遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)在鉆井井場(chǎng)的應(yīng)用

趙義 王雅娟 魏濤

摘要：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，利用現(xiàn)代化手段解決鉆井現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題尤為重要，將信息技術(shù)應(yīng)用到井場(chǎng)方面，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮模式、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、原始數(shù)據(jù)保留等現(xiàn)代化管理模式。

關(guān)鍵詞：信息化；數(shù)據(jù)傳輸；視頻系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN919.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）22-0173-01

由于油田往往具有特殊的工作環(huán)境，且受到客觀條件的限制，很多油區(qū)數(shù)據(jù)和資料的傳輸很困難，更無(wú)從談到生產(chǎn)應(yīng)急方面的支持，以前鉆井現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、報(bào)表等資料一般以手機(jī)通話、紙張材料、電子報(bào)盤等形式上報(bào)生產(chǎn)管理部門，每月耗費(fèi)大量的通話費(fèi)、材料費(fèi)、油料費(fèi)等，且數(shù)據(jù)、報(bào)表的可靠性、真實(shí)性、實(shí)時(shí)性均無(wú)法得到有效保障。通過(guò)對(duì)信息技術(shù)、鉆井技術(shù)的綜合分析研究，可形成集鉆井現(xiàn)場(chǎng)綜合信息采集、儲(chǔ)存、通訊、應(yīng)用為一體的現(xiàn)場(chǎng)信息綜合應(yīng)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆井現(xiàn)場(chǎng)信息的采集、存儲(chǔ)、傳輸、共享、分析，達(dá)到對(duì)鉆井施工過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)的目的。同時(shí)，為后方管理者與作業(yè)者進(jìn)行科學(xué)決策提供實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和圖形，從而達(dá)到后方專家遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工作、提高鉆井時(shí)效與質(zhì)量、控制鉆井成本的目的。

1遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的實(shí)施背景

①實(shí)現(xiàn)公司精細(xì)化管理。鉆井隊(duì)的特點(diǎn)是野外作業(yè)，不固定場(chǎng)所，移動(dòng)性強(qiáng)，而且隊(duì)伍分散，點(diǎn)多面廣，管理費(fèi)用高、難度大。同時(shí)，鉆探工程又是一項(xiàng)投資高、風(fēng)險(xiǎn)大和技術(shù)含量高、盈利空間小的項(xiàng)目。因此，必須通過(guò)精細(xì)管理，科技創(chuàng)新和降低事故復(fù)雜來(lái)爭(zhēng)得生存空間。利用信息化建設(shè)這一先進(jìn)工具，建立鉆井隊(duì)生產(chǎn)協(xié)同、經(jīng)營(yíng)管理、會(huì)議和監(jiān)控等系統(tǒng)，通過(guò)各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，不僅使各類信息、數(shù)據(jù)與資料來(lái)源更加真實(shí)準(zhǔn)確，而且獲取信息的渠道變得更加方便快捷，大大降低了人力物力消耗，節(jié)省了辦公費(fèi)用，提高了工作效率，推動(dòng)鉆井隊(duì)管理模式由傳統(tǒng)型向數(shù)字化、可視化的新模式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了鉆井隊(duì)精細(xì)化管理水平的不斷提升。

②適應(yīng)公司技術(shù)能力的需要。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)鉆井界一直在探索鉆井?dāng)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)慕鉀Q方案，如何采用成熟、覆蓋廣闊、價(jià)格低廉的電信網(wǎng)絡(luò)搭建起鉆井現(xiàn)場(chǎng)到后方基地的網(wǎng)絡(luò)通道，是鉆井公司信息管理部門一直致力研究的課題。遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在鉆井井場(chǎng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了鉆井現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的管理、無(wú)線傳輸、網(wǎng)上審核發(fā)布、網(wǎng)上統(tǒng)計(jì)查詢、在線交流等功能，形成了一套費(fèi)用低、較完善的輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的成功應(yīng)用大大提高了科學(xué)管理，對(duì)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的鉆井施工提供了有力保障。

