基于云服務(wù)的鉆井工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

胡宏濤 吳娟

摘?要：近年來，隨著云技術(shù)的發(fā)展，基于云計算技術(shù)架構(gòu)的應(yīng)用系統(tǒng)逐漸成為主流。本文根據(jù)石油鉆井企業(yè)工程數(shù)據(jù)管理的需求，首先采用面向服務(wù)思想，將系統(tǒng)封裝為9個服務(wù)，然后統(tǒng)一部署在云平臺上，最終實現(xiàn)了基于云服務(wù)的鉆井工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，通過使用云計算技術(shù)以及SOA軟件架構(gòu)，有效解決了傳統(tǒng)管理系統(tǒng)的擴(kuò)展能力差、維護(hù)成本高以及資源利用率低等問題，保證數(shù)據(jù)的一致性，為企業(yè)的管理和決策提供重要的數(shù)據(jù)依托，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞： 云服務(wù)平臺;SOA架構(gòu);管理系統(tǒng)

文章編號： 2095-2163（2021）01-0134-04 中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

【Abstract】In recent years， with the development of cloud technology， application systems based on cloud computing technology architecture have gradually become mainstream. According to the needs of engineering data management of oil drilling companies， this paper first adopts service-oriented thinking， encapsulates the system into 9 services， and then deploys them on a cloud platform. Finally， a cloud-based drilling engineering data management system is realized by using cloud computing technology and SOA software architecture， which effectively solves the problems of poor scalability， high maintenance costs， and low resource utilization of traditional management systems， ensures data consistency， provides important data support for enterprise management and decision making， and improves enterprise economy benefit.

【Key words】cloud service platform; SOA architecture; management system

0 引?言

鉆井工程是一項高風(fēng)險高投入的系統(tǒng)工程，整個工程涉及到的數(shù)據(jù)極其龐大，若不對其進(jìn)行高效安全的管理，必定會增加企業(yè)的成本，降低工作效率。隨著信息時代的到來，對復(fù)雜龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理已經(jīng)成為可能。基于此，設(shè)計研發(fā)一套鉆井工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)已然成為鉆井行業(yè)的迫切需求。系統(tǒng)的開發(fā)使用不僅會改善工作效率，而且能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)的擴(kuò)展性較差，與此同時其高昂的維護(hù)成本也給許多小型企業(yè)帶來了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)壓力，而隨著近年來云計算的高速發(fā)展，則為該問題提供了一個全新的解決方案。迄今為止，“云”已經(jīng)被大多數(shù)的企業(yè)所接受，云計算讓海量數(shù)據(jù)存儲變?yōu)楝F(xiàn)實，云服務(wù)給企業(yè)提供云端服務(wù)，并可將企業(yè)的日常數(shù)據(jù)資料存儲在云服務(wù)器上，在有網(wǎng)的情況下就可以即用即取。傳統(tǒng)模式下，企業(yè)本地的系統(tǒng)會隨著時間的推移而過時，企業(yè)只能大修小補直至系統(tǒng)徹底廢棄，而在云服務(wù)平臺下，企業(yè)不再需要在維護(hù)方面增加額外的投入就可以實現(xiàn)系統(tǒng)升級，享用最新的功能組件。

1 研究背景

1.1 云服務(wù)

云服務(wù)資源是云服務(wù)向消費提供服務(wù)的根本，根據(jù)平臺的特征，分為IAAS（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PAAS（Platform as a Service，平臺即服務(wù)）、SAAS（Software as a Service，軟件即服務(wù)）。3種云服務(wù)的層次結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

1.2 面向服務(wù)架構(gòu)SOA

SOA服務(wù)架構(gòu)的特點是粗粒度和松耦合，服務(wù)與服務(wù)之間是通過接口進(jìn)行通訊的，但是沒有涉及到底層編程接口和通訊模型，采用SOA架構(gòu)的系統(tǒng)在應(yīng)對業(yè)務(wù)變化時具有更大的靈活性。SOA中的不同組件及工作流程如圖2所示。

2 基于云服務(wù)的鉆井工程設(shè)計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

鉆井工程設(shè)計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能模塊眾多，其中既需要管理海量的數(shù)據(jù)，尤其重要的還將涉及不同部門、不同地點之間的協(xié)調(diào)，這就要求鉆井工程設(shè)計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)能夠滿足協(xié)同辦公、具有較高的數(shù)據(jù)管理水平以及資源共享功能等，云計算的集中運算資源分布恰好滿足要求。基于云服務(wù)和SOA架構(gòu)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)分為基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層、石油云層、表示層、用戶層等。其系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)如圖3所示。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

研究給出的系統(tǒng)功能模塊設(shè)計如圖4所示。分析圖4可知，基于云服務(wù)的鉆井工程設(shè)計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對鉆井工程中的龐大數(shù)據(jù)進(jìn)行高效管理，系統(tǒng)按功能分為3個模塊。對此可展開分析論述如下。

