Опыт создания и ведения комплексной геоинформационной системы в ОАО «Газпромнефть - Ноябрьскнефтегаз»
Козориз М.Д., Коноплев П.А., Скрипников А.В.
ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз»)
Лаврусь В.П.
ОАО НК «Русснефть»
В настоящее время компьютерная и близкие к ней отрасли интенсивно развиваются, а сферы их применения и установочная база расширяются. Все более актуальными становятся корпоративные ГИС, интегрированные с системами управления ресурсами предприятия, а системы уровня одного управления (департамента) постепенно отходят на второй план. ГИС становится важной или даже ключевой составляющей целостной ИТ системы, обслуживающей многих пользователей. Растет понимание и принятие ценных возможностей, которые предоставляет пространственный подход к сбору, обработке и анализу информации. Это особенно актуально для нефтегазодобывающих предприятий, инфраструктура которых включает в себя сотни и даже тысячи километров трубопроводов, автодорог, линий электропередач, обширные площадки. Рациональное природопользование – это, в первую очередь, оптимизация (по возможности минимизация) затрат на обустройство и эксплуатацию нефтегазовых месторождений, так как известно, что эффективное управление ресурсами предприятия является главным аргументом выживания компании в сложной конкурентной борьбе.
Эта задача является ключевой в системе управления компанией (корпорацией) поскольку она носит комплексный характер и тесно связана со всеми аспектами жизни компании.
Первоначально на предприятии ОАО «Газпромнефть - Ноябрьскнефтегаз» технология предоставления цифровой пространственной информации для расширенного круга пользователей выполнялась путем терминального доступа к электронным схемам месторождений [1].
Терминальный доступ – вариант сетевого доступа, позволяющий без установки специализированных программ и использованием сетевых каналов минимальной пропускной способности работать в полнофункциональном режиме со специализированными программными комплексами и большими объемами информации. В нашем случае обеспечивается работа с комплексом MapInfo Professional, который оперирует пространственными и табличными данными.
На основе маркшейдерских, геодезических материалов и базы геопространственных данных отдел ГИС подготавливает электронные схемы месторождений ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз» и размещает их в формате MapInfo на терминальном ГИС-сервере с операционной системой Windows Server 2003 в ГИС MapInfo Professional. Сетевым клиентом является стандартная служебная программа связи Windows XP Professional «Подключение к удаленному рабочему столу». Технологическая схема организации информационных потоков, регламентирующая порядок ввода, обработки и адаптации, формирования материалов для печати, предоставления доступа к данным, внутреннего движения данных согласно этапу обработки, показана на рисунке 1.
Рисунок 1. - Организация информационных потоков.
Используя систему терминального доступа к электронным схемам месторождений ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз», пользователь с помощью функций ГИС MapInfo Professional может [1]:
- визуализировать схемы месторождений с промышленными площадками, автодорогами, трубопроводами, линиями электропередач (ВЛ), и иными объектами инфраструктуры нефтедобычи;
-измерять длину линейных коммуникаций, расстояние до объекта по дорогам, площади промышленных площадок;
-создавать и редактировать таблицы на основе схем месторождений;
-формировать тематические карты;
-распечатывать схемы;
-подготавливать электронные документы в формате Adobe PDF.
Работа терминального доступа показала недостаточность информационного наполнения базы данных объектов в части специализированной технической информации. Простое расширение информационного наполнения привело бы к информационной перегруженности этой системы. Отсутствие единой обобщенной информационной базы об объектах инфраструктуры затрудняет управление бизнесом, а порой порождает некорректные управленческие решения.
В связи с этим была осуществлена разработка автоматизированной системы принятия управленческих решений «ЛЭП и ЭО» (на примере линий электропередач и электрооборудования). В основу системы легли формы отчетов, разработанные в формате EXCEL специально для контролирующих и эксплуатирующих организаций.
В настоящее время отдел ГИС внедряет новую технологию предоставления цифровой пространственной информации службам компании для принятия управленческих решений - разграниченный терминальный доступ к электронным картам и банку данных месторождений. В качестве пилотного проекта была внедрена информационная система управления объектами энергообеспечения «ЛЭП и ЭО».
Остановимся на основных этапах разработки информационной системы управления объектами энергообеспечения ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз».
На первом этапе создавалась картографическая основа информационной системы управления. Исходной информацией для этих работ послужили различные данные:
- материалы съемки с космических аппаратов (КА);
- 21 панхроматический снимок с КА SPOT 5с разрешением на местности 2,5м (июль-сентябрь 2005 г.) [2];
- топографические карты масштаба 1:25000, 1:50000 и 1:100000 в совокупности с данными геодезической съемки масштабов 1:500-1:10000 выполненных с помощью спутникового оборудования.
