導(dǎo)語(yǔ)：油田管道完整性管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：油田各單位間管道數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)建設(shè)思路互不統(tǒng)一，導(dǎo)致管道完整性數(shù)據(jù)呈現(xiàn)“豎井式”隔離，難以實(shí)現(xiàn)管道完整性管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。為了解決上述問題，依托中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)和中國(guó)石油采油與地面工程運(yùn)行管理系統(tǒng)，構(gòu)建了油田管道完整性管理系統(tǒng)，并在油田管道管理工作中進(jìn)行了實(shí)例應(yīng)用，取得了很好的效果。油田管道完整性管理系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、空間分析等功能。同時(shí)，地理信息系統(tǒng)GIS服務(wù)功能實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航、可視化、空間分析、決策支持等地理信息共享服務(wù)，為管道完整性管理提供支持，也可以滿足日常管道完整性管理工作要求，其有較強(qiáng)的應(yīng)用和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：油田管道；完整性；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫(kù)

管道是油氣田生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分。近年來(lái)，隨著油氣田開發(fā)年限的延長(zhǎng)及管道規(guī)模的擴(kuò)大，管道腐蝕、老化問題日益突出[1]，且部分管道位于環(huán)境敏感區(qū)域，安全運(yùn)行管理面臨諸多困難。因此，油氣田管道隱患治理及管道安全受控運(yùn)行具有重要意義[2]。管道完整性管理是對(duì)管道面臨的風(fēng)險(xiǎn)因素不斷進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，持續(xù)消除已識(shí)別的不利影響因素，采取各種風(fēng)險(xiǎn)消減措施，將風(fēng)險(xiǎn)控制在合理、可接受的范圍內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)管道安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。油田在管道完整性管理方面尚缺少統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，雖然有部分單位已經(jīng)建設(shè)相關(guān)信息系統(tǒng)[3-7]，但各單位間缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)管道完整性的統(tǒng)一管理。而且不同單位建設(shè)的完整性管理系統(tǒng)所注重的內(nèi)容不同，有的系統(tǒng)全面建設(shè)，有的系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注數(shù)據(jù)管理，有的系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注管道巡線等等。為了提高油田管道完整性管理的水平，打破各單位間的數(shù)據(jù)障壁，形成統(tǒng)一、高效的管理機(jī)制，建立油田管道完整性管理系統(tǒng)是十分必要的[8-10]。

1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)，依托中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱A4）、采油與地面工程運(yùn)行管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱A5），搭建油田管道完整性管理系統(tǒng)，使地理信息服務(wù)與管道完整性管理核心內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，提供高后果區(qū)管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、完整性評(píng)價(jià)等功能，為油田管道完整性管理提供技術(shù)支撐。其系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。本系統(tǒng)依托A4、A5云化環(huán)境建設(shè)，無(wú)需再添加服務(wù)器、存儲(chǔ)器、交換機(jī)等設(shè)施（圖2）。設(shè)計(jì)時(shí)將數(shù)據(jù)中心機(jī)房作為系統(tǒng)部署地點(diǎn)，進(jìn)行集中部署，要求穩(wěn)定、可靠、安全，且實(shí)時(shí)性要求很高，因此系統(tǒng)的核心服務(wù)器采用兩臺(tái)設(shè)備集群的方式，保證單節(jié)點(diǎn)故障不影響系統(tǒng)的運(yùn)行。

2系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

構(gòu)建油田管道完整性管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用了概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三層設(shè)計(jì)。2.1概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，是通過(guò)對(duì)需求進(jìn)行綜合、歸納和抽象，形成一個(gè)獨(dú)立于具體數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的概念模型。油田管道完整性管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)。其中，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像和數(shù)字線劃圖三個(gè)部分；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)涵蓋了長(zhǎng)輸管道、油田集輸管道、油田單井管道、氣田集輸管道、氣田單井管道等五大類；系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)主要包括用戶、崗位、組織機(jī)構(gòu)、訪問權(quán)限以及登錄日志等數(shù)據(jù)信息。2.2邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按照概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，油田管道完整性管理系統(tǒng)基礎(chǔ)功能平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)將分為多個(gè)邏輯子庫(kù)，即基礎(chǔ)地理邏輯子庫(kù)、業(yè)務(wù)邏輯子庫(kù)和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)子庫(kù)。其中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將按照其業(yè)務(wù)應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行邏輯建模；基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)則遵循國(guó)家基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)建庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)；與系統(tǒng)管理相關(guān)的用戶、權(quán)限及日志管理主要針對(duì)用戶功能操作和數(shù)據(jù)訪問權(quán)限進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，管道中心線邏輯子庫(kù)包括中線控制點(diǎn)和管線。中線控制點(diǎn)為點(diǎn)要素，是能夠表達(dá)管道路由走向的一組特征點(diǎn)，原則上來(lái)說(shuō)將中線控制點(diǎn)按序連接，構(gòu)成線要素即是管線，所以管線和中線控制點(diǎn)間必然存在一對(duì)多的關(guān)系。同理，一條管線上必然存在多個(gè)埋深點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，因此管線和埋深也存在一對(duì)多關(guān)系（圖3）。其余管道上的重要節(jié)點(diǎn)，主要包括樁、站場(chǎng)和閥室。其中站場(chǎng)點(diǎn)和站場(chǎng)面、閥室點(diǎn)和閥室面存在一對(duì)一關(guān)系，而樁作為遍布管道沿線的重要設(shè)施，與站場(chǎng)和閥室存在多對(duì)一關(guān)系。2.3物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)油田管道完整性管理系統(tǒng)采用Oracle作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件，利用MicrosoftVisio2015、基于Ar-cInfoUML建模模板進(jìn)行空間數(shù)據(jù)庫(kù)的物理建模，再利用ArcGIS桌面工具ArcCatalog進(jìn)行底層的物理實(shí)現(xiàn)。實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)CASE工具生成的數(shù)據(jù)庫(kù)物理模型導(dǎo)入ArcCatalog，并在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中生成一個(gè)初始化后數(shù)據(jù)庫(kù)版本。數(shù)據(jù)庫(kù)中將存儲(chǔ)所有設(shè)計(jì)信息，包括數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)屬性項(xiàng)、關(guān)系、值域等。數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)人員可以按照遷移策略，根據(jù)設(shè)計(jì)，將外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)施建庫(kù)工作。