（1）登錄模塊：主要用于登錄者的身份驗證。登錄時，需輸入符合系統(tǒng)規(guī)定要求的賬號與密碼，只有輸入正確時才能獲準(zhǔn)進(jìn)入系統(tǒng)。而根據(jù)登錄者的身份不同，所能操作的權(quán)限也各不相同。管理員可以對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和刪除等操作，而普通用戶還能對數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。

（2）管理員操作模塊：以管理員的身份登錄成功后，就可進(jìn)入管理員操作界面。管理員可以管理普通用戶，包括對其賬號、密碼、用戶名等信息的增刪改查等;同時，還可以對工程數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，即根據(jù)需求進(jìn)行工程數(shù)據(jù)的錄入、修改、刪除、查看等。管理員是系統(tǒng)的管理者，故擁有的權(quán)限也是最多的。

3）普通用戶操作模塊：以普通用戶的身份登錄成功后，就可進(jìn)入用戶操作界面。普通用戶只能查看工程中的各項數(shù)據(jù)，而并未被授予其他權(quán)限。

2.3 數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計

數(shù)據(jù)庫是整個軟件系統(tǒng)的后臺核心，設(shè)計一套簡單，完整的數(shù)據(jù)庫表是數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵工作。而數(shù)據(jù)庫概要設(shè)計中涉及的內(nèi)容就是：將整個鉆井工程中的業(yè)務(wù)流程抽取出來，加以分析，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類與整合，最終抽象成一張張的數(shù)據(jù)庫表。鉆井工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)由眾多模塊組成，分別是：用戶管理、井基本數(shù)據(jù)管理、井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)管理、井口裝置數(shù)據(jù)管理、鉆具組合數(shù)據(jù)管理、鉆井液設(shè)計數(shù)據(jù)管理、設(shè)備選型以及查詢?nèi)抗こ虜?shù)據(jù)等，其中的多個模塊間的功能則由井號來實現(xiàn)緊密聯(lián)系。通過對鉆井工程數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程進(jìn)行分析，針對系統(tǒng)需求，本次研究中設(shè)計部分的主要表字段具體如下：

（1）用戶信息（賬號，用戶名，密碼，身份）

（2）井基本數(shù)據(jù)信息（井號，井名，設(shè)計人，設(shè)計單位，設(shè)計時間）

（3）井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息（井號，套管名稱，固井時井眼尺寸，固井時的井深，套管尺寸，套管頂部深度，套管鞋深度，套管鞋所在層位，人工井底深度，回壓凡爾深度，一級水泥返高，二級水泥返高，分級接箍深度，套管扶正器個數(shù)）

（4）一開井口數(shù)據(jù)信息（井號，圓井或方井尺寸，圓井或方井深度，導(dǎo)管直徑，導(dǎo)管深度，鉆井液出口高度）

（5）二開井口數(shù)據(jù)信息（井號，防噴器型號規(guī)范，試壓壓力，30 min壓降，控制系統(tǒng)，節(jié)流管匯）

（6）鉆具組合數(shù)據(jù)信息（井號，序號，下入井深，起出井深，鉆具組合，備注）

（7）鉆井液設(shè)計數(shù)據(jù)信息（井號，開鉆次序，起始井深，終止井深，密度，漏斗粘度，API失水，泥餅，PH值，含砂量，高溫高壓濾失量，摩阻系數(shù)，靜切力初切，靜切力終切，塑性粘度，動切力，n值，K值，總固含量，膨潤土含量，鉆井液類型，鉆井液配方，處理方法與維護(hù)，備注）

（8）設(shè)備選型數(shù)據(jù)信息（井號，設(shè)備名稱，設(shè)備型號，負(fù)荷或功率，本井工作時間，累計工作時間，運轉(zhuǎn)情況，設(shè)備及零部件更換情況）

3 系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)

3.1 鉆井液設(shè)計工程數(shù)據(jù)管理

將數(shù)據(jù)庫中的井的基本信息全部展示出來，再通過翻頁、搜索、排序以及分頁功能方便管理員檢索出需要顯示的信息。管理員可對鉆井液設(shè)計工程數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改和刪除，添加界面如圖5所示。

3.2 井基本數(shù)據(jù)查看

在普通用戶操作模塊中，普通用戶只能對數(shù)據(jù)進(jìn)行查看，此外并無其他權(quán)限，查看井基本信息界面如圖6所示。

4 結(jié)束語

鉆井工程設(shè)計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)多會調(diào)用大量的數(shù)據(jù)信息，所以在設(shè)計系統(tǒng)的過程中要充分考慮其使用是否便捷，處理是否高效等多方面因素?；谀壳拜^為先進(jìn)的云服務(wù)以及SOA架構(gòu)的技術(shù)背景下，本文設(shè)計了基于云服務(wù)的鉆井工程設(shè)計數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)整體架構(gòu)，分別從基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層、石油云層、表示層、用戶層等來展開設(shè)計。接著通過對系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊設(shè)計、數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)主要功能研發(fā)等來進(jìn)一步完善該系統(tǒng)的整體技術(shù)解決方案，旨在實現(xiàn)企業(yè)鉆井工程的現(xiàn)代化，提高內(nèi)部員工的工作效率，從而使企業(yè)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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