基于PDM的井下工具系统集成研究

吴茂娜

（中石化石油工程地球物理有限公司 华东分公司，南京 211100）

基于PDM的井下工具系统集成研究

吴茂娜

（中石化石油工程地球物理有限公司 华东分公司，南京 211100）

井下工具在石油开采行业具有重要的作用。针对井下工具提出了以PDM为基础的井下工具集成总体模型，重点讨论了怎样在PDM的环境下建立配置井下工具分析环境，为井下工具设计与PDM的集成提供了解决方案，对减少井下工具的开发周期，提高设计的准确性有一定的意义。

井下工具；PDM；系统设计

井下工作通常存在工作效率低，设备在各个阶段的使用过程中独立性强，工具之间的交互作用弱，引起了不一样的信息，从而不利于井下工具系统设计的进行等情况。因此，为了提高井下工具设计水平，提高生产效率，压低成本，开展井下工具系统集成具有重要意义，计算机辅助维修性设计在井下工程活动的开展意义很大，PDM作为一项管理产品相关数据的技术[1]，为井下作业提供了很好的集成平台，此平台在完成井下设计工具的集成的同时，仍然能实现CAX工具的集成，包括信息集成、功能集成和过程集成[2-3]。本文在对井下工具特点和结构进行分析的基础上，利用PDM系统设计并开发了产品图纸信息自动提取工具。从而针对井下工作通常存在工作效率低问题得到了很好的解决，并取得了很好的应用效果。

1 集成模式及框架

1.1 主要集成模式

在井下工具集成过程中，通常用到的主要的集成模式有封装、接口和紧密集成等[4]，下面利用井下工具对主要的几种模式模式开展分析。

接口模式：在井下工具具有访问其内部数据的接口函数时，用户可以综合利用井下工具的库函数以及PDM系统中自带的API 函数开发出相对唯一和独立存在的接口程序，以保证系统数据相互之间的传输。封装模式：当井下工具只具有唯一的一个可执行文件时，通常采用PDM系统对工具开展容易的封装以便实现两者的集成，但是PDM系统仅仅可以进行工具所生成文件的管理，但是对于里面明确的数据不能开展操作。紧密集成：紧密集成是井下工具与PDM系统之间最佳的集成模式，它是在基于井下工具的源程序基础上调用相应的API 函数，从而实现再开发，在互动的共享信息模型的基础上，完成井下工具与PDM系统数据交互工作，从而得到满意的集成效果。

1.2 系统的集成框架

在井下工具信息的集成过程中，采用PDM可以分为两个方面[5-7]：①PDM系统内部存在的井下工具信息的集成，当PDM内部具有较为简单的数据来源时，数据的集成和共享就会变得非常容易，此时更容易实现。②PDM 与井下工具相关信息集成，井下工具具有其他的数据接口时，可以通过PDM与其他接口进行数据的交互使用，实现相关信息的集成和模块的互相操作。

系统的集成接口是由数据接口和过程接口两个部分所组成的：在数据转换格式不一致时，通常采用数据接口进行解决，从而确保系统数据具有信息流相对比较准确；当需要PDM系统和外部系统之间进行互操作时，系统融合就显得非常关键，此时过程接口就可以达到目的。

1.3 基于PDM的井下工具集成方案

1.3.1 环境配置

井下工具设计与分析的的主要任务是对井下工具的设计与分析、对应的结果的审核、后期的发布共享。在 PDM 系统中配置井下工具分析环境，关键是依据井下工具组织结构定义合适的用户、组和角色。整个系统在具有一个系统管理员基础上，可以配备多个用户或者对应的组，组和用户之间互相交叉，一个用户可以由多个组组成，一个组也可以由多个用户，通过这样的角色变换和配置来实现对数据的访问。

为了更好地在PDM 中开展井下工具设计分析工作，同时不与产品开发人员的组织结构相产生冲突，在分析环境中给予了设计组、审核组与发布组等虚拟的工作组。定义了真实姓名、主要职务和兼任职务三个属性，可将用户和系统以及可靠性井下工具专项组中的人员相对应，同时也需要进行井下工具设计与分析创建查看人员、设计人员、审核人员、批准人员及项目负责人等职务，每个职务具有不同的操作权限和任务。1.3.2 基于 PDM的井下工具集成

井下工具信息主模型是指在结构上能清楚地表达这些信息的关联，集成了产生命周期内与维修性有关的所有信息的逻辑组织，用户能够根据模型完成其任务，整个数据的产生和修改都在这个模型中产生，不可以通过操作系统进行直接操作，从而保证了数据的一致性和安全性，避免了数据的重复性。

主要的井下工具相关信息主要有三类：一是文字文档类信息，包括大量文字报告、检测报告、报表等信息，能够通过业务对象对基本属性开展详细的叙述，再将具体的数据对象和它进行对应的关联；二是属性类信息，只需要非常普通的属性就可以将信息表达明白，主要有井下工具生产时间、故障率等各种数据单元类的属性；三是井下工具任务类，通常在定义和阐述井下工具任务时会采用业务对象，接着有一组井下工具任务仿真相关的文件在分层的文件夹与业务对象相关联，从而对井下工具仿真进行支持。所有的井下工具的相关信息在PDM中均是由产品结构树来实现组织的，让产品结构树的零部件和相关的信息（与业务对象关联）产生对于的相关关系，从而让信息结构化、层次化。

图1是PDM 环境下基于产品结构树的井下工具集成模型，此模型不仅可以集成井下工具在运行各阶段相关的所有信息，同时通过在此模型基础上开展一系列的设置，能够形成一些反馈信息，将这些信息成图，可以满足生产的需求。

图1 基于PDM的井下工具集成模型

2 结论

对井下生产工具与PDM系统集成的三种模式开展了分析，重点针对如何在 PDM 环境下队井下工具设计分析环境进行配置开展了分析，同时建立了基于PDM的井下工具信息主模型。本工作不仅为为井下工具设计与PDM的集成提供了解决方案，同时为提高井下工具设计水平、提高生产效率、压低成本均具有指导性意义。

[1] 黄金波，杜晓明，刘安清，等.维修性设计工具与PDM系统的集成技术研究[J].微计算机信息，2007，23（18）：13-15.

[2] 丁伟.用Visual Basic对AutoCAD进行二次开发[J].计算机辅助设计与制造，2001（4）：68-70.

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[4] 徐志磊，尚林盛.国内外制造业发展趋势[J].航空制造技术，2003，（10）.

[5] 葛旺生.模具 C A D/C A M 一体化教学探索与实践[J].广西轻工业，2009，（4）.

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[7] 毛君，徐广明，罗丁.协同开发环境中的 CAD/CAM集成系统研究[J]微计算机信息，2004，（10）.

Research on integration of downhole tool system based on PDM

WU Mao-na

Down-hole tools play an important role in the petroleum mining industry.According to the integrated model of downhole tools based on PDM，this paper focuses on how to establish the analysis environment of downhole tools in PDM environment，provides a solution for the integration of downhole tools design and PDM，and has a certain significance to reduce the development cycle of downhole tools.

underground tools；Pdm；PDM；system design

TE92

A

1003–6490（2017）05–0234–02

2017–04–04

吴茂娜（1975—），女，贵州毕节市人，助理工程师，主要从事仪器设备管理工作。