3功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

油田管道完整性管理系統(tǒng)功能分為數(shù)據(jù)采集管理、完整性管理和運(yùn)維管理三部分，具體功能見圖4。數(shù)據(jù)采集管理是對(duì)長(zhǎng)輸、集輸、單井各類管道的本體數(shù)據(jù)、周邊環(huán)境數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)等管道完整性管理相關(guān)數(shù)據(jù)制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并建設(shè)通用的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，為油田管道完整性管理信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)服務(wù)。完整性管理包括高后果區(qū)管理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、完整性檢測(cè)評(píng)價(jià)和效能評(píng)價(jià)。主要功能是對(duì)管道日常運(yùn)行的完整性和穩(wěn)定性進(jìn)行針對(duì)性評(píng)價(jià)。長(zhǎng)輸管道的評(píng)價(jià)模型將使用已有標(biāo)準(zhǔn)，而集輸和單井管道，將根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，結(jié)合已有標(biāo)準(zhǔn)的要求，進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，形成符合油田集輸和單井管道實(shí)際情況的評(píng)價(jià)模型。運(yùn)維管理包括維搶修管理、運(yùn)行維護(hù)管理、巡線管理和失效管理功能。通過(guò)運(yùn)行維護(hù)管理、巡線管理等功能對(duì)管道的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)維搶修管理功能，規(guī)范應(yīng)急搶修工作的流程。同時(shí)，在管道運(yùn)行階段，通過(guò)運(yùn)維管理能夠持續(xù)采集管道周邊和運(yùn)行情況數(shù)據(jù)，為下一步的管道完整性管理提供新的數(shù)據(jù)來(lái)源，形成完整性管理的循環(huán)，降低管道運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高管道完整性管理水平。

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用效果

系統(tǒng)基于昌平數(shù)據(jù)中心云化環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)，并充分利用A4、A5的軟硬件資源和數(shù)據(jù)資源，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，減少了油田管道完整性管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)的工作量，降低了系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用和后期基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)更新費(fèi)用。目前該系統(tǒng)已在長(zhǎng)慶油田全油田范圍內(nèi)推廣使用，管理各類油、氣管道共78477km，系統(tǒng)運(yùn)行正常。通過(guò)系統(tǒng)的9個(gè)功能模塊，可方便快捷的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中各類數(shù)據(jù)進(jìn)行管理維護(hù)、查詢展示、統(tǒng)計(jì)分析，在此基礎(chǔ)上制定相應(yīng)管理方案或者任務(wù)的下發(fā)，極大提高了工作的效率和質(zhì)量，有效降低了工作強(qiáng)度。長(zhǎng)慶油田下屬單位自建管道信息系統(tǒng)平均建設(shè)費(fèi)用約40萬(wàn)元，統(tǒng)一建設(shè)后，長(zhǎng)慶油田可節(jié)約系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用780萬(wàn)元；長(zhǎng)慶油田已在氣田880km管道開展檢測(cè)及內(nèi)外防護(hù)技術(shù)應(yīng)用，可節(jié)約管道檢測(cè)維護(hù)費(fèi)用1222.3萬(wàn)元。綜上，通過(guò)系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用，長(zhǎng)慶油田可節(jié)約成本2002.3萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。系統(tǒng)建成后，作為統(tǒng)一平臺(tái)，避免了低水平重復(fù)建設(shè)，統(tǒng)一系統(tǒng)取代了原有分散系統(tǒng)，減少了信息孤島，大幅提高了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，數(shù)據(jù)由單一單位內(nèi)部使用變?yōu)榻y(tǒng)一管理、充分共享，為長(zhǎng)慶油田的管道運(yùn)行提供了準(zhǔn)確和完善的信息，顯著提高了油田的管理水平，提升了油田的社會(huì)形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，可充分發(fā)揮管道信息在油田應(yīng)急管理、企地關(guān)系改善等方面的保障服務(wù)作用，社會(huì)效益顯著。

5結(jié)束語(yǔ)

油田管道完整性管理系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)模塊的開發(fā)，并參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定了油田長(zhǎng)輸、集輸、單井等五類管道的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)采集模板。系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用以后，將實(shí)現(xiàn)管道完整性數(shù)據(jù)采集、高后果區(qū)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、完整性評(píng)價(jià)、維修與維護(hù)和效能評(píng)價(jià)的閉環(huán)管理，降低油田管道隱患治理費(fèi)用，全面提升油田管道管理水平，助力油田地面管理系統(tǒng)建設(shè)。

作者:藍(lán)祥淼 單位:大慶油田設(shè)計(jì)院有限公司