一种油田智能生产管控平台的制作方法

1.本发明涉及油气生产领域，具体说是一种油田智能生产管控平台。


背景技术：

2.国家在大力推进“加快数字化发展，建设数字中国”的同时，油气行业也在由数字化建设向智能化、智慧化发展。通过技术手段可有效解决现场管控问题、降本增效，解决生产力和产量规划的矛盾，为生产保驾护航并创造效益、提高竞争力，保障企业的可持续发展。
3.油田生产管控具有管理分散范围大、管理对象多、生产工艺复杂多样等特性，为有效应对无法掌握现场工况、故障排查优化难度大等核心问题，各油气生产企业建设数字化油田并配套生产监控系统。数字油田的建设有效解决无法实时感知生产情况的问题，但与此同时也迎来了管理模式的调整，同时带来了生产异常抛出事无巨细，需要配套大量人力，增加现场排查核实等工作量的问题。
4.早期油气田企业现场生产管控系统一般是将实时数据采集到scada系统（supervisory control and data acquisition，即数据采集与监视控制系统），并在系统中以组态的形式进行展示，并实现生产监视和控制。能够查看生产工艺参数，并实现点位数据报警的功能。但由于功能单一，无法满足技术管理层生产决策和协同调度等管理需要，所以又衍生了基于scada系统的各类生产管理系统，实现指标分析等辅助决策功能。这些生产管理系统存在按类别、时间趋势等平铺展示指标图表，缺少综合系统性诊断管理及给出合理的决策建议等问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种油田智能生产管控平台，以解决以往的生产管控系统只能将监测到数据进行展示或按类别、时间趋势等平铺展示指标图表，功能单一，无法将监测的报警数据及时有效的发送给用户，无法针对报警内容进行系统性诊断及给出建议解决方案，导致对生产过程中的异常感知和响应效率低，降低了生产时率和经济效益问题。
6.本发明提供一种油田智能生产管控平台，包括：数据处理单元、监控诊断单元以及推送单元；所述数据获取处理单元，用于获取油田生产数据，包括基础数据、实时生产数据以及其他生产数据，并对所述油田生产数据进行数据同步处理以及纠错处理；所述数据获取处理单元还用于获取预设报警条件、所述报警条件对应的报警属性以及所述报警条件对应的建议处理方案；所述监控诊断单元，用于判断所述实时数据以及/或所述其他生产数据是否满足预设报警条件，若判断结果为是，则将满足报警条件的所述实时数据以及/或所述其他生产数据发送给所述推送单元；所述推送单元，用于获取预设推送类型及推送流程，并将所述监控诊断单元发送
的所述实时数据以及/或其他生产数据、与所述实时数据以及/或其他生产数据相关联的所述基础数据、所述实时数据以及/或其他生产数据所满足的报警条件、满足的报警条件对应的报警属性以及满足的报警条件对应的建议处理方案组成的报警信息按所述预设推送类型和推送流程一起推送给用户终端。
7.优选地，所述基础数据包括：油田生产设施设备的名称、编码、类型、投产日期、设计规模、工艺流程、状态、地质油藏、杆管泵井身结构数据；所述实时生产数据包括：油田生产设施设备的温度、压力、电流、电压、功率、运行状态、液体流量、气体流量、液位、冲程、冲次、载荷、位移、示功图、浓度、视频、耗电量、油水界面、含水、含油、天然气含量、有毒有害气体含量、阀门开度、图片、智能诊断模型诊断结果；所述其他生产数据包括：油气水井的生产日数据、机采数据、生产月数据等，以及间站库的生产日数据。
8.优选地，所述数据同步处理包括：将所述油田生产数据的数据表中包含的字段与预设数据表中包含的字段做对应关系；预设获取时间间隔，并按所述获取时间间隔获取油田生产数据，使所述数据获取处理单元与所述油田生产数据进行数据同步；所述纠错处理包括：判断所述油田生产数据是否处于预设异常值范围内，若判断结果为是，则对处于所述预设异常值范围内的所述油田生产数据进行作废处理或修改为正确范围内数据或不予使用或不予处理。
9.优选地，所述报警条件包括：绝对阈值报警条件以及波动阈值报警条件；所述报警属性包括：报警名称、报警条件状态、起止日期以及报警描述。
10.优选地，所述绝对阈值报警条件包括：大于预设正常阈值上限或小于预设正常阈值下限；所述波动阈值报警条件包括：大于上次获取的实时生产数据和/或其他生产数据的波动上限或小于上次获取的实时生产数据和/或其他生产数据的波动下限。
11.优选地，所述推送类型包括：不推送、网页推送、短信推送、应用程序推送。
