石油是重要能源，國民經濟的命脈，同煤相比，具有能量密度大、運輸儲存方便、燃燒后對大氣的污染程度較小等優點。中國是一個能源消耗大國，對石油的強勁需求，在十一五期間，國家在通過自產及進口的方式保障能源供應的同時，還要發展自己的能源事業。特別是發展海上石油勘探開發及開采。海上采油工藝由海上采油設施、油氣水處理、集輸及計量、海上采油工藝及修井設備、油氣井測試和海上油氣田生產管理組成。

    由于海上環境十分惡劣，生產、生活條件非常艱苦，給油田生產管理帶來了較大難度。為了安全生產，提高采油時率及資料錄取率的及時可靠，針對海上不同于陸地的特殊情況，在海上開展自動化技術，對方便管理、增產原油具有重要意義。針對這種生產需求，中國石油旗下軟件公司紫金橋推出了基于紫金橋實時數據庫及監控軟件的海上采油平臺信息系統。

一、系統概述

    海上油田一般由中心平臺和衛星平臺組成。中心平臺位于油氣較集中的海域，其集油氣開采、儲存、傳輸、發電、通信、生活等功能于一體，衛星平臺是相對簡易的小平臺，分布在中心平臺周圍，其電力由中心平臺供給，完成油氣的開采、計量、加熱，并通過與中心平臺相連的海底管線把油氣輸送至中心平臺。

    在海上采油平臺上有眾多的數據信息，其中包括安全生產必須的：如溫度、壓力、液位高低限報警，電泵停泵報警，遙控電泵啟停，遙控關閉井上井下安全閥及遙控緊急關斷，火災監測，可燃氣體檢測，自動消防和防盜監視等。另外還有生產管理必須的：油溫、油壓、回壓、注水壓力、電泵運行參數、遙控選井、自動進行油氣水計量和注水計量等。

    基于紫金橋實時數據庫的海上采油平臺信息系統由前置數據采集計算機和中心服務器組成，其中前置數采機負責將衛星平臺的安全生產所必須的數據采集到計算機中紫金橋過程數據庫里，并通過Real-I/O傳輸到紫金橋實時數據庫服務器中。

二、需求及性能分析

    基于紫金橋實時數據庫RealDB的海上采油平臺信息系統采用B/S及C/S兩種模式，具備良好的數據采集及存儲能力。其中衛星站配備紫金橋數采機，將大量的儀表、智能模塊等采集的現場參數，經數據通道傳送到數采機中；中心總站配備紫金橋實時數據庫系統，其一方面通過無線通信方式將衛星站的數據接收到過來，即實現對周圍所管轄的衛星平臺站的生產運行狀態監視，瀏覽數據，分析異常，并可直接進行操作和控制；另一方面，完成本地采集中心平臺采油工藝范圍內的數據，并將數據統一匯總分析，實現監控中心平臺和衛星平臺的全部生產運行狀態監控管理。

    系統可實時對海上采油平臺生產狀況實時監控，普通數據保存在硬盤中3個月，重要數據及關鍵參數保存5-10年，可供管理人員實時查詢、分析，系統具備聯網和擴展功能，可自由方便擴站、擴點，能按要求定時打印生產日、月報表，對異常情況及時報警通知，對設備運行狀況進行實時跟蹤，對產能進行數據評估，實現數據模擬，同時可執行下達的操作指令，并提供統一格式的數據，為上層ERP等管理軟件提供數據依據。同時可完成雙機及多機備份。

三、系統軟硬件配置

1、系統基本硬件配置

　　本系統由中心服務器，前置數據采集計算機，數據傳輸系統組成。

中心服務器采用雙機（多機），實現數據冗余備份，（如果條件好可以實用集群服務器，紫金橋實時數據庫支持集群服務器），機器可以選擇IBM/HP的服務器，前置數采機選用工控機，根據現場溫度，濕度等進行選擇。數據通信采用電臺或者GPRS方式。

　　另外，部分衛星站（數據量小）可以采用 RTU代替前置數據采集計算機實現數據采集，并將數據傳到中心服務器，以便節省開支，紫金橋軟件支持大部分RTU。

2　系統軟件平臺

2.1 中心服務器軟件平臺——RealDB

　　本套系統中心站軟件采用的是中國石油天然氣集團下屬軟件公司紫金橋開發的紫金橋實時數據庫系統RealDB。RealDB是一個性能好、容量大、可靠性高、安全性強的分布式實時數據庫平臺。適用于數據存儲、生產管理、先進控制、優化控制、流程模擬等應用，是企業信息化的橋梁，可以提高工廠管控一體化水平，有效降低企業成本。RealDB運行在Windows 操作環境下，它的主要可以實現高性能實時、歷史數據存儲；數據及趨勢顯示，事件的記錄；管理控制不同區域的值，可在線及遠程管理；事故追憶及班組考核、質量管理等功能；日月統計報表及打印等；提供統一的數據；提供了如查詢工具、趨勢統計分析等工具

