摘 要

固井作业是整个钻井施工中重要的组成部分，固井质量的好坏直接影响油气勘探开发的顺利进行。研制开发固井优化设计软件，能够更加有针对性地科学地进行固井设计，显著地提高设计速度，保证固井成功率，提高固井质量。本课题的工作目标——基于JavaEE的固井优化主控软件设计，实现调用固井优化软件的相关子功能模块，可将该软件开放给更多研究人员使用，并方便维护和管理。

本文分析了固井优化软件系统的功能性需求和非功能性需求，将系统划分为四个功能模块：数据管理模块、固井设计数据模块、计算功能模块、系统管理模块。根据固井优化软件的需求实现对系统的总体设计，依次对系统框架和主要功能模块进行了详细设计，分析了固井优化设计的业务实现流程，通过对固井优化软件系统的实体-联系图(Entity Relationship Diagram，E-R图)和数据表设计实现了数据库的详细设计。

在此基础上，进行了固井优化软件的开发与系统实现。系统采用浏览器/服务器（Browser/Server，B/S）架构设计、SSM（Spring、SpringMVC、Mybatis）框架进行开发，实现界面显示与业务逻辑的分离。采用分层架构的思想，由Spring MVC实现表示层、Spring实现业务层、Mybatis实现数据持久层。使用Eclipse搭建开发环境，进行了系统框架的开发，完成了系统的用户登录、用户管理以及数据管理模块的功能和数据持久层的实现，满足了基于JavaEE的固井优化主控软件的功能要求。

关键词：固井优化设计；JavaEE；SSM框架；Mybatis

Abstract

Cementing operation is an important part of the whole drilling construction, cementing quality directly affects the smooth progress of oil exploration and development. Cementing optimization design can improve the cementing success rate and cementing quality, so as to ensure the smooth construction. Based on JavaEE's cementing optimization master software design, the related sub-function module of the cementing optimization software is realized, which can be open to more researchers and facilitate the maintenance and management of the system.

This paper analyzes functional requirements and nonfunctional requirements of the cementing optimization software system, and divides the system into four functional modules: data management module, cementing design data module, calculation function module and system management module. According to the demand, this paper has carried out the overall design of the system, completed the design of entire system architecture and functional modules, analyzed the business realization process of cementing optimization design, and completed the detailed design of the database through the design of E-R diagrams and data tables.

Based on the above, the development of cementing optimization software and the realization of system are completed. The system uses B/S architecture to design, SSM framework for development, to achieve the separation of interface display and business logic. Using the idea of hierarchical architecture, Spring MVC to achieve the presentation layer, Spring to achieve business layer, Mybatis to achieve data persistence layer. Using Eclipse to build the environment of system development. This paper has carried out the development of entire system framework, completed the module of system user login, user management, data management and the implementation of data persistence layer, which meet the functional requirements of JavaEE's cementing optimization master software design.

Key Words：Cementing optimization design；JavaEE；SSM framework；Mybatis

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究内容 3

1.4 论文结构安排 3

第2章 需求分析 4

2.1 系统概述 4

2.2 用户需求分析 4

2.3 系统功能需求分析 5

2.3.1 数据管理模块 5

2.3.2 固井设计数据模块 7

2.3.3 计算功能模块 9

2.3.4 其它功能模块 9

2.4 非功能性需求 10

2.5 本章小结 11

第3章 系统设计 12

3.1 系统的架构设计 12

3.1.1 开发模式的选择 12

3.1.2 SSM框架的设计 13

3.2 系统功能模块设计 16

3.2.1 数据管理模块设计 16

3.2.2 固井设计数据模块设计 18

3.2.3 计算功能模块设计 20

3.3 系统处理流程设计 21

3.4 数据库设计 23

3.4.1 E-R图设计 23

3.4.2 数据表设计 24

3.5 本章小结 27

第4章 系统实现 28

4.1 开发环境 28

4.2 系统框架实现 29

4.2.1 Spring模型构建 30

4.2.2 SpringMVC控制器构建 30

4.2.3 web.xml配置 31

4.2.4 Mybatis框架配置 33

4.3 数据持久层实现 33

4.4 系统功能实现 35

4.4.1 用户登录实现 36

4.4.2 系统管理模块实现 37

4.4.3 数据管理模块实现 40

4.5 本章小结 40

第5章 总结与展望 42

5.1 总结 42

5.2 展望 42

参考文献 43

致 谢 45

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

近年来，油气资源的短缺已经成为制约经济发展的瓶颈，新增油气田开发多来自深海、页岩气等开采难度更大的地区。大位移井、长封固段、高密度和高压力等特殊固井作业逐年增多，用于解决现场固井技术难题的新型水泥浆体系也不断推出。常规固井装备在水功率、自动化程度、混配能力、密度和流量检测等方面已经无法满足上述特殊固井作业的需求，功率更大、自动化程度更高、功能更全的新型固井装备已成为新的发展趋势^[1-7]。

固井作业是整个油气井钻井施工过程中重要的组成部分，即利用水泥对套管和井壁的环形空间进行填充的工程作业，达到加固井壁、分隔水油气层的目的，保证钻井施工能够继续安全钻进以及勘测开采期间合理的油气生产。固井质量^[8]的好坏直接制约油气井的使用寿命和产量，影响油气勘探开发的顺利进行。

施工过程中对固井的设计从根本上决定了固井质量的好坏。固井作业中涉及到了复杂的工程计算^[9]，如注水泥设计、水泥浆流变参数计算等，需要考虑到多方面的影响因素。工程师针对施工现场不同的地质环境或存在的特殊情况对每一口井进行对应的固井设计，从而保证固井质量。

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