③適應(yīng)公司安全管理的需要。隨著鉆井工程技術(shù)的進(jìn)步，安全生產(chǎn)顯得越來(lái)越重要，只有安全才有效益。實(shí)現(xiàn)鉆井施工安全，全程監(jiān)控是一項(xiàng)非常有效的手段。實(shí)現(xiàn)鉆井工序的全程監(jiān)控，必須依賴遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳輸、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控等手段，可以截取鉆井施工中的各類數(shù)據(jù)、曲線、圖像等，鉆井公司相關(guān)部門對(duì)截取的數(shù)據(jù)、曲線、圖像等進(jìn)行科學(xué)分析，及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)施工井隊(duì)加以注意，可以有效達(dá)到鉆井事故復(fù)雜等情況的預(yù)防和處理，為鉆井施工順利提供技術(shù)保障。

2遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的概述

通過(guò)在井場(chǎng)關(guān)鍵部位安裝傳感器，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)回傳到中心服務(wù)器，服務(wù)器將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后數(shù)據(jù)通過(guò)程序在系統(tǒng)中顯示。

2.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

①鉆井參數(shù)動(dòng)態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了包括井深、鉆頭位置、鉆頭進(jìn)尺、鉆時(shí)、鉆壓、扭矩、鉆速、立管壓力、套管壓力等參數(shù)實(shí)時(shí)回傳，實(shí)時(shí)顯示。公司生產(chǎn)技術(shù)科工程師通過(guò)瀏覽動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)井上存在的問(wèn)題，及時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或電話等方式對(duì)鉆井隊(duì)進(jìn)行指導(dǎo)，最大限度保證了技術(shù)措施的及時(shí)下達(dá)。鉆井隊(duì)技術(shù)人員更可以足不出戶掌握全面的施工信息，提高了信息收集效率。

②時(shí)間圖表。隨著生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)行，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)生成曲線，實(shí)時(shí)顯示大鉤負(fù)荷、鉆壓、大鉤位置、鉆時(shí)等，根據(jù)隨鉆方位動(dòng)態(tài)顯示各種參數(shù)數(shù)據(jù)，有了動(dòng)態(tài)跟蹤曲線，使正鉆井每一時(shí)刻的施工情況有了可追溯性，一旦發(fā)生事故復(fù)雜，可以通過(guò)分析一個(gè)時(shí)段內(nèi)的鉆井參數(shù)，快速找到問(wèn)題癥結(jié)所在，根據(jù)情況制定措施，安全快速解決問(wèn)題。

③LWD數(shù)據(jù)圖表。LWD數(shù)據(jù)截取是在鉆井現(xiàn)場(chǎng)安裝數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)，通過(guò)LWD采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)或共享的文件，破譯LWD儀器采集到的各種數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)單位刻度后保存到數(shù)據(jù)截取計(jì)算機(jī)中，供數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。LWD數(shù)據(jù)包括電阻率數(shù)據(jù)（最多6個(gè)）、中子、密度、聲波、自然伽瑪、井斜數(shù)據(jù)，具體視LWD儀器而定。

2.2鉆井現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

為了進(jìn)一步提升遠(yuǎn)程指揮能力，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)操作，減少現(xiàn)場(chǎng)違章行為。啟動(dòng)了井場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目，根據(jù)鉆井隊(duì)的設(shè)備情況及井場(chǎng)的具體環(huán)境，在井場(chǎng)四個(gè)點(diǎn)（鉆臺(tái)、罐區(qū)、泵區(qū)、井場(chǎng)）安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，三個(gè)監(jiān)控?cái)z像頭安裝云臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了攝像頭360°平面轉(zhuǎn)動(dòng)、180°垂直轉(zhuǎn)動(dòng)，鏡頭預(yù)置位、多個(gè)固定位置的預(yù)置拍攝及取證拍攝等功能，通過(guò)手動(dòng)操作攝像機(jī)進(jìn)行近距離、高清晰查看井場(chǎng)人員工作情況，后臺(tái)設(shè)置視頻服務(wù)器，對(duì)生產(chǎn)施工情況進(jìn)行視頻圖像自動(dòng)存儲(chǔ)。同時(shí)，利用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在無(wú)線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)情況，對(duì)鉆井?dāng)?shù)據(jù)、鉆井參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)操作等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)建設(shè)，使井場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鉆井隊(duì)得到全面應(yīng)用。通過(guò)對(duì)井場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)持續(xù)開發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)指揮、組織協(xié)調(diào)的革命性變革，極大地提升了管理的效率和效益。