По материалам фотосъемки (на места техногенной нагрузки) были созданы цифровые ортофотопланы масштаба 1:18000. На этом этапе также была сформирована цифровая модель рельефа местности (ЦМР) в формате USGS DEM с размером ячейки 100 м, полученная по картографическим материалам масштабов 1:25000 – 1:200000. Путем векторизации ортофотопланов и растровых топографических карт, а также обработки результатов геодезических съемок линейных (трубопроводы, автодороги, ВЛ) и площадных инженерно-технических объектов нефтедобычи (кустовые площадки, разведочные скважины, площадные технологические объекты) были созданы цифровые топографические карты на территорию каждого месторождения.
Второй этап включал полевое обследование территорий с целью уточнения данных об использовании и функциональном назначении объектов энергообеспечения, отображенных на цифровой карте, для формирования семантической информации, а также полевые наземные съемки масштабов 1:500 – 1:5000 с координатной привязкой вновь построенных объектов энергообеспечения с помощью спутниковых навигационных приемников.
На третьем этапе разрабатывался банк данных, состоящий из ряда специализированных баз данных по каждому виду объектов инженерной инфраструктуры объектов энергообеспечения с привязкой их к конкретным объектам цифровой топографической карты с помощью индивидуального ключа-идентификатора. Пользовательские базы данных включали следующие табличные формы (рисунок 2) на объекты ВЛ, КТПН, ЗРУ, подстанции [3]:
- технический паспорт объекта;
- график планово-предупредительного ремонта (ППР);
- график капитального ремонта;
- ремонтная карта оборудования и проведенных испытаний;
- результаты тепловизионного обследования (ТВО).
В банк данных включались результаты обследований и графиков ремонтов за 2007, 2008, начало 2009 гг.
Также был разработан ряд специализированных приложений на MapBasic позволяющих [3]:
- обеспечивать связь между элементами банка данных и объектами энергообеспечения на ЦТК;
- вводить одновременно исходную информацию в банк данных нескольким пользователем, а также загружать в базы данных информацию в форматах «CDR», «JPG», «PDF»;
- формировать отчеты по каждому из объектов (подстанции, ВЛ, ЗРУ, КТПН): ППР за год, за месяц; общий план текущего ремонта; фактически выполненные ремонтные работы за год, за месяц; фактически выполненный углубленный осмотр (ТВО) за год, месяц; план ППР, невыполненный в предыдущем периоде; план капитального ремонта на год; фактически сделанный капитальный ремонт за год; баланс объектов по количеству условных единиц трудозатрат и норм численности на обслуживание электрических сетей и сетевых предприятий с последующим сохранением их на компьютере пользователя.
Система обладает процедурой защиты от несанкционированного использования информации – доступ к чтению данных и их редактированию разграничен по категориям пользователей и осуществляется по паролю. Имя пользователя строго привязано к IP адресу удаленного персонального компьютера (автоматизированного рабочего места).
Четвертый этап состоял в отладке системы, внесением в нее изменений:
- был разработан дополнительный модуль оформления отчетов из табличных форм (устанавливался на ПК пользователей) в программе Microsoft Excel в связи с ограничением политики безопасности на терминальном ГИС-сервере в целях сохранения целостности базы было запрещено копировать и редактировать информацию;
- была разработана процедура псевдовыделения выбранного объекта (окраска выбранного объекта в определенный цвет);
- модернизированы специализированные процедуры открытия таблиц MapInfo, усечено основное меню и запрещены «горячие» клавиши MapInfo Professional;
-была разработана процедура завершения работы сеанса при некорректном использовании ГИС MapInfo Professional при появлении сообщений об ошибках;
-для сохранения конфиденциальности информации, а также для установления ответственности пользователей за изменение информации была введена модернизированная процедура регистрации пользователей с ведением специальных протоколов (LOG-файлов) по каждому из них, доступ к которым имеет только администратор системы.
- была разработана процедура нанесения микротекстовой надписи в левом верхнем углу окна карты (название компании, имя пользователя и IP-адресс компьютера также для сохранения конфиденциальности информации.
Завершающий этап включал обучение специалистов и техническое сопровождение работы информационной системы управления объектами энергообеспечения.