12.本发明具有如下有益效果：本发明提供一种油田智能生产管控平台，以解决以往的生产管控系统只能将监测到的数据进行展示或按类别、时间趋势等平铺展示指标图表，功能单一，无法将监测的报警数据及时有效的发送给用户，无法针对报警内容进行系统性诊断及给出建议解决方案，导致对生产过程中的异常感知和响应效率低，降低了生产时率和经济效益问题。
附图说明
13.通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：图1是本发明实施例一种油田智能生产管控平台的示意框图。
具体实施方式
14.以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实
施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
15.此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
16.同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
17.图1是本发明实施例一种油田智能生产管控平台的结构示意图。如图1所示，一种油田智能生产管控平台，包括：数据处理单元、监控诊断单元以及推送单元；所述数据获取处理单元，用于获取油田生产数据，包括基础数据、实时生产数据以及其他生产数据，并对所述油田生产数据进行数据同步处理以及纠错处理；所述数据获取处理单元还用于获取预设报警条件、所述报警条件对应的报警属性以及所述报警条件对应的建议处理方案；所述监控诊断单元，用于判断所述实时数据以及/或所述其他生产数据是否满足预设报警条件，若判断结果为是，则将满足报警条件的所述实时数据以及/或所述其他生产数据发送给所述推送单元；所述推送单元，用于获取预设推送类型及推送流程，并将所述监控诊断单元发送的所述实时数据以及/或其他生产数据、与所述实时数据以及/或其他生产数据相关联的所述基础数据、所述实时数据以及/或其他生产数据所满足的报警条件、满足的报警条件对应的报警属性以及满足的报警条件对应的建议处理方案组成的报警信息按所述预设推送类型和推送流程一起推送给用户终端。
18.在本发明实施例中，数据获取处理单元通过与油田scada系统（数据采集与监视控制系统）及油田已建数据库等方式获取油田生产数据，并将数据进行统一数据同步处理及纠错处理。数据获取处理单元分别连接监控诊断单元以及推送单元，数据获取处理单元处理后的油田生产数据供监控诊断单元及推送单元调用。数据获取处理单元还用于获取数据管理指令，并根据获取的数据管理指令，对获取的油田生产数据进行封装、共享、浏览、查询、下载、储存、备份、计算，提供数据缓冲机制、消息机制、数据监控、数据备份、热部署、事务机制、安全管理、连接池、外部接口服务，其中，外部接口服务是指基于平台的功能对外发布的功能或数据接口，以及可调用其他油田已建系统提供的功能或数据接口实现相同的功能操作；安全管理包括安全模块，用于对存储的油田生产数据等的进行安全管理，通过安全模块运行保障数据的安全，限制非法闯入、防止数据丢失、泄密、篡改，如防火墙等平台级、数据库级、网络节点级、操作系统级、软件平台级的多层安全管理策略。
19.其中，报警条件的设置根据油田生产过程中各个仪表设备出现异常值或状态进行设置，以及油田各个报警仪器发送的报警信号等进行设置，一般每个仪表设备对应的一项或多项报警条件，每项报警条件对应设置有为解决符合该报警条件的异常情况的建议处理方案。其中，建议处理方案包括对满足报警条件的设备的停止、暂停、继续、调节修改参数等处理方案。
20.其中，数据获取处理单元还包括视频组件、图形组件、scada（系统-数据监控采集）组件、报表组件、文档组件、可视化组件等技术组件的公共核心服务，可以供监控诊断单元
及推送单元调用实现各种功能。其中，报表组件用于根据获取的油田生产数据绘制报表，加载显示生成报表的软件工具包；文档组件用于对获取的油田生产数据中包含的文档进行上传、保存、下载、预览操作；可视化组件用于在平台的系统里显示功能内容。
21.在本发明实施例中，监控诊断单元连接数据获取处理单元及推送单元，监控诊断单元用于判断数据获取处理单元获取的油田生产数据中的实时生产数据以及/或其他生产数据是否满足预设报警条件，如：预设报警条件为a设备温度大于55℃，则监控诊断单元判断数据获取处理单元获取的实时生产数据中a设备的实时温度是否大于55℃，若大于，则监控诊断单元将a设备的实时温度发送给推送单元。
