够方便地接入中心系统，保护用户投资。系统的设计应采用模块化结构，包括系统的通信接口，用户接口，服务功能及中心系统的操作管理上都应采用模块化的设计，保证了系统功能的扩展。

（4）多样性原则

GPS系统服务中心与无线通信系统数据中心之间的数据通信应支持多种通信方式。采用平台化设计，可以同时接入多种不同的通信系统。

（5）实用性原则

整个系统的操作方便、简洁、高效，多操作平台整体设计、统一操作，既充分体现快速反应的特点，又便于工作人员进行业务处理和综合管理，便于领导层、管理层及时了解各项统计信息和决策信息。

（6）安全性原则

对于系统的管理实行严格的权限管理，只有持有一定权限的密钥才能访问、监控、实施相应的管理、控制操作，确保系统安全可靠。物理网络安全措施包括防火墙、VPN、物理网络隔离。

第二章系统总体设计

2.1 系统设计目标

GPRS/CDMA是目前解决无线通信信息服务的一种较完美的业务，它是以数据流量计费、覆盖范围广泛、数据传输速度更快。为行业和企业用户开展无线办公提供了基础设施平台，为推动移动办公的应用和发展创造了有利条件。与有线网络相比，GPRS/CDMA网络具有租用费用低、移动办公，不受地域制约等优点，无线网络通信为企业和行业用户开展了无线办公提供了一种新的选择。

本系统采用GPRS/CDMA通讯业务、GPS卫星定位技术、GIS地理信息技术、语音采集技术、计算机网络和数据库等技术，建立一个以辽河油田公司总部为总控中心、以公司下属二级单位为分控中心、可通过互联网接入总控中心的用户终端的车辆监控管理系统；

系统由控制中心系统、无线通信平台（GPRS/CDMA）、车载终端三部分组