海上鉆井液作業數據管理系統的設計與開發

郭凱偉 肖劍 王偉

【摘要】? ? 海上鉆井液作業數據受現場辦公條件、管理制度等的影響，一直依賴于手工填寫的Excel報表。近年來隨著信息化的推進，解決鉆井液作業現場數據的采集、管理和應用成為最迫切的一項任務。海上鉆井液作業數據管理系統從現場的實際業務出發，以B/S和C/S架構相結合的方式，部署于海油云服務器，從而實現鉆井液數據的錄入、數據管理、數據服務于一體。

【關鍵詞】? ? 鉆井液? ? 數據采集? ? B/S與C/S架構? ? 信息系統

[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：

鉆井液被譽為鉆井工程的血液，對鉆井工程有非常重要的影響，而鉆井液的設計和施工水平的高低主要取決于鉆井液理論及處理劑的研究，與現場實際經驗的應用。前者主要依托于理論及材料的研究，后者主要依靠有經驗專家的講授，但畢竟有經驗的專家只是少數，而且受現場環境、辦公條件等的影響，多以手工填寫的Excel表保存，有些重要的數據、方案、總結等沒有記錄，導致這些極為寶貴的資料沒有得到有效的保存和利用。故解決鉆井液作業現場數據的采集、傳輸、存儲及管理成為了海洋石油鉆井工程中最迫切的需求之一。

近年來隨著計算機技術的發展和海上通信網絡質量的提升，及中國海洋石油集團有限公司對數字化、信息化的發展要求，鉆井液資料作為后期施工作業的第一手參考資料，對后續鉆井的設計、施工都有著重要的借鑒和指導意義。設計和開發一套具有海上特色，滿足數據采集、數據管理和數據服務的鉆完井液數據管理系統勢在必行。

一、系統設計

1.1系統架構設計

結合行業經驗和現場的實際工作流程，海上鉆井液作業數據管理系統應滿足以下幾點需求：1.數據采集，主要包括單井基礎數據、日作業情況、井身結構、井徑數據、材料消耗等生產作業數據的采集錄入;2.數據管理，主要包括數據審核、數據標準值和數據正確性檢查規則的制定與發布、數據的出入庫管理;3.數據服務，主要包括數據檢索查詢、統計分析等，并生成相關的技術總結、報告。

因鉆井現場具有流動性大、網絡覆蓋不全，通信質量良莠不齊，為了保證現場工程師能隨時隨地使用使用軟件，海上鉆井液作業數據管理系統由“鉆井液井場管理”軟件和 “鉆井液作業數據審核管理系統”兩部分組成。

“鉆井液井場管理”軟件采用C/S架構的主機終端模式開發，主要面向海上鉆井現場;為了保證現場泥漿工程師能隨時使用軟件，離線模式下也可以運行，錄入的數據會先保存在個人電腦中，網絡暢通時再上傳。

“鉆井液作業數據審核管理系統”采用B/S架構開發，主要面向基地的生產管理人員，進行數據的審核瀏覽、數據標準制定與下發、用戶管理等。

1.2網絡體系設計

本系統和數據庫部署于海油云服務器上，通過海油內網和服務器互聯。在海上鉆井平臺， 現場泥漿作業工程師通過鉆井液井場管理軟件錄入數據，接入海油內網后與海油云服務器互連，并將錄入的數據上傳至服務器中，同時軟件會自動下載最新的升級包、標準值等數據?；仨椖拷浝?、管理人員等通過鉆井液作業數據審核管理系統，接入海油內網也可方便、快速的對數據進行查詢、瀏覽及使用。

1.3 數據庫設計

鑒于對安全性、兼容性等方面的考慮，本系統采用Oracle 12C作為數據存儲庫?；跇I務需求和與其他系統的交互關系，將本系統的數據庫分為鉆井液數據采集庫和標準庫。

采集庫主要用于存儲采集的作業原始數據，來源于現場鉆完井液工程師通過“鉆井液井場管理”軟件錄入、上傳的數據。

標準數據庫主要用于存儲經過治理、審核的標準數據，來源于經基地項目經理、主管審核，系統管理員抽檢合格后的數據;同時提供數據檢索、統計、報表及數據接口服務。

二、系統的主要功能

海上鉆井液作業數據管理系統的兩個組成部分的功能架構如下圖2所示。

2.1鉆井液井場管理軟件

鉆井液井場管理軟件主要包括文件、數據管理、統計分析、報告總結、輔助計算五大功能模塊。

文件模塊主要實現新建井、打開歷史井、上傳數據，并實時記錄系統日志，接受資料審核結果的通知。

數據管理模塊主要對具體單井的作業數據進行錄入管理，包括單井的基礎數據、鉆井液作業過程中的日度數據、鉆進過程中發生的事故與復雜情況、鉆井工程的概況等。

統計分析模塊主要以圖表的形式對單井的鉆井液材料消耗情況、成本、時效、設備等進行統計分析，同時也可以進行數據瀏覽。

報告總結模塊主要是根據填報的數據，系統自動生成鉆井液作業日報;提供技術總結、完井總結模塊，以半自動的方式提供服務。

計算工具模塊主要包括已有標準值的查詢、鉆井液配漿計算、計量單位換算等功能。

2.2鉆井液作業數據審核管理系統

鉆井液作業數據審核管理系統主要包括數據審核、標準管理、系統管理三大功能模塊。

數據審核模塊，按照基礎數據、日作業數據、事故和復雜情況等不同的類別展示數據，方便管理者瀏覽、審核。

標準管理模塊，分為基礎數據和鉆井液兩大類，目前包括42個小類，可根據現場實際需求增減。

系統管理模塊，實現對用戶管理、角色分配、權限設置、密碼重置等功能。

三、系統開發工具

海上鉆井液作業數據管理系統采用SSH架構技術，B/S端采用C##語言編寫，C/S端采用Java語言編寫。通過使用HTTP協議和AJAX異步請求等技術，實現從前端數據錄入到后端數據處理的交互操作，不僅提高開發效率，同時盡量維護系統界面統一性和便捷性，并保證系統的輕量化運行。

數據庫服務器和Web服務器均采用Microsoft Windows Server 2012 R2操作系統?？紤]到鉆井現場的辦公環境，本系統滿足在Microsoft Windows 7、Windows 8和Windows 10等操作系統上的運行。

四、結束語

海上鉆井液作業數據管理系統根據海上鉆井的實際業務特點設計，采用B/S與C/S混合架構的方式，不僅充分發揮了B/S與C/S模式的各自特點，還集合了兩種架構的技術優勢，從而實現了鉆井液數據的錄入、數據管理、數據服務于一體。目前系統在鉆井現場和基地生產管理部門都運行良好，很好的滿足了現場工程師和基地管理人員的需求，切實提高了鉆井液數據管理的信息化水平。

參? 考? 文? 獻

[1] 徐堪社，馬玉明.鉆井液數據管理系統研究與開發[J].西部探礦工程，2012 （5）：80-81+86.

[2] 劉玲.C/S與B/S混合軟件體系的構建[J].軟件開發與設計， 2010（10）：29-30.

[3] 馬善洲，程遠方，董國卿等.鉆井液數據庫軟件系統的開發與應用[J].鉆井液與完井液， 2003，20（4）：49-51.

[4] 陳明亮，向興金，曾憲剛等.鉆井液軟件包MUD[J].鉆井液與完井液，1996，13（5）：32-34.

[5] 康力，鮮明，廖孝元等.鉆井液專家智能系統的模型與設計[J].石油工業計算機應用，2016（2）：12-15+27.