22.在本发明实施例中，推送单元接收到监控诊断单元发送的a设备实时温度信息后，将该a设备的实时温度信息、与a设备相关联的基础数据信息、a设备实时温度所满足的报警条件及该报警条件对应的报警属性、a设备实时温度所满足的报警条件所对应的建议处理方案所组成的报警信息按推送类型及推送流程推送给用户终端。
23.用户终端为油田各个部门岗位的管理人员及操作人员持有的一个或多个不同类型终端设备，推送单元分别与各个终端设备通过无线传输模块连接。用户终端可以有多个。
24.推送流程为，每个用户都持有一个或多个用户终端，根据该用户的岗位级别，其持有的用户终端也对应不同的级别，推送流程为针对根据各个级别的用户终端的推送顺序。其中，每条报警条件都有对应的报警条件级别，不同的报警条件级别对应不同的推送流程，数据获取处理单元获取报警条件的报警条件级别，推送单元获取用户终端的用户终端级别。
25.在推送时，推送单元根据获取的推送流程按预设推送类型向各个级别用户终端进行推送。如用户终端级别包括操作人员用户终端、一级用户终端、二级用户终端等；报警条件级别包括一级报警条件、二级报警条件等，如设置一级报警条件的推送流程为：首先向一级用户终端推送报警信息，持有一级用户终端的一级用户可以对报警信息中的建议处理方案内容进行审核，并可以通过其持有的一级用户终端向推送单元发送一级审核通过指令或审核未通过指令，推送单元收到的一级审核通过指令后将报警信息推送给二级用户终端，二级用户同样可以在审核后发送二级审核通过指令或审核未通过指令，各个级别以此类推直至所有级别用户审核完毕后，推送单元向操作人员用户终端推送报警信息及审核通过通知，操作人员可以根据审核完成的建议处理方案对油田生产现场发生的异常进行处理，若审核未通过，则向操作人员推送审核未通过的通知。当实时生产数据和/或其他生产数据所满足报警条件为一级报警条件，则推送单元将按照上述一级报警条件对应的推送流程进行推送。如设置二级报警条件的推送流程为：先向二级用户终端推送报警信息，二级用户终端发送二级审核通过指令后再推送给一级用户终端，或者设置推送流程为同时向所有级别的用户终端推送报警信息，所有级别的用户终端发送审核通过指令后向操作人员用户终端推送报警信息及审核通过通知，可以根据生产流程需要可以设置不同推送流程。
26.通过推送单元推送流程可以设置实现将报警信息在油田生产项目中各个部门级别负责人员的用户终端之间进行流转审核确认。除了设置逐级进行推送外，也可以设置同时推送或选择其中一个或多个用户终端进行推送等方式。
27.预设推送类型为，可以针对每个用户终端预先设置按一种或几种推送类型进行推送，也可以根据报警条件级别，设置按一种或几种推送类型向用户终端进行推送。其中，报
警级别根据报警条件的指标重要程度设置。
28.在本发明中，所述基础数据包括：油田生产设施设备的名称、编码、类型、投产日期、设计规模、工艺流程、状态、地质油藏、杆管泵井身结构数据；所述实时生产数据包括：油田生产设施设备的温度、压力、电流、电压、功率、运行状态、液体流量、气体流量、液位、冲程、冲次、载荷、位移、示功图、浓度、视频、耗电量、油水界面、含水、含油、天然气含量、有毒有害气体含量、阀门开度、图片、智能诊断模型诊断结果；所述其他生产数据包括：油气水井的生产日数据、机采数据、生产月数据等，以及间站库的生产日数据。
29.在本发明实施例中，数据获取处理单元通过与油田scada系统连接获取实时生产数据，其中，scada系统通过与油田物联网智能监测单元连接来获取油田生产设备的实时生产数据，其中，物联网智能监测单元所包含的仪表设备有rtu（远程终端单元）、温度表、压力表、流量计、液位计、含水检测仪、有毒有害气体检测仪、示功仪、摄像头、阀门、手持设备、智能诊断模型等。每个仪表设备都有其对应的基础数据，如设备编码、类型、投产日期、设计规模、工艺流程、状态等。与实时生产数据及其他生产数据相关联的基础数据为产生该实时生产数据及其他生产数据的油田生产设施和仪表设备的基础数据，包括设备名称、编码、类型等数据。
30.数据获取处理单元通过与油田已建数据库连接来获取其他生产数据及基础数据，其中，在其他生产数据中，油气水井的生产日数据、生产月数据，包括：产量、温度、压力、电流、电压、功率、含水率、热洗、量油、备注等。油气水井的机采数据，包括：测试结果、液面、压力、深度、冲程、冲次、载荷、功率等；间站库的生产日数据，包括：来液量、处理量、外输量、温度、压力、流量、耗气量、耗电量、含水率等。
