油田生产所需化学药品管理系统的开发及其在录井中的应用
[贾鹏
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引用本文
贾鹏. 油田生产所需化学药品管理系统的开发及其在录井中的应用[J]. 录井工程, 2024,35(2): 28-33.
JIA Peng. Chemicals management system for oilfield production and its application in mud logging[J]. Mud Logging Engineering, 2024,35(2): 28-33.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2024.02.005
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JIA Peng. Chemicals management system for oilfield production and its application in mud logging[J]. Mud Logging Engineering, 2024,35(2): 28-33.
Doi:10.3969/j.issn.1672-9803.2024.02.005
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油田生产所需化学药品管理系统的开发及其在录井中的应用
作者简介：贾鹏 工程师,1989年生,2012年毕业于山东科技大学计算机科学与技术专业,现在中石化经纬有限公司胜利地质录井公司从事石油工程信息技术相关工作。通信地址：257064 山东省东营市东营区乐园路1号。电话：13561081397。E-mail：tianxiang198963@163.com
摘要
随着石油化工企业生产规模的不断扩大,所涉及的化学药品种类也越来越多,然而,由于化学药品的特殊性质和使用方法,化学药品的管理和使用存在一定的风险和隐患。目前录井专业领域还是采用传统的手工纸质台账的方式进行化学药品管理,存在管理效率低、药品追溯能力差、使用和监控不到位等问题。基于微信小程序,开发了一套化学药品管理系统,从软件设计和系统实现两个方面介绍了系统的总体架构、功能模块和技术实现等内容,并在录井现场开展应用测试。该系统通过手机或电脑终端实现了化学药品全流程生命周期的便捷化、精准化管理,提高了化学药品的管理效率和质量。
关键词:
化学药品; 管理系统; 微信程序; 药品使用; 药品监控 药品追溯
中图分类号:TE132.1
文献标志码:A
Chemicals management system for oilfield production and its application in mud logging
Abstract
With the continuous expansion of production scale in petrochemical enterprises, the types of chemicals involved are also increasing. However, due to the special characteristics and usage of chemicals, there are some risks and hidden dangers in the management and use of chemicals. At present, mud logging companies still adopt the method of traditional manual paper standing book for chemicals management, which has problems such as low management efficiency, poor chemicals traceability ability, and inadequate use and monitoring. Based on WeChat mini programs, a set of chemicals management system is developed. The system