Разработанные программные модули позволяют автоматизировать:
- ввод семантической информации в базы данных по объектам;
- быстрый поиск объекта по выбранному уникальному идентификатору, а также комбинация сложных критериев для поиска объектов энергообеспечения;
- создание отчетов, технических паспортов, чертежей, графиков, карто-схем на основе хранящейся в базах данных графической и семантической информации;
- формирование графика планово-предупредительного, текущего и капитального ремонта объектов энергообеспечения;
- проектирование расположения новых элементов системы энергообеспечения;
- интеграцию в ГИС-проект графических фрагментов объектов энергообеспечения, выполненных в графических редакторах Adobe Photoshop, CorelDraw, редакторе Adobe Acrobat.
Система технического обслуживания и ремонта (ТОиР) энергомеханического оборудования на территории месторождения представляет собой комплекс взаимосвязанных средств, документации для технического обслуживания (ТО), диагностирования и ремонта, необходимых для поддержания и восстановления работоспособности оборудования, входящих в эту систему.
Основными объектами энергообеспечения, на которые распространяется система технического обслуживания и ремонта являются:
- воздушные линии электропередачи (ВЛ) напряжением 6 кВ, 35, 110 кВ;
- кабельные линии электропередачи (КЛ) напряжением 0,4 кВ, 6 кВ;
- понижающие подстанции напряжением 35, 110 кВ;
- трансформаторы силовые напряжением 35/6 кВ;
- выключатели масляные напряжением 35 кВ (линейный, секционный);
- разъединители напряжением 35 кВ;
- измерительные трансформаторы на напряжение 6 кВ, 35 кВ;
- измерительные трансформаторы тока;
- распределительные устройства напряжением 6 кВ;
- ячейки и выключатели масляные напряжением 6 кВ;
- разрядники;
- комплексные трансформаторные подстанции напряжением 6/0,4кВ;
- другое вспомогательное оборудование.
Система ТОиР энергомеханического оборудования предусматривает следующие виды плановых работ:
- осмотры (О), углубленные осмотры (ОУ) и ТО;
- текущий ремонт (Т);
- капитальный ремонт.
Для учета оборудования, осуществления диспетчерского контроля работоспособности системы энергообеспечения, а также выполнения ремонтных работ разработана автоматизированная система технического обслуживания и ремонта. Основными элементами системы являются:
- отдельные информационно-измерительные комплексы – ИИК точек измерения электроэнергии, точек измерения тепловой энергии;
- информационно-вычислительные комплексы (сервер, автоматизированное рабочее место диспетчера, специализированное ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo» на базе архитектуры «клиент-сервер» и операционной системы Windows 2003 Server/XP);
- компьютерные базы данных по объектам энергообеспечения;
- цифровая модель территории месторождения нефти со всеми имеющимися инженерными коммуникациями и объектами энергообеспечения;
- нормативно-техническая документация по проведению плановых и ремонтных работ на объектах энергообеспечения;
- геоинформационная система MapInfo, для оптимизации работы с графической базой данных;
- комплекс прикладных программ «ЛЭП и ЭО», позволяющий работать совместно с графической информацией и базами данных.
Сущность всех процессов управления системой электроснабжения и приемники электрической энергии основана на управляющих воздействиях (рисунок 3). Основным из них является оперативно-производственное планирование ТО и ремонтов электрооборудования на основании разработанной выше стратегии ТОиР.
Блок контроля осуществляет сбор, преобразование, хранение и передачу информации, полученной с объекта управления путем осмотров, обходов, диагностических обследований, в том числе с использованием систем телемеханики, а также информации, содержащейся в базе данных. Функции блока контроля реализуются центральной диспетчерской службой и диспетчерскими производственно-энергетическими службами (ПЭС).
Блок задания осуществляет хранение и передачу информации, которая включает в себя все необходимые элементы (стандарты государственные, отраслевые и предприятия; соответствующие нормы и правила; справочные и прочие данные) информационного обеспечения принятой стратегии ТОиР.
Рисунок 3. – Схема управления системой энергоснабжения.
Блок рассогласования осуществляет преобразование и хранение информации, поступившей от блока контроля и блока задания в соответствии с математическими моделями, построенными на базе стратегии проведения технических обслуживаний и ремонтов нефтепромыслового электрооборудования. Результатом преобразования информации являются задания на проведение ТО, ремонтов в соответствии с графиком плановых и внеплановых (по результатам диагностического обследования) ТО и ремонтов.
Блок регулирования осуществляет ремонтные воздействия на объект управления (проведение ТО, текущих и капитальных ремонтов), выполняемые ремонтными бригадами, ПрЭО и базой по ремонту электрооборудования.