　　紫金橋實時數據庫系統RealDB構成主要包括：RealDB-VIEW、RealDB-DRAW、RealDB-I/O、及RealDB-MOD。其中：RealDB-DRAW主要用來制作各種顯示畫面，定義和管理硬件連接以及組態數據點，調用RealDB-MOD（實時數據庫各組件），RealDB-I/O負責數據通信，RealDB-VIEW實現數據瀏覽及管理功能。

2.2、衛星平臺軟件——紫金橋前置數采機軟件

    衛星平臺軟件采用紫金橋實時數據庫RealDB的前置數據采集軟件Real-DC，它提供強大的功能，高級診斷能力，可靠的通信，以及方便易用的界面。在線及離線方式提供了完整的編程、文檔、報告以及上/下載功能。其編程采用的是梯形圖方式，方便、易學。

圖1　海上采油平臺信息系統結構圖

四、海上采油平臺信息系統的特點

    基于紫金橋實時數據庫及監控軟件的海上采油平臺信息系統通過信息手段可對現場進行遠程監控，可及時、準確、全面地掌握采油平臺生產情況，進行科學決策。

1、可降低工人勞動強度，提高生產率

    傳統的數據采集方法，工作量大而繁重，采用本自動化信息平臺，數據采集及傳送在瞬間完成，大大提高效率，降低人力成本。

2、整合分散的數據，利于科學管理

    系統將各衛星平臺數據有效整合到一起，使得分散的衛星站及中心站成為統一的信息平臺。

3、直觀的可瀏覽數據，利于科學決策

    系統提供直觀的畫面流程圖，工程師和管理人員可以通過客戶端或者IE瀏覽器訪問到現場的生產情況。

4、提供格式統一的數據，并可長期存儲數據

    系統提供統一的數據，可以為上層管理軟件提供數據支撐，同時紫金橋實時數據庫擁有較好的壓縮算法，可以較好的存儲大量的數據，并且利用指針索引，快速的檢索數據。

5、便于及時發現問題，提高工作效率

    通過本系統，可以及時發現采油平臺停電、不正常停機、油管泄漏、液面異常等情況，從而有效地防止設備損壞，減少停機時間，減少或避免油井故障，減少經濟損失。

五、系統完成的功能

　　前置數采機完成衛星平臺的數據采集、計算及現場控制，并采用電臺或GPRS的方式將數據傳至中心服務器（RealDB）中，同時前置數采機可接收中心服務器所發來的控制信號，完成油氣計量過程。整個系統具體包含如下功能：

• 數據采集及控制：中心平臺的數據服務器，除完成中心平臺內工藝過程的控制及監視外，還負責外圍衛星平臺數據采集及控制，可長期的保存數據。
• 流程顯示：可進行海域圖、工藝流程圖、平臺布置圖、油井工況圖、計量分離器工況顯示等。
• 通信狀態監視：在中心平臺能夠監視與各衛星平臺間的通信是處于正常、臨界、故障的哪種狀態。
• 事故追憶功能：對與事件相關點的歷史狀態進行詳實記錄，以便事后對事件產生原因進行分析。事件的種類、數量、關聯點、事件發生前后時間范圍等都可以自由指定。
• 異常報警：系統定義了采集數據的報警限，并提供了先進的報警特性，當流量、溫度、壓力超出界限時，在操作畫面上顯示報警信息。報警信息視報警嚴重情況分先后進行報警。系統的報警信息形成報警文件，在計算機上可進行查閱并可隨時進行打印。
• 班組考核：通過工藝重要參數的追蹤，發現操作的潛在問題，產生指導性信息、并能對各個班組的操作水平進行評估、考核。
• 生產報表：數據庫中的數據，包括歷史數據在內，都可實現報表調用，生產報表格式根據需要編寫而成，生產報表每天自動生成，可定時或隨時打印。
• 趨勢分析：對于測量參數值，可進行其趨勢的實時觀察，如電壓、電流曲線等，并可查閱歷史曲線圖，查閱時拉動時間坐標，即可對應顯示出此時的瞬時值。所繪制的曲線可由計算機打印出來，用于各種分析。

六、系統總結

    基于紫金橋實時數據庫的海上采油平臺信息系統，可以極大地提高生產運行管理的安全性能和可靠程度，減少不必要的人工浪費和提高數據采集的準確性，提高生產效率，通過生產過程的集中控制和管理可極大地提高企業整體效率的競爭能力，提高預測突發事件的能力和緊急情況下快速反應能力，同時提供統一格式的數據，為企業信息化整合提供數據支持。