architecture, functional modules, and technical implementation are introduced from two aspects： software design and implementation. Application testing is conducted on the mud logging site. The system achieves the precise management of the whole process life cycle of chemicals through the mobile terminal, improving the management efficiency and quality of chemicals.
Keyword:
chemicals; management system; WeChat program; chemicals use; chemicals monitoring; chemicals traceability
0 引言
化学药品在钻井、录井、采油、集输等过程中大量使用, 是石油勘探开发的必需品。按照油田施工工艺化学药品可以分为4大类：钻井用化学品、采油用化学品、水处理用化学品和油气集输用化学品。到目前为止, 油田化学品已有70多类, 共3 000多种[1]。伴随着石油工业的发展, 化学药品的种类日益增多, 用量庞大, 有些具有毒性、易燃、易爆、腐蚀等特殊性质, 如果管理不善或使用不当, 可能会造成人员伤害、环境污染、财产损失等严重后果[2]。
录井专业领域常用化学药品包括盐酸、硫化氢、四氯化碳、乙醇等共8类, 部分具有易燃、剧毒、腐蚀等特性, 但目前还是沿用传统的化学药品管理方式, 主要依靠人工操作和手工记录, 不仅耗费人力和物力, 工作效率低, 且容易出现记录差错, 同时管理人员无法全面、及时了解各个录井队的化学药品状态。在安全性方面, 无法对即将过期化学药品的储存条件进行监控, 对已过期化学药品不能及时回收处理。
为解决这些问题, 本文充分利用移动端技术的便携性、高效性, 设计一套化学药品管理系统, 该系统利用手机APP实现了化学药品全流程生命周期的智能化管理, 提高了化学药品管理的信息化和数字化水平, 提升了化学药品的管理效率和质量。
1 需求分析
根据当前化学药品使用及管理流程, 对化学药品管理系统的目标用户、使用场景以及功能进行分析, 从而确定化学药品管理系统的用户需求及功能需求。
1.1 用户需求
化学药品主要用于录井分析化验项目, 而分析化验项目分为现场分析化验和基地分析化验, 主要存放和使用涉及录井作业现场和基地, 其用户主要包括使用人员和管理人员。使用人员主要需求是能够方便快捷地获取所需的化学药品, 了解化学药品的性质、危害和防控措施, 正确使用和处置化学药品, 保障分析化验的安全和效率。管理人员主要需求是能够有效地监管和控制化学药品的购买、存放、使用、废弃等过程, 实现化学药品的全生命周期管理, 预防和减少化学药品安全事故的发生。
1.2 功能需求
根据用户需求分析, 结合录井作业现场和基地化学药品管理的实际情况, 确定了以下系统功能需求。
（1）化学药品信息管理：系统能够录入、修改、删除化学药品的基本信息, 如名称、规格、纯度、使用说明书等, 以及化学药品唯一标识码。
（2）化学药品信息查询：系统能够根据不同条件, 如名称、标识码等, 快速查询化学药品信息, 并能够显示库存量、有效期等状态信息。
（3）化学药品柜管理：系统能够录入查询化学药品柜的基本信息, 如药品柜唯一标识码、队号、位置等, 并能够生成二维码或者条形码。
（4）化学药品出入库管理：系统能够通过扫描药品柜二维码或者条形码, 实现药品的出入库操作, 同时记录药品出入库时间、规格数据、负责人员等信息, 并进行审核和确认。
（5）化学药品过期提醒：系统能够根据预设的规则和阈值, 对即将过期的化学药品进行报警提示, 并能够发送通知给相关人员。
（6）化学药品统计：针对当前药品柜, 根据不同的使用场景和时间范围, 对化学药品进行统计分析, 如入库量、消耗量、剩余量等。
2 系统设计
2.1 系统总体架构
化学药品管理系统采用了微信小程序官方推荐的云开发模式, 即使用微信提供的云函数、云数据库、云存储等服务来实现小程序的后端逻辑和数据处理, 无需自建服务器和数据库[2]。该系统的总体架构如图1所示。从图中可以看出, 化学药品管理系统主要由微信小程序、交互层、业务层、数据层、数据库5部分构成, 具体功能和实现手段如表1所示。