31.数据获取处理单元获取的油田生产数据的主体包括但不限于各单位、井、间、站、所、管道、仪表、设备数据及人员的数据。
32.在本发明中，所述数据同步处理包括：将所述油田生产数据的数据表中包含的字段与预设数据表中包含的字段做对应关系；预设获取时间间隔，并按所述预设获取时间间隔获取油田生产数据，使所述数据获取处理单元与所述油田生产数据进行数据同步；所述纠错处理包括：判断所述油田生产数据是否处于预设异常值范围内，若判断结果为是，则对处于所述预设异常值范围内的所述油田生产数据进行作废处理或修改为正确范围内数据或不予使用或不予处理。
33.在本发明实施例中，在获取油田生产数据中的基础数据、实时生产数据以及其他生产数据时，部分数据以数据表形式存储在油田已建数据库及scada系统中，需要将获取的数据表中的字段与数据获取处理单元内预设的数据表字段做对应关系，方便后续调用、计算等操作。数据获取处理单元还用于将获取的实时生产数据，将其按时间顺序进行存储，实现实时数据到时序数据的转换。
34.数据获取处理单元还用于预设获取时间间隔，并根据预设的获取时间间隔重新获取油田生产数据，使数据获取处理单元的数据与油田生产数据保持同步，更新油田生产数据中修改的数据和新增的数据。其中，可以针对油田生产数据中的各项数据分别设置不同
的获取时间间隔，如压力、流量等数据可以预设获取时间间隔为每分钟获取或每5分钟获取，如示功图数据可以预设获取时间为每30分钟获取，具体可以根据各项数据特点按需要分别进行设置。
35.数据获取处理单元内设置结构化数据库，数据获取处理单元将获取的油田生产数据按规则加载存储进结构化数据库，方便后续对数据进行统计、调用、分析、查询等操作。
36.在本发明中，所述报警条件包括：绝对阈值报警条件以及波动阈值报警条件；所述报警属性包括：报警名称、报警条件状态、起止日期以及报警描述。
37.在本发明中，所述绝对阈值报警条件包括：大于预设正常阈值上限或小于预设正常阈值下限；所述波动阈值报警条件包括：大于上次获取的实时生产数据和/或其他生产数据的波动上限或小于上次获取的实时生产数据和/或其他生产数据的波动下限。
38.在本发明实施例中，数据获取处理单元还用于获取物联网智能监测单元中的仪表设备的实时生产数据与其他生产数据的正常阈值，即正常数值范围，该正常阈值的最大值为预设正常阈值上限，该正常范围阈值的最小值为预设正常阈值下限。绝对阈值报警条件为当获取的实时生产数据和/或其他生产数据的数值大于预设正常阈值上限或小于预设正常阈值下限时则满足该绝对阈值报警条件。
39.波动阈值报警条件为，以上一次获取的实时生产数据和/或其他生产数据为基准，大于上一次获取的实时生产数据和/或其他生产数据的波动上限或小于上一次获取的实时生产数据和/或其他生产数据的波动下限则满足该波动阈值报警条件。
40.其中，数据获取处理单元还用于获取最大波动值及最小波动值，以及最大波动值与最小波动值的波动类型，其中，波动类型包括：百分比以及数值。
41.若波动类型为百分比，则最大波动值与最小波动值为百分比，则波动上限=上次实时生产数据和/或其他生产数据 上次实时生产数据和/或其他生产数据
×
最大波动值；波动下限=上次实时生产数据和/或其他生产数据-上次实时生产数据和/或其他生产数据
×
最小波动值。
42.若波动类型为数值，则最大波动值与最小波动值为数值，则波动上限=上次实时生产数据和/或其他生产数据 最大波动值；波动下限=上次实时生产数据和/或其他生产数据-最小波动值；以波动类型为百分比为例，如最大波动值与最小波动值都为5%，上一次获取的实时生产数据和/或其他生产数据为：b设备的流量为50m
³
/h，则波动上限=50 50
×
5%=52.5，波动下限=50-50
×
5%=47.5。监控诊断单元判断此次获取的b设备流量值是否大于52.5或小于47.5，若为是，则此次获取的b设备的流量符合波动阈值报警条件。
43.报警条件的设置除了绝对阈值报警条件以及波动阈值报警条件外，也可以根据设备和生产工艺流程等需要具体设置差异化的报警条件，如当获取的实时生产数据和/或其他生产数据的数值等于一个固定值时满足报警条件或等于一个倍数阈值时满足报警条件等。除了单独判断满足绝对阈值报警条件或波动阈值报警条件外，也可以通过数据获取处理单元设置组合报警条件，组合报警条件为包含所有报警条件中的至少两个报警条件，当监控诊断单元判断实时生产数据和/或其他生产数据的数值满足组合报警条件包含的所有报警条件或满足其中至少一个报警条件时即为满足该组合报警条件，则监控诊断单元向推送单元推送报警信息。
