CN111123866A - 一种智能油田地面数据治理及管控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能油田地面数据治理及管控系统，通过数据采集装置采集油田地面系统的各类数据，数据存储装置将各类数据根据数据类型存入对应的数据库，数据管理装置管理和共享存入数据库的各类数据，数据应用装置根据油田地面系统管理及运行需求在应用层建立对应的数据应用装置，数据显示装置根据数据应用进行数据呈现；实现各部门、各专业数据和应用系统的高度融合，部门之间的数据共享与全面协同，对设备资产进行统一高效管理，提升油田地面系统的生产、运营与管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及油气田数据管理领域，尤其涉及一种智能油田地面数据治理及管控系统。
背景技术
油气田开发生产过程中普遍存在业务运行孤立、设施资产庞杂、安全形势严峻、自然环境恶劣、油气生产分散、决策依赖经验等特点，苛刻的自然和社会条件导致油气田总体管理运营长期处于较低的水平，缺乏对油田多部门数据、集油田生产数据和运营数据的统一管理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中对油气田总体管理水平低下的不足，提供一种智能油田地面数据治理及管控系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种智能油田地面数据治理及管控系统，包括：数据采集装置、数据存储装置、数据管理装置、数据应用装置、数据显示装置；
所述数据采集装置用于在感知层中采集油田地面数据源中的数据；
所述数据存储装置用于将所述油田地面数据源中的数据存入数据层中对应的数据库中；
所述数据管理装置用于管理和共享存入数据库的数据；
所述数据应用装置用于根据数据库中的数据在应用层中建立对应的数据应用装置；
所述数据显示装置用于在管理层中根据至少一个数据应用进行预设数据呈现。
本发明的有益效果是：智能油田地面数据治理及管控系统通过数据采集装置获取油田地面系统的各类数据源中数据，数据存储装置将各类数据源存入对应的数据库中，数据管理装置管理和共享存入数据库的数据源，数据应用装置根据数据库中的数据在应用层中建立对应数据应用装置，数据显示装置在根据数据应用进行数据呈现；实现各部门、各专业数据和应用系统高度融合，部门之间的数据共享与全面协同，对设备资产进行统一高效管理，提升油田地面系统的生产、运营与管理水平。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，在感知层中，所述油田地面数据源，具体包括油田地面的静态数据源、动态数据源和巡查数据源。
进一步地，在感知层中，所述静态数据包括：勘察测绘数据、工程设计数据、物资采购数据、工程施工数据和企业管理数据；动态数据包括：工艺过程监测数据、电力系统监测数据、油田环境监测数据、设备状况监测数据、安全防范监测数据和地面图像监测数据；巡查数据包括：地面移动巡查数据和空中移动巡查数据。
采用上述进一步方案的有益效果是：在感知层中，数据采集装置采集油田的静态数据、动态数据和巡查数据，在静态数据中还分别包括：勘察测绘数据、工程设计数据、物资采购数据等，根据数据类型的不同分别进行处理，满足后续的数据分类存储，采集多种数据类型以满足不同应用的需求。
进一步地，在传输层中，所述数据存储装置还具体用于通过通信装置将所述油田地面数据源中的数据存入数据层中对应的数据库中；所述通信装置包括：移动通信装置、卫星通信装置、微波通信装置和局域网通信装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：在传输层中，通过移动通信装置、卫星通信装置、微波通信装置和局域网通信装置，为不同类型数据提供准确高效传输通道，同时针对不同数据传输对象以及不同业务需求综合应用各通信装置，通过各通信装置构成油气田立体传输网。
进一步地，在数据层中，所述数据库包括非结构化数据库、结构化数据库、地理空间数据库和实时数据库。
进一步地，所述数据存储装置还具体用于获取所述油田地面数据源中的数据，将数据源中的数据根据数据类型进行分类，并将分类后的数据分别存入对应数据库中。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据数据采集装置采集的不同类型数据，数据存储装置将各数据源中的数据根据数据类型进行分类，并将分类后的数据存入非结构化数据库、结构化数据库、地理空间数据库和实时数据库中，在数据层中，实现全油田数据资产的统一管理和资源共享。