 | 图1 化学药品管理系统总体架构 |
 | 表1 化学药品管理系统的功能与实现手段 |
2.2 系统模块设计
基于微信小程序平台, 利用微信提供的开发工具和接口, 实现化学药品的管理和查询功能, 根据需求分析, 化学药品管理系统主要包括用户管理、药品信息管理、药品柜信息管理、药品流程管理、药品安全管理、药品统计6个模块, 其功能如表2所示。
| 表2 化学药品管理系统功能模块 |
2.3 系统数据库设计
系统数据库结构是指对基于微信小程序的化学药品管理系统所需的数据进行设计和描述, 以明确系统的数据组织和关系。本系统使用微信提供的云数据库服务来实现数据存储, 使用My SQL关系型数据库模型来组织数据结构, 并使用My SQL的查询语言来操作数据。
按照各个功能模块, 梳理该系统数据结构, 对数据库中的集合和字段进行设计, 从而满足系统数据的存储、查询需求。集合是指云数据库中存储一类数据的容器, 相当于关系型数据库中的表。集合中的每条记录都是一个JSON对象, 可以包含不同类型的字段。本系统共设计了4个集合, 如表3所示。
| 表3 数据库中的集合设计 |
根据明确的集合进行各个集合的字段设计, 字段是指云数据库中记录的属性, 相当于关系型数据库中的列。字段可以是不同类型的值, 如字符串、数字、布尔值、数组、对象等。
2.4 接口规范设计
接口规范设计是指对云函数中提供给小程序端调用的接口进行设计, 以满足系统的业务逻辑和数据交互需求。接口规范主要包括接口设计、入参设计和出参设计3部分。接口是指云函数中定义的一个函数, 可以在小程序端通过wx.cloud.callFunction方法来调用, 接口需要有一个唯一的名称, 以及一个入参和一个出参[4]; 入参是指小程序端调用云函数时传递给云函数的参数; 出参是指云函数执行完毕后返回给小程序端的结果。通常入参和出参是一个JSON对象, 可以包含不同类型的字段。
3 系统实现
3.1 开发环境的选定
在系统设计和实现中, 结合使用场景和适用性, 选择了微信云开发模式, 系统开发应用到的工具为微信开发者工具, 主要原因是：
（1）云开发模式无需搭建服务器, 只需使用平台提供的各项能力, 即可快速开发业务。
（2）无需管理证书、签名、密钥, 直接调用微信API。复用微信私有协议和链路, 保证业务安全性。
（3）存储数据和文件采用云数据库和云存储, 支持在小程序端和云函数调用, 云端文件存储, 自带CDN加速, 支持在前端直接上传和下载, 可在云开发控制台可视化管理。
（4）云函数在云端运行的代码, 微信私有协议天然鉴权, 开发者只需要编写自身业务逻辑代码。
（5）扩展能力好, 在静态网站中可以实现快速部署网络, 支持自定义域名, 网站防刷等配置; 在内容管理（CMS）中可以实现一键部署, 可视化管理文本、图片等内容, 使用云数据库读取数据并使用数据[5]。
3.2 系统前后端实现原理
系统采用前后端分离的架构, 前端基于微信小程序框架, 使用JavaScript实现前端逻辑, 微信小程序提供的WXML和WXSS技术对前端页面布局。系统后台管理端使用PHP编写, 数据库采用My SQL数据库。前端与后台服务器之间的数据交互主要采用JSON格式, 保证了系统的高效性和可扩展性。
系统前端实现是对本系统的用户界面层进行编码和测试, 通过使用微信提供的WXML和WXSS语言来描述页面结构和样式, 使用JavaScript语言来编写页面逻辑和事件处理。各语言功能描述如表4所示。
| 表4 编码和测试用户界面层的语言功能描述 |
系统后端实现是对本系统的逻辑层进行编码和测试, 使用微信提供的云函数服务来实现后端逻辑, 使用JavaScript语言来编写云函数代码, 并使用微信提供的API来调用云数据库和云存储服务。云函数是在微信云端运行的函数, 可以实现小程序的后端逻辑, 无需自建服务器和数据库。云函数使用微信提供的API来调用云数据库和云存储服务, 也可以调用第三方服务, 在小程序前端通过wx.cloud.callFunction 方法来调用[5]。
3.3 软件系统功能
软件系统功能主要分为手机前端和后台管理端两部分, 其中手机前端功能模块主要是与用户客户端进行交互; 后台管理端功能模块主要是针对管理人员及每个录井队的化学药品进行统计管理。系统功能流程如图2所示。