44.在本发明实施例中，每个报警条件设置有对应的报警属性，其中，报警名称为针对每个报警条件设置的名称。
45.报警条件状态包括开启状态以及关闭状态，当报警条件的报警条件状态为开启状态时，监控诊断单元判断获取的实时生产数据和/或其他生产数据是否满足该报警条件，若报警条件的报警条件状态为关闭状态，则监控诊断单元不对该报警条件进行判断。
46.起止日期为报警条件的开启时间段，如报警条件的起止日期为1月1日1点至2月1日12点，则在这个起止日期的时间段内，监控诊断单元将判断实时生产数据和/或其他生产数据是否满足该报警条件，若超过该时间段，则不判断该报警条件，可以设置不同的报警条件对应不同起止日期，监控诊断单元在不同时间段判断不同的报警条件，从而满足生产设备在不同时期的正常范围阈值的变化。
47.报警描述用于描述报警条件所对应的物联网智能监测单元中仪表设备的实时生产数据和/或其他生产数据的数值正常范围阈值以及对报警条件内容的解释。
48.在本发明中，所述推送类型包括：不推送、网页推送、短信推送、应用程序推送。
49.在本发明实施例中，用户终端的类型包括电脑、手机等终端设备，针对电脑的用户终端，可以设置网页推送，针对手机的用户终端，可以选择网页推送和/或短信推送和/或应用程序推送，若选择不推送，则推送单元不对任何用户终端进行推送。推送单元根据预设的每个终端的推送类型进行推送，如某用户终端预设的推送类型为短信推送及应用程序推送，该用户终端为手机，则推送单元在向该用户终端推送报警信息时，根据手机预留号码以短信形式发送报警信息以及向该用户终端安装的应用程序内推送报警信息。每个用户可以持有多个用户终端，每种用户终端都可以选择一种或几种推送类型进行推送，防止用户通过单一设备或单一类型推送造成用户无法最快接收察觉报警信息，造成处理延误。
50.在本发明实施例中，数据获取处理单元与油田scada系统、油田已建数据库连接以及通过人工录入方式获取油田生产数据，对于油田scada系统采集的实时生产数据以及油田已建数据库存储的其他生产数据，数据处理单元按针对不同数据设置的获取时间间隔重新获取数据，保持数据同步。同时数据获取处理单元对获取的油田生产数据进行纠错处理，去掉错误数据。数据获取处理单元获取报警条件及对应的建议处理方案，其中报警条件及对应的建议处理方案可以通过人工录入的方式获取。
51.监控诊断单元判断数据获取处理单元获取并处理后的油田生产数据中的实时生产数据和/或其他生产数据是否满足报警条件，若满足，则将实时生产数据和/或其他生产数据发送给推送单元。其中，监控诊断单元根据实时生产数据和/或其他生产数据的各个数据获取时间间隔判断重新获取的数据是否满足报警条件，从而实现对不断产生的油田生产数据进行监控。
52.推送单元接收到监控诊断单元发送的满足报警条件的实时生产数据以及/或其他生产数据后，将该实时生产数据以及/或其他生产数据、与该实时生产数据以及/或其他生产数据关联的基础数据、该实时数据以及/或其他生产数据所满足的报警条件、满足的报警条件对应的报警属性、满足的报警条件对应的建议处理方案按预设推送类型和推送终端顺序推送给一个或多个用户终端。
53.在一些可能的实现方式中，数据获取处理单元、监控诊断单元以及推送单元可以包括处理器和存储器，数据获取处理单元、监控诊断单元以及推送单元的各个功能实现可
以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。
54.本发明通过设置数据获取处理单元对油田生产数据进行实时获取，通过监控诊断单元对获取的油田生产数据进行监控和诊断，通过设置推送单元将报警内容实时推送给相关用户终端，并根据报警级别，设置不同推送流程，对于紧急重要事件能够快速将报警信息按多种推送类型推送给各个用户，用户可以对报警信息中的具体报警仪表设备的基础数据、实时生产数据/其他生产数据、报警描述等内容快速了解报警异常点，并对推送的建议处理方案进行审核，通过用户终端发送审核通过指令进行快速处理，提高对油田生产现场异常的感知响应效率，实现数据获取、监控诊断、报警信息推送、确认处置的全流程闭环管理。避免错漏、延误，降低异常蔓延等带来的安全风险和经济损失。
55.以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。