2.3遠(yuǎn)程視頻會(huì)議

建立了以公司為主會(huì)場(chǎng)，各鉆井隊(duì)為分會(huì)場(chǎng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鉆井隊(duì)與公司機(jī)關(guān)交互式會(huì)議，達(dá)到整體協(xié)調(diào)工作的效果。采用高清和標(biāo)清視頻會(huì)議終端設(shè)備，在中心會(huì)場(chǎng)配置1臺(tái)mcu2360，mcu2360可通過(guò)模塊疊加，擴(kuò)展到更大規(guī)模容量，支持32個(gè)會(huì)場(chǎng)同時(shí)準(zhǔn)入。在主會(huì)場(chǎng)、分會(huì)場(chǎng)的會(huì)議室配備H3C高清視訊終端polycom，H3Cpolycom終端支持H.263、H.264等視頻編解碼協(xié)議，并采用了專有的視頻前、后處理技術(shù)，使得圖像質(zhì)量大大提升，在周圍環(huán)境光照較差或者會(huì)場(chǎng)顏色搭配不甚和諧的情況下，仍舊能夠得到清晰、自然的圖像。視頻會(huì)議系統(tǒng)的構(gòu)建，充分考慮了公司網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及各鉆井隊(duì)網(wǎng)絡(luò)情況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試、國(guó)內(nèi)外視頻設(shè)備調(diào)研，形成了公司機(jī)關(guān)主會(huì)場(chǎng)與所屬鉆井隊(duì)分會(huì)場(chǎng)穩(wěn)定連通的視頻會(huì)議模式。

3遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)的效果及意義

通過(guò)幾年來(lái)的運(yùn)行和不斷完善，逐步建成集技術(shù)管理、生產(chǎn)指揮協(xié)調(diào)和現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)控為一體的鉆井信息管理系統(tǒng)，在強(qiáng)化安全監(jiān)管、提高生產(chǎn)效率、降低事故復(fù)雜方面達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，取得了良好效果。

①實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。關(guān)鍵重點(diǎn)井視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了鉆井井場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)定時(shí)回傳、遠(yuǎn)程監(jiān)控決策與分析等功能，與上井檢查、駐井監(jiān)督相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了全方位、全天候、立體監(jiān)控。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)鉆井隊(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了安全管理由點(diǎn)向面的轉(zhuǎn)變。

②實(shí)現(xiàn)對(duì)事故復(fù)雜的及時(shí)“會(huì)診”。技術(shù)部門應(yīng)用井場(chǎng)信息遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，對(duì)鉆井過(guò)程實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，充分利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的鉆井參數(shù)、鉆井液體積、全烴值含量等信息數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題，提出解決辦法和保障措施。

③取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。鉆井隊(duì)信息化管理系統(tǒng)的實(shí)施，可以使公司機(jī)關(guān)及時(shí)準(zhǔn)確地掌握野外鉆井隊(duì)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，有效利用公司的現(xiàn)有資源，縮短交流的時(shí)間和空間，提高鉆井隊(duì)的生產(chǎn)能力，促進(jìn)公司的創(chuàng)收創(chuàng)效能力。2010年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入增幅34%，同時(shí)，公司的辦公費(fèi)同比降低了4.5%，差旅費(fèi)降低8.9%，車輛油料消耗下降17%，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張少軍.最新網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)用技能操作教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2009.