 | 图2 化学药品管理系统功能流程 |
3.3.1 系统前端功能模块
系统前端主要为现场小队人员使用, 主要功能包括系统登录、药品列表、药品领取/使用、电子签名。
系统登录界面是为用户提供与系统交互的界面, 采用极简设计风格, 首页由搜索框、扫码图标和查询按钮3个控件构成。扫码时可以通过微信自带的“ 扫一扫” 直接扫码, 也可以通过点击“ 扫码” 图标进行扫码。扫码登录成功后, 用户可以通过下拉、选择、手写等操作完成该药品柜的药品管理工作。药品列表功能可以查看当前药品柜的药物信息, 包括药品名称、规格、库存数量以及各类药品的使用说明书; 同时可以添加、删除该药品柜的药品。药品领取/使用功能可以选择某一类化学药品进行领取、使用操作, 在领取使用操作时, 需要填写领取的药品名称、保管人姓名、使用途径、领取人姓名、领取数量以及使用时间等信息, 点击记录可以查看详情。电子签名功能是在领取、使用化学药品时, 需要保管人和使用人进行签名确认方可, 从而规范使用流程。应用电子签名不仅更加便捷、节约成本, 而且还可以确保化学药品全流程及全痕迹管理。系统前端功能模块如图3所示。
 | 图3 化学药品管理系统前端功能模块 |
3.3.2 系统后台管理端功能模块
系统后台管理端针对管理员用户开发设计, 主要功能包括系统登录、控制台、化学药品分类、药品柜管理和药品监控预警, 实现了化学药品的种类管理、药品信息管理、药品统计、药品监控预警等功能。
控制台可在后台查看每个药品柜的使用情况, 包括药品领取/使用时间、数量、药品名称、保管人及使用人签名等信息。化学药品分类功能通过后台添加化学药品种类, 包括药品名称、药品单位、药品说明书, 只有后台包含的药品, 才能通过小程序前端领取、使用。药品柜管理功能是以仪器编号为单位, 针对药品柜进行添加、删除等操作, 添加成功后生成唯一的药品柜标识以及二维码。
药品监控预警功能可以实时监测药品存储状态, 针对现场小队现有即将过期的化学药品, 系统将给使用人员通过电话进行短信提醒, 达到预警效果, 从而提高化学药品安全性。系统后台管理端功能模块如图4所示。
 | 图4 化学药品管理系统后台管理端功能模块 |
4 应用效果
2022年11月化学药品管理系统初步在胜利地质录井公司东营录井部进行现场测试应用, 截至2023年6月, 在现场52个录井队134口井进行了现场应用, 结果表明该系统在性能、功能、安全方面均符合预期要求。
该系统在胜利地质录井公司承担的牛页一区实验井组施工中发挥重要作用。牛页一区实验井组作为胜利油田济阳坳陷页岩油国家级示范区, 采用“ 井工厂” 全新的施工模式, 由一个录井队承担4台井口批钻同时施工的资料录取工作, 录井队面临“ 人员少、任务重” 的情况。在4口井同时施工过程中, 现场化学药品管理人员通过移动端设备可以实时查看药品的详细领取、使用清单, 从而更加全面、及时地了解药品库存数量, 为药品领取提前做好计划; 同时东营录井部化学药品管理员每天通过录井化学药品管理系统管理端实时监控录井队药品库存和过期情况, 当发现药品库存即将不足时, 提前做好领取计划, 不仅及时补充了库存, 还减轻了现场人员的工作量, 提高了车辆资源利用率。此外, 该系统为各类化学药品提供了化学药品的说明文档, 现场工作人员通过手机端点击各类化学药品说明文档, 即可在线查看该化学药品的化学性质、使用注意事项、安全操作指南等, 帮助现场人员正确使用和处理化学药品, 减少事故发生的可能性。
该系统的成功研发优化了公司化学药品的资源配置, 提高了药品管理的效率和准确性, 减轻了录井队的工作负担, 优化了现场工作量。实现了化学药品的信息化和数字化管理, 保证了化学药品的质量和安全。该系统适用范围广, 应用便捷, 还可以开辟新的应用范围, 如钻井、采油等施工现场, 应用前景广阔。
5 结束语
通过分析当前药品管理存在的问题和不足, 阐述了化学药品管理系统的设计理念和实现方法, 包括系统的总体架构、功能模块和技术实现。化学药品管理系统在现场的应用效果表明, 该系统利用手机微信或电脑终端, 实现了化学药品的全流程生命周期的智能化管理, 包括化学药品的信息录入、查询、出入库、报警、统计等功能, 极大提高了化学药品管理的效率和质量, 降低了化学药品管理的成本和风险。
编辑 孔宪青
参考文献
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