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摘要：

力控科技油氣田生產物聯網解決方案是利用物聯網技術，通過傳感、射頻、通訊等手段，對油氣水井、計量間、油氣站庫及相關集輸管網等生產對象進行全面感知，推動油氣田企業兩化深度融合，信息全面共享，實現監控可視化、控制自動化、數據知識共享化、系統應用一體化、管理流程化、分析智能化，從而幫助企業提升油氣田經營管理水平，提高生產決策的及時性和準確性。

1、方案概述

隨著油氣田信息化與工業化的深度融合，以及大數據、物聯網、云計算等先進信息技術的發展，力控科技基于多年油氣田的行業經驗，并結合油氣田生產物聯網的特點，推出油氣田生產物聯網解決方案，實現油氣田生產管理、過程監控、管理調度、設備運維、流程優化及節能降耗等，確保裝置在“安穩長滿優”運轉的基礎上，降低能耗和生產成本，最大限度地提高企業的經濟效益。

2、設計目標

• 優化組織架構與生產管理模式，提高工作效率、降低勞動強度。

優化組織架構、變革管理模式，實現業務的集中管理、設備的集中管控、數據的集中處理；實現電子巡檢和設備的遠程操控，優化用工數量，降低員工勞動強度；實現油氣田的精細化管理，提升油氣田生產綜合管理能力和水平。

• 實時監控生產設施，保障油田生產能夠安全、環保、平穩運行。

通過現場完善的監視、檢測設備，實時監測井、間、站場、管網、電力系統設備工況及故障，及時發現異常情況，進行多級預警與報警，并進行及時、有效地處理，保障生產過程的安全性、穩定性。

• 優化生產工藝流程，實現節能降耗與科學決策。

對實時采集的生產數據和生產過程產生的業務數據進行匯總、統計、挖掘、分析，為遠程生產指揮、生產應急調度、生產工藝流程模擬仿真及優化運行、節能降耗等提供科學的決策依據。

• 便捷的移動APP應用。

滿足企業經營管理人員、現場生產人員、設備維護人員、安全管理人員隨時隨地了解重要信息。

3、系統架構

油氣田生產物聯網系統基于油氣田私有云部署，按照網絡結構劃分為設備層、網絡層、平臺層、應用層；按照功能架構劃分為生產層、數據處理層、服務層、應用層、展示層五部分。由力控實時歷史數據庫pSpace、功圖關系庫、業務數據庫、應用數據平臺FinforWorx、綜合展示平臺FSmartWorx組成，通過生產總況、生產監控、報警預警、運維管理、移動APP五大功能模塊對生產數據、診斷數據、報警數據、運維數據進行集中展示。

系統網絡架構如下圖所示：

系統功能架構如下圖所示：

4、功能特點

• 生產總況。實現油氣田生產業務情況的綜合展示，包括：油水井上線率統計、油水井狀態統計、告警統計、措施統計。根據采油廠、作業區不同崗位業務需求，分別建立與崗位業務相對應的開井數與上線井數，通過條形圖、曲線圖、數據表格等進行展示。

• 生產監控。靈活展示油氣水井的生產實時數據、功圖數據及站庫流程，并實現無人值守站、油氣水井的遠程控制。 

• 示功圖展示。通過示功圖數據的展示與分析，及時了解油井產油狀態和抽油機的工作狀態，及時發現卡桿、斷桿等故障，對保持采油產量、減少電能消耗等具有非常重要的意義。

• 報警預警。按照采油、注水、集輸、巡護等專業，設定合理報警閾值及變化梯度，系統提供分級預警功能，能夠提前處置各種問題，從而將事后分析變為事前預防，有效降低生產事故的風險，保障生產安全、平穩運轉。

• 生產調度。實現生產全過程中崗位人員調配、管網調度、車輛調度及電網調度，并形成調度跟蹤記錄。按照工作流程，調度系統可與移動終端、短信模塊、電視、電話會議等系統進行集成，實現遠程異地協作，提升管理區域各崗位的工作協調能力及工作的執行與反饋能力。