进一步地，在应用层中，所述数据应用装置包括：油田地图应用装置、三维监管应用装置、动态仿真应用装置、资产管理应用装置、数据分析应用装置和图像分析应用装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：在应用层中，数据应用装置根据数据库中的各类数据做出油田地图应用装置、三维监管应用装置、动态仿真应用装置、资产管理应用装置等应用，实现油气田地面系统的智能化运营。
进一步地，在管理层中，所述根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和数据分析应用装置显示生产运行数据。
进一步地，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和资产管理应用装置显示维护保养数据。
进一步地，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和动态仿真应用装置显示系统优化数据。
采用上述进一步方案的有益效果是：在管理层中，数据显示装置根据油气田各部门的实际需求，结合数据应用装置生成的各类应用，提供各类可视化人机交互界面，实现智能化的管理操作和交互，实现了信息化与工业化的有效融合。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的智能油田地面数据治理及管控系统的框图；
图2为本发明的其他实施例提供的智能油田地面数据治理及管控系统的结构框架图；
图3为本发明的实施例提供的油田地面系统技术架构的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种智能油田地面数据治理及管控系统，该系统包括：数据采集装置11、数据存储装置12、数据管理装置13、数据应用装置14、数据显示装置15；
数据采集装置11用于在感知层中采集油田地面数据源中的数据；
数据采集装置11采集油田地面数据源中的数据，油田地面数据可以包括：勘察测绘数据、工程设计数据、物资采购数据、工程施工数据和企业管理数据；工艺过程监测数据、电力系统监测数据、油田环境监测数据、设备状况监测数据、安全防范监测数据和地面图像监测数据；地面移动巡查数据和空中移动巡查数据。
数据存储装置12用于将油田地面数据源中的数据存入数据层中对应的数据库中；
其中，数据库类型可以包括：非结构化数据库、结构化数据库、地理空间数据库和实时数据库。工程设计数据、物资采购数据、工程施工数据和企业管理数据可以存入非结构化数据库和结构化数据库；勘察测绘数据可以存入地理空间数据库；工艺过程监测数据、电力系统监测数据、油田环境监测数据、设备状况监测数据、安全防范监测数据和地面图像监测数据可以存入实时数据库；地面移动巡查数据可以存入结构化数据库、实时数据库和地理空间数据库；空中移动巡查数据可以存入结构化数据库和地理空间数据库。
数据管理装置13用于管理和共享存入数据库的数据；
通过数据采集装置11可以采集的油气田中人脸或车辆的图像数据、地理空间数据、文档数据等，并存入数据存储装置12，数据管理装置13采用大数据聚类或分类算法对图像数据分析处理，识别特定目标和实时跟踪；或根据地理空间数据库中相似区域进行聚类，为油田地图应用提供地理数据；或对数据层的文档、日志数据进行聚类，得到相同文档数据的特征和文档的用户访问数据。
数据应用装置14用于根据数据库中的数据在应用层中建立对应的数据应用装置14；
数据采集装置11可以根据采集数据的类型选取相应设备，例如，可以通过无线射频识别设备或传感器等设备获取关键设备的各类参数数据，并存入数据存储设备12。数据应用装置14根据上述关键设备参数数据，可以采用神经元网络或其他人工智能技术结合油田地面系统管理及运行需求，建立设备运行监控和故障诊断等应用模型，对设备潜在故障进行诊断和预警，结合知识库或专家系统自动匹配出设备的预测性维护措施；
可以实现设备的预知性检修，降低设备的非计划停机时间和整体运维成本，最大限度发挥设备综合效能，提升设备的运行和维护管理水平，提升设备运行的稳定性。
数据显示装置15用于在管理层中根据至少一个数据应用进行预设数据呈现。
智能油田地面数据治理及管控系统，在PaaS云平台上布署云服务技术，基于油田地面系统技术架构(Smart Oilfield Surface Technology Architecture，SOSTA)如图3所示，将油气田地面系统的数据进行全面规划部署，形成完整的数据工程模型(SmartOilfield Surface Data Engineering Model,SOSDEM)如图2所示，实现油田数据资产化。
