基于大数据平台的海上油气田动设备智能监控技术研究

高尚建 中海油能源发展装备技术有限公司

目前，海上油气田动设备的实时监控和实时预警已经得到了越来越多的应用，并产生了大量实时数据。大数据平台应能够对动设备中不断产生的完整性实时数据进行存储,通过数据接口开发，可将如泵类设备监测数据提供相关专业分析系统进行处理和分析，并在此基础上进行预警，尽可能避免停机故障和实现预知性维修。

1 大数据概述及项目背景

随着科学技术的进步和信息技术的高速发展目前我国已进入了大数据时代。就目前的现状而言大数据在我国的许多行业中都有着非常广泛的应用，所谓大数据，就是机遇互联网技术与通信技术产生和发展的一种新兴的电子计算机技术，大数据不仅改变了人们的生活，还改变了人们的生产方式。

目前，海上油气田动设备的实时监控和实时预警已经得到了越来越多的应用，并产生了大量实时数据。大数据平台应能够对动设备中不断产生的实时监测数据进行存储,通过数据接口开发，可将如泵类设备监测数据提供相关专业分析系统进行处理和分析，并在此基础上进行预警，尽可能避免停机故障和实现预知性维修。通过搭建实时数据库，为动设备监测等动态数据存储、应用提供服务支持，保障设备正常、安全运转，具有重要意义。其工作范围包括以下几个方面：1）实时数据规划；2）实时数据库架构设计；3）数据库系统功能设计开发；4）数据对接与数据采集、处理、导入；5）功能测试与数据库部署。

此外，该项目包含有以下五个工作目标：1）完成实时数据库总体架构设计，包括数据模型设计、接口设计和数据同步设计；2) 依据架构设计完成实时数据库搭建；3）实现实时数据的高效接收、存储、计算和输出，以及数据历史曲线展示，数据统计，报警与事件监测功能，权限管理等功能。4）组建设备协议统一解析平台；提供标准的统一架构，为各类检测设备协议配置、各种协议解析服务，为各类不同的设备提供统一的数据采集方式；5）组建针对实时数据的统一服务平台，设备工况数据存储在实时数据库中，以统一的数据接口服务提供给各业务应用模块或系统，实现大数据平台与试点系统的数据对接。

2 基于大数据平台的海上油气田动设备智能监控技术的应用条件

2.1 保障数据的安全

基于大数据平台的海上油气田动设备智能监控技术应用通过大数据可以通过利用媒体数据完成加密，这是要在国家密码局认可的基础上完成的。大数据的加密和解密安全性是相当高的，这主要是由于机密过程需要硬件和软件同时进行解密，这种解密方式为用户提供了极大的便利与此同时还很大程度上保障了数据的安全性。

2.2 平台的规模性

基于大数据平台的海上油气田动设备智能监控技术的应用条件之一就是需要保障平台的规模。首先在通过大数据对海上油气田动设备进行监控的时候，要明确管理设备的监控能力和平台规模扩展能力，除此以外，为了保障大数据平台能够正常投入使用就需要把平台变成具有应用弹性的平台，可以根据实际情况增加需求支持双机冗余配置并且可以保证极高的可用性，能够及时的检测出异常和错误并防止错误进一步扩散。除此以外还可以并正确报告错误信息从而大大提高了系统的整体可靠性，当网络或通讯出现故障时，系统具有自动恢复历史数据的能力，并且能够保证不丢失数据。支持数据缓存功能，能够在网络中断或者其它无法进行正常数据发送的情况下，可以将过程数据暂存于本地并且在恢复正常后将数据送入数据库，数据缓存区的大小可按需配置。由于目前海上油气设施主要通讯链路使用微波和卫星，多种应用共享网络带宽，网络带宽一般小于2M,受自然条件影响，具有低质低速特性，因此数据采集和汇聚传输方案，必须适应这一现状，有良好的网络适应性和可靠性。

3 大数据与智能监控技术相结合的优势

3.1 有利于系统的扩展

基于大数据平台的海上油气田动设备智能监控技术具有分布式存储结构的特征，这一特征可以在后台对节点进行灵活的删除和添加。该技术可与各组态系统无缝集成，可以将历史数据、报警、事件等存储在历史库当中，也可以从历史库 中检索这些数据。此外，该技术可以通过标准的数据访问接口可与MES、ERP、Office 和其他关系型数据库系统集成，实现数据的双向交换和共享；通过标准的数据存储接口可以将这些系统中的数据保存（导入）到历史库中，也可以在这些系统中访问到历史库中的历史数据和系统配置数据。同时该平台具有良好的伸缩性，既可以满足只有几百个点的小型应用，也可以满足使用几万个点的中大型 系统用户的应用需求。在此基础上，该大数据平台工具组件能逐步升级或替换，易于扩充功能并且还支持多种不同的通讯协议，如TCP/IP、共享内存等，大大提供了系统的灵活性、支持对称多处理器系统。

3.2 实时数据库与关系数据库的数据交换

大数据平台可以提供一组工具或组件，用户通过灵活的定义组态，实现实时数据库与关系数据库的数据数据同步交换。比如大数据平台-可以提供实时数据库与关系数据库（SQL Server/ORALCE/MY SQL 等）的数据交换接口技术，可在此基础上实现大数据平台实时数据库与在线（振动）监测系统SQL SERVER 关系数据库的集成。

3.3 运行监控

该大数据平台实现了不仅实现对实时数据的存储、监视，而且实现了对数据进行历史和现状的对比分析功能，从而实现对设备运行状态的实时监测与管理。此外，大数据平台支持WEB 发布方式，提供生产运行监控，做到中文界面、用户友好。，满足调度等特殊需要。在此基础上，监控系统实现对数据的权限控制、分类显示，比如同一个监测功能对于不同的使用人员，根据权限呈现不同的数据界面。如分析人员需要查看数据历史曲线，工艺管理员需要的是工艺指标值，设备管理人员关心的是设备状态。同时数据平台支持如EXCEL，格式文件等数据导出，。通过选择有关联的数据存储，快速、动态的生成任意时间间隔的曲线，方便用户查看、保存。比如提供工艺参数的历史与当前工况的对比。

4 结束语

随着时代的发展和大数据时代的到来，基于大数据平台的海上油气田动设备智能监控技术通过对实时数据的采集、存储及数据分析等功能实现，已逐渐成为海上油气设施运营方实现对动设备进行有效监的可信赖的可靠技术，节约成本的同时有效提高了管理水平。利用大数据技术实现动设备智能监测分析是必然趋势。