• 視頻集成。系統可以實現視頻圖像的實時播放、捕捉與回放，同時具備智能物體行為分析功能，實現對井場和站庫的周界報警、非法闖入等事件進行報警并進行廣播提示，實時提醒操作人員，方便操作人員根據報警情況手動操作攝像機進行近距離、高清晰取證錄像，并且可以實現自動觸發遠程錄像功能。

• KPI統計分析。以關鍵生產指標反映企業生產運行情況，為決策層提供產油量、百米噸液耗電、采油指數、機采系統效率、原油庫存等重要生產指標，及時了解并掌握企業生產運行情況。

• 報表管理。為油氣田生產管理提供一個智能報表平臺，自動匯總產液量數據、報警統計分析數據，能耗數據等，生成符合各級用戶業務需求及格式要求的報表，為生產分析、過程優化提供決策依據。

• 設備管理。對關鍵設備進行實時監測和運行效率計算（包括：抽油機的沖程利用率、電機效率、泵效率、故障率等），使設備維護人員及時了解設備運行狀況，并結合設備設計參數，通過設備運行效率與設計效率的對比分析，查找設備故障、分析原因。

• 設備運維。按照采油廠、作業區、站庫等區域建立物聯網設備臺賬，涵蓋油水井生產、監測等設備信息、數據傳輸相應設備信息、系統運行設備信息、系統安全設備信息，并標注設備運維部門及負責人等。當設備發生故障時，提交設備故障單，并關聯設備負責人，以及之前的設備維修記錄；維修完成后，對維修過程進行記錄；重點設備建立設備巡檢單，并可建立臨時設備巡檢單；設備負責人對故障檢修記錄，巡檢記錄進行檢查、分析及評價；建立前端設備維保機制，記錄設備安裝日期，維護保養周期，更換零部件信息等，并對相應記錄進行管理。

• GIS集成。利用地理信息技術，實時展示油氣水井、聯合站、增壓站、計量站及油氣管網的地理分布信息，并實時顯示各站點和管網的運行參數和報警數據，為應急指揮提供指導。

• 應急指揮。統一集成井站場視頻信息、單井實時數據、平臺可燃氣體檢測、火災檢測等數據和GIS系統，實現各類信息和報警的聯動，為應急指揮提供指導依據。

• 三維可視化與模擬仿真。三維可視化系統為用戶輕松創建、瀏覽、監控、分析設備、管線等數據提供便捷，通過智能感知、實時監控、虛擬現實等手段提升企業的管理水平。

• 移動應用。通過智能手機、平板電腦等移動終端隨時隨地瀏覽油氣水井、聯合站等生產流程畫面、重要運行參數趨勢圖、生產報表、KPI統計數據等，為實時掌握油田生產運行情況提供便捷。

• 系統安全。隨著兩化融合的加速，DCS、SCADA等生產控制系統逐步實現與互聯網或辦公網的互聯互通，為了確保生產控制系統的安全性，力控pSafetyLink進行保駕護航，其雙獨立主機系統分為控制端和信息端，分別接入過程控制系統網絡和管理信息系統網絡，同時兩主機之間采用PSL專用網絡隔離技術，在保證數據快速交互的同時徹底阻斷了網絡的連接，保證了站控層過程控制系統網絡的安全。

5、給客戶帶來的價值

• 通過油氣田生產物聯網系統的建設，全面實現油氣水井、計量間、油氣庫站及相關集輸管網等生產單元數據的實時采集，提高了生產的自動化程度，縮減或合并了部分崗位，減少了勞動用工，降低的生產成本。

• 通過油氣田生產物聯網系統的建設，規范并優化了生產工藝流程，實現了生產過程的統一管理與集中控制，在提升管理水平的基礎上，提高了工作效率。