例如，数据采集装置11获取实时生产数据，例如抽油机载荷数据、井口压力数据等，并存入数据存储装置12中，进而由数据管理装置13对这类数据进行数据主题分类、用户授权等统一管理。数据应用装置14根据上述数据，采用机器学习算法建立油井动态模型，基于该模型进行单井分析、异常问题和产量趋势预测，结合专家系统给出主动性措施和优化调整方案，实现单井产量规律预测、单井健康诊断、集输压力、温度等工艺参数优化等，并在数据显示装置15中实现数据可视化呈现。
智能油田地面数据治理及管控系统通过数据采集装置11获取油田地面系统的各类数据源中的数据，数据存储装置12将各类数据源中的数据存入对应的数据库中，数据管理装置13管理和共享存入数据库的数据，数据应用装置14根据数据库中的数据在应用层中建立对应数据应用装置14，数据显示装置15在根据数据应用进行数据呈现；实现各部门、各专业数据和应用系统的高度融合，部门之间的数据共享与全面协同，对设备资产进行统一高效管理，提升油田地面系统的生产、运营与管理水平。
优选地，在上述任意实施例中，在感知层中，油田地面数据源，具体包括油田地面的静态数据源、动态数据源和巡查数据源。
优选地，在上述任意实施例中，在感知层中，静态数据包括：勘察测绘数据、工程设计数据、物资采购数据、工程施工数据和企业管理数据；动态数据包括：工艺过程监测数据、电力系统监测数据、油田环境监测数据、设备状况监测数据、安全防范监测数据和地面图像监测数据；巡查数据包括：地面移动巡查数据和空中移动巡查数据。
还可以包括抽油机载荷数据、井口压力数据；
在感知层中，数据采集装置11采集油田的静态数据、动态数据和巡查数据，在静态数据中还分别包括：勘察测绘数据、工程设计数据、物资采购数据等，根据数据类型的不同分别进行处理，满足后续的数据分类存储，采集多种数据类型以满足不同应用的需求。
优选地，在上述任意实施例中，在传输层中，数据存储装置12还具体用于通过通信装置将油田地面数据源中的数据存入数据层中对应的数据库中；通信装置包括：移动通信装置、卫星通信装置、微波通信装置和局域网通信装置。
根据油田地面数据类型不同，选择不同的通讯装置以满足不同数据的有效传输，实现最优的数据传输效率。例如移动通信装置支持数据高效传输，在人工巡检过程中，巡检人员可通过手机、平板电脑等移动智能终端通过移动通信技术将被检设备的实时工况及紧急问题及时反馈上传至数据存储设备12，进而为数据应用设备14的设备智能诊断与维护、维修决策提供数据支持。
在传输层中，通过移动通信装置、卫星通信装置、微波通信装置和局域网通信装置，为不同类型数据提供准确高效传输通道，同时针对不同数据传输对象以及不同业务需求综合应用各通信装置，通过各通信装置构成油气田立体传输网。
优选地，在上述任意实施例中，在数据层中，数据库包括非结构化数据库、结构化数据库、地理空间数据库和实时数据库。
优选地，在上述任意实施例中，数据存储装置12还具体用于获取油田地面数据源中的数据，将数据源中的数据根据数据类型进行分类，并将分类后数据分别存入对应数据库中。
工程设计数据、物资采购数据、工程施工数据和企业管理数据可以存入非结构化数据库和结构化数据库；勘察测绘数据可以存入地理空间数据库；工艺过程监测数据、电力系统监测数据、油田环境监测数据、设备状况监测数据、安全防范监测数据和地面图像监测数据可以存入实时数据库；地面移动巡查数据可以存入结构化数据库、实时数据库和地理空间数据库；空中移动巡查数据可以存入结构化数据库和地理空间数据库。
根据数据采集装置11采集的不同类型的数据，数据存储装置12将各数据根据数据类型进行分类，并将分类后的数据存入非结构化数据库、结构化数据库、地理空间数据库和实时数据库中，在数据层中，实现全油田数据资产的统一管理和资源共享。
优选地，在上述任意实施例中，在应用层中，数据应用装置14包括：油田地图应用装置、三维监管应用装置、动态仿真应用装置、资产管理应用装置、数据分析应用装置和图像分析应用装置。
在应用层中，数据应用装置14根据数据库中的各类数据做出油田地图应用装置、三维监管应用装置、动态仿真应用装置、资产管理应用装置等应用，实现油气田地面系统的智能化运营。
优选地，在上述任意实施例中，在管理层中，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和数据分析应用装置显示生产运行数据。
优选地，在上述任意实施例中，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和资产管理应用装置显示维护保养数据。
优选地，在上述任意实施例中，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和动态仿真应用装置显示系统优化数据。
