【解决方案】基于工业互联网的油气生产物联网解决方案

随着油气田信息化与工业化的深度融合，以及大数据、物联网、云计算等先进信息技术的发展，力控科技基于多年油气田的行业经验，并结合油气田生产物联网的特点，推出油气田生产物联网解决方案，实现油气田生产管理、过程监控、管理调度、设备运维、流程优化及节能降耗等，确保装置在“安稳长满优”运转的基础上，降低能耗和生产成本，最大限度地提高企业的经济效益。

★ 优化组织架构与生产管理模式，提高工作效率、降低劳动强度。优化组织架构、变革管理模式，实现业务的集中管理、设备的集中管控、数据的集中处理；实现电子巡检和设备的远程操控，优化用工数量，降低员工劳动强度；实现油气田的精细化管理，提升油气田生产综合管理能力和水平。

★ 实时监控生产设施，保障油田生产能够安全、环保、平稳运行。通过现场完善的监视、检测设备，实时监测井、间、站场、管网、电力系统设备工况及故障，及时发现异常情况，进行多级预警与报警，并进行及时、有效地处理，保障生产过程的安全性、稳定性。

★ 优化生产工艺流程，实现节能降耗与科学决策。对实时采集的生产数据和生产过程产生的业务数据进行汇总、统计、挖掘、分析，为远程生产指挥、生产应急调度、生产工艺流程模拟仿真及优化运行、节能降耗等提供科学的决策依据。

★ 便捷的移动APP应用。满足企业经营管理人员、现场生产人员、设备维护人员、安全管理人员随时随地了解重要信息。

油气田生产物联网系统基于油气田私有云部署，按照网络结构划分为设备层、网络层、平台层、应用层；按照功能架构划分为生产层、数据处理层、服务层、应用层、展示层五部分。由力控实时历史数据库pSpace、功图关系库、业务数据库、应用数据平台FinforWorx、综合展示平台FSmartWorx组成，通过生产总况、生产监控、报警预警、运维管理、移动APP五大功能模块对生产数据、诊断数据、报警数据、运维数据进行集中展示。

系统网络架构如下图所示：

系统功能架构如下图所示：

★ 生产总况

实现油气田生产业务情况的综合展示，包括：油水井上线率统计、油水井状态统计、告警统计、措施统计。根据采油厂、作业区不同岗位业务需求，分别建立与岗位业务相对应的开井数与上线井数，通过条形图、曲线图、数据表格等进行展示。

★ 生产监控

灵活展示油气水井的生产实时数据、功图数据及站库流程，并实现无人值守站、油气水井的远程控制。

★ 示功图展示

通过示功图数据的展示与分析，及时了解油井产油状态和抽油机的工作状态，及时发现卡杆、断杆等故障，对保持采油产量、减少电能消耗等具有非常重要的意义。

★ 报警预警

按照采油、注水、集输、巡护等专业，设定合理报警阈值及变化梯度，系统提供分级预警功能，能够提前处置各种问题，从而将事后分析变为事前预防，有效降低生产事故的风险，保障生产安全、平稳运转。

★ 生产调度

实现生产全过程中岗位人员调配、管网调度、车辆调度及电网调度，并形成调度跟踪记录。按照工作流程，调度系统可与移动终端、短信模块、电视、电话会议等系统进行集成，实现远程异地协作，提升管理区域各岗位的工作协调能力及工作的执行与反馈能力。

★ 视频集成

系统可以实现视频图像的实时播放、捕捉与回放，同时具备智能物体行为分析功能，实现对井场和站库的周界报警、非法闯入等事件进行报警并进行广播提示，实时提醒操作人员，方便操作人员根据报警情况手动操作摄像机进行近距离、高清晰取证录像，并且可以实现自动触发远程录像功能。

★ KPI统计分析

以关键生产指标反映企业生产运行情况，为决策层提供产油量、百米吨液耗电、采油指数、机采系统效率、原油库存等重要生产指标，及时了解并掌握企业生产运行情况。

★ 报表管理

为油气田生产管理提供一个智能报表平台，自动汇总产液量数据、报警统计分析数据，能耗数据等，生成符合各级用户业务需求及格式要求的报表，为生产分析、过程优化提供决策依据。

★ 设备管理

对关键设备进行实时监测和运行效率计算（包括：抽油机的冲程利用率、电机效率、泵效率、故障率等），使设备维护人员及时了解设备运行状况，并结合设备设计参数，通过设备运行效率与设计效率的对比分析，查找设备故障、分析原因。

★ 设备运维

按照采油厂、作业区、站库等区域建立物联网设备台账，涵盖油水井生产、监测等设备信息、数据传输相应设备信息、系统运行设备信息、系统安全设备信息，并标注设备运维部门及负责人等。当设备发生故障时，提交设备故障单，并关联设备负责人，以及之前的设备维修记录；维修完成后，对维修过程进行记录；重点设备建立设备巡检单，并可建立临时设备巡检单；设备负责人对故障检修记录，巡检记录进行检查、分析及评价；建立前端设备维保机制，记录设备安装日期，维护保养周期，更换零部件信息等，并对相应记录进行管理。

★ GIS集成

利用地理信息技术，实时展示油气水井、联合站、增压站、计量站及油气管网的地理分布信息，并实时显示各站点和管网的运行参数和报警数据，为应急指挥提供指导。

★ 应急指挥

统一集成井站场视频信息、单井实时数据、平台可燃气体检测、火灾检测等数据和GIS系统，实现各类信息和报警的联动，为应急指挥提供指导依据。

★ 三维可视化与模拟仿真

三维可视化系统为用户轻松创建、浏览、监控、分析设备、管线等数据提供便捷，通过智能感知、实时监控、虚拟现实等手段提升企业的管理水平。

★ 移动应用

通过智能手机、平板电脑等移动终端随时随地浏览油气水井、联合站等生产流程画面、重要运行参数趋势图、生产报表、KPI统计数据等，为实时掌握油田生产运行情况提供便捷。

★ 系统安全

随着两化融合的加速，DCS、SCADA等生产控制系统逐步实现与互联网或办公网的互联互通，为了确保生产控制系统的安全性，力控pSafetyLink进行保驾护航，其双独立主机系统分为控制端和信息端，分别接入过程控制系统网络和管理信息系统网络，同时两主机之间采用PSL专用网络隔离技术，在保证数据快速交互的同时彻底阻断了网络的连接，保证了站控层过程控制系统网络的安全。

通过油气田生产物联网系统的建设，全面实现油气水井、计量间、油气库站及相关集输管网等生产单元数据的实时采集，提高了生产的自动化程度，缩减或合并了部分岗位，减少了劳动用工，降低的生产成本。     

通过油气田生产物联网系统的建设，规范并优化了生产工艺流程，实现了生产过程的统一管理与集中控制，在提升管理水平的基础上，提高了工作效率。