По существу рассмотренная схема управления (рисунок 3) включает в себя все основные элементы обобщенной стратегии ТОиР нефтепромыслового электрооборудования и дает научно - обоснованную базу для организации обслуживания электрических сетей и электрооборудования нефтегазодобывающих предприятий.
Система технического обслуживания и ремонта обеспечивает выполнение следующих функций:
- хранение данных об измеренных величинах и служебной информации в специализированном банке данных, отвечающему требованию повышенной защищенности от потери информации и от несанкционированного доступа в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo»;
- передача коммерческой и контрольной информации в организации, обслуживающие энергомеханическое оборудование;
- прием/передача коммерческой и контрольной информации в ОАО «Газпромнефть-ННГ» в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo»;
- диагностика (анализ функционирования технических средств и оборудования и фиксация факта неисправности с указанием времени, места, вида и причины возникновения нарушения);
- регистрация, мониторинг событий в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo»;
- оценка ситуации и принятие управленческих решения;
- составление и контроль баланса энергоресурсов по предприятию в ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo».
Техническая структура отдела ГИС представлена на рисунке 4.
Рисунок 4. – Техническая структура отдела ГИС.
Среди основных работ, выполняемых отделом ГИС, можно выделить следующие:
1. Построение топографических планов горных отводов на территорию деятельности ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз».
2. Построение схем водоохранных зон.
3. Уточнение границ лицензионных участков и горных отводов месторождений, подсчет их площадей.
4. Точное установление принадлежности территорий месторождений различным субъектам Российской Федерации (республикам, областям, краям, автономным областям и округам, городам федерального значения).
5. Паспортизация (установление длины трубопроводов, линий электропередач, автодорог, площади кустовых площадок и площадок технологических объектов, числа объектов).
6. Обмен пространственными данными с различными анализирующими и моделирующими системами, включая глобальные корпоративные базы данных (например, модули OISMap и OISPipe OilInfoSystem), системами паспортизации трубопроводов и анализа текущего состояния трубопроводного фонда (например, системы «Экстра», OISPipe), системы управления электрическими цепями (например, SCADA).
7. Инвентаризация, мониторинг нарушенных и загрязненных земель (определение пространственного положения, размеров, возможность минимизации штрафных санкций за счет оптимизации площадей).
8. Прогнозирование защитных мероприятий на территории месторождений.
9. Оперативный выпуск тематических карт различной направленности, подготовка экспликаций и документации.
10. Предпроектная проработка геолого-разведочных работ и эксплуатационного разбуривания месторождения, капитального строительства на нем, включая строительство объектов связи (радиорелейные вышки, антенные мачты).
11. Поддержка принятия решений при вводе в эксплуатацию новых месторождений (оценка охранных зон магистральных нефте-, газо- и продуктопроводов, высоковольтных линий электропередач, федеральных авто и ж/д дорог, границ плановой застройки городов и поселков).
12. Составление структур линеаментного анализа, определение динамически напряженных зон с использованием дистанционных методов зондирования Земли.
В заключении приводятся основные достоинства ПО «ЛЭП и ЭО» на основе ГИС «MapInfo»:
1. Повышение информативности, визуализации и наглядности для принятия управленческих решений.
2. Оперативная оценка ситуации и принятие решения в более короткие сроки, благодаря быстрому доступу к актуальным картам и информации из банка данных.
3. Единая база данных для хранения информации об объектах с возможностью ограниченного доступа, а как следствие сокращение затрат на:
- сбор данных и процедуры автоматизации, хранение данных;
- повышение надежности и безопасности хранения;
- возможность долгосрочного мониторинга событий;
- выявление динамики;
- моделирование и прогнозирование.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лаврусь В.П., Литус И.И., Коноплев П.А., Скок И.Г., Козориз М.Д. Геоинформационная система ОАО «Сибнефть-Ноябрьскнефтегаз» [Текст]//Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации.-2006.№5(57).-С.42-46.
2. Лаврусь В.П., Беленов А.В., Коноплев П.А. Ориентирование блока космических снимков SPOT-5 по материалам сейсморазведки [Текст] //Геопрофи.-2006. №5.-С.54-58.
3. Середович В.А., Дубровский А.В., Скрипников А.В. Разработка автоматизированной системы работы с базами данных объектов энергообеспечения месторождений нефти и газа [Текст]//Сборник научных трудов IV Международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2008». Том 2, Ч.1. СГГА, Новосибирск-2008.№5(57).-С.42-47.
RSS
Реклама