优选地，在上述任意实施例中，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和图像分析应用装置显示系统HSE数据。
优选地，在上述任意实施例中，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和图像分析应用装置显示系统安全防卫数据。
优选地，在上述任意实施例中，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和数据分析应用装置显示系统能耗管理数据。
优选地，在上述任意实施例中，根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和资产管理应用装置显示工程建设数据。
在管理层中，数据显示装置15根据油气田各部门的实际需求，结合数据应用装置14生成的各类应用，提供各类可视化人机交互界面，实现智能化的管理操作和交互，实现了信息化与工业化的有效融合。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。
上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，包括：数据采集装置、数据存储装置、数据管理装置、数据应用装置、数据显示装置；
所述数据采集装置用于在感知层中采集油田地面数据源中的数据；
所述数据存储装置用于将所述油田地面数据源中的数据存入数据层中对应的数据库；
所述数据管理装置用于管理和共享存入数据库的数据；
所述数据应用装置用于根据数据库中的数据在应用层中建立对应的数据应用装置；
所述数据显示装置用于在管理层中根据至少一个数据应用进行预设数据呈现。
2.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，在感知层中，所述油田地面数据源，具体包括油田地面的静态数据源、动态数据源和巡查数据源。
3.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，在感知层中，所述静态数据包括：勘察测绘数据、工程设计数据、物资采购数据、工程施工数据和企业管理数据；动态数据包括：工艺过程监测数据、电力系统监测数据、油田环境监测数据、设备状况监测数据、安全防范监测数据和地面图像监测数据；巡查数据包括：地面移动巡查数据和空中移动巡查数据。
4.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，在传输层中，所述数据存储装置还具体用于通过通信装置将所述油田地面数据源中的数据存入数据层中对应的数据库中；所述通信装置包括：移动通信装置、卫星通信装置、微波通信装置和局域网通信装置。
5.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，在数据层中，所述数据库包括非结构化数据库、结构化数据库、地理空间数据库和实时数据库。
6.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，所述数据存储装置还具体用于获取所述油田地面数据源中的数据，将数据源中的数据根据数据类型进行分类，并将分类后数据分别存入对应数据库中。
7.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，在应用层中，所述数据应用装置包括：油田地图应用装置、三维监管应用装置、动态仿真应用装置、资产管理应用装置、数据分析应用装置和图像分析应用装置。
8.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，在管理层中，所述根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据油田地图应用装置、三维监管应用装置和数据分析应用装置显示生产运行数据。
9.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，所述根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据所述油田地图应用装置、所述三维监管应用装置和资产管理应用装置显示维护保养数据。
10.根据权利要求1所述的一种智能油田地面数据治理及管控系统，其特征在于，所述根据至少一个数据应用进行数据显示，具体包括：根据所述油田地图应用装置、所述三维监管应用装置和动态仿真应用装置显示系统优化数据。
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