遠程傳輸系統(tǒng)在鉆井井場的應用

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)場問題尤為重要，將信息技術(shù)應用到井場方面，以實現(xiàn)遠程指揮模式、遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測、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：TN919.3文獻標識碼：A文章編號：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，更無從談到生產(chǎn)應急方面的支持，以前鉆井現(xiàn)場的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、報表等資料一般以手機通話、紙張材料、電子報盤等形式上報生產(chǎn)管理部門，每月耗費大量的通話費、材料費、油料費等，且數(shù)據(jù)、報表的可靠性、真實性、實時性均無法得到有效保障。通過對信息技術(shù)、鉆井技術(shù)的綜合分析研究，可形成集鉆井現(xiàn)場綜合信息采集、儲存、通訊、應用為一體的現(xiàn)場信息綜合應用技術(shù)，實現(xiàn)對鉆井現(xiàn)場信息的采集、存儲、傳輸、共享、分析，達到對鉆井施工過程進行有效監(jiān)測的目的。同時，為后方管理者與作業(yè)者進行科學決策提供實時的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和圖形，從而達到后方專家遠程指導現(xiàn)場工作、提高鉆井時效與質(zhì)量、控制鉆井成本的目的。

1遠程傳輸系統(tǒng)的實施背景

①實現(xiàn)公司精細化管理。鉆井隊的特點是野外作業(yè)，不固定場所，移動性強，而且隊伍分散，點多面廣，管理費用高、難度大。同時，鉆探工程又是一項投資高、風險大和技術(shù)含量高、盈利空間小的項目。因此，必須通過精細管理，科技創(chuàng)新和降低事故復雜來爭得生存空間。利用信息化建設這一先進工具，建立鉆井隊生產(chǎn)協(xié)同、經(jīng)營管理、會議和監(jiān)控等系統(tǒng)，通過各系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)，不僅使各類信息、數(shù)據(jù)與資料來源更加真實準確，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)省了辦公費用，提高了工作效率，推動鉆井隊管理模式由傳統(tǒng)型向數(shù)字化、可視化的新模式轉(zhuǎn)變，促進了鉆井隊精細化管理水平的不斷提升。

②適應公司技術(shù)能力的需要。近年來，國內(nèi)鉆井界一直在探索鉆井數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)慕鉀Q方案，如何采用成熟、覆蓋廣闊、價格低廉的電信網(wǎng)絡搭建起鉆井現(xiàn)場到后方基地的網(wǎng)絡通道，是鉆井公司信息管理部門一直致力研究的課題。遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在鉆井井場的應用，實現(xiàn)了鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)的管理、無線傳輸、網(wǎng)上審核發(fā)布、網(wǎng)上統(tǒng)計查詢、在線交流等功能，形成了一套費用低、較完善的輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的成功應用大大提高了科學管理，對安全、優(yōu)質(zhì)、高效的鉆井施工提供了有力保障。

③適應公司安全管理的需要。隨著鉆井工程技術(shù)的進步，安全生產(chǎn)顯得越來越重要，只有安全才有效益。實現(xiàn)鉆井施工安全，全程監(jiān)控是一項非常有效的手段。實現(xiàn)鉆井工序的全程監(jiān)控，必須依賴遠程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過實時數(shù)據(jù)的傳輸、遠程視頻監(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)部門對截取的數(shù)據(jù)、曲線、圖像等進行科學分析，及時提醒現(xiàn)場施工井隊加以注意，可以有效達到鉆井事故復雜等情況的預防和處理，為鉆井施工順利提供技術(shù)保障。

2遠程傳輸系統(tǒng)的概述

通過在井場關(guān)鍵部位安裝傳感器，實時將數(shù)據(jù)回傳到中心服務器，服務器將數(shù)據(jù)進行處理，將處理后數(shù)據(jù)通過程序在系統(tǒng)中顯示。

2.1實時數(shù)據(jù)

①鉆井參數(shù)動態(tài)跟蹤數(shù)據(jù)。實現(xiàn)了包括井深、鉆頭位置、鉆頭進尺、鉆時、鉆壓、扭矩、鉆速、立管壓力、套管壓力等參數(shù)實時回傳，實時顯示。公司生產(chǎn)技術(shù)科工程師通過瀏覽動態(tài)數(shù)據(jù)，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)井上存在的問題，及時通過網(wǎng)絡或電話等方式對鉆井隊進行指導，最大限度保證了技術(shù)措施的及時下達。鉆井隊技術(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時間圖表。隨著生產(chǎn)過程的進行，實時動態(tài)生成曲線，實時顯示大鉤負荷、鉆壓、大鉤位置、鉆時等，根據(jù)隨鉆方位動態(tài)顯示各種參數(shù)數(shù)據(jù)，有了動態(tài)跟蹤曲線，使正鉆井每一時刻的施工情況有了可追溯性，一旦發(fā)生事故復雜，可以通過分析一個時段內(nèi)的鉆井參數(shù)，快速找到問題癥結(jié)所在，根據(jù)情況制定措施，安全快速解決問題。

③LWD數(shù)據(jù)圖表。LWD數(shù)據(jù)截取是在鉆井現(xiàn)場安裝數(shù)據(jù)計算機，通過LWD采集系統(tǒng)的網(wǎng)絡，利用網(wǎng)絡監(jiān)聽或共享的文件，破譯LWD儀器采集到的各種數(shù)據(jù)，經(jīng)過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)單位刻度后保存到數(shù)據(jù)截取計算機中，供數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行傳輸。LWD數(shù)據(jù)包括電阻率數(shù)據(jù)（最多6個）、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)場遠程監(jiān)控系統(tǒng)

為了進一步提升遠程指揮能力，從而實現(xiàn)監(jiān)督現(xiàn)場操作，減少現(xiàn)場違章行為。啟動了井場視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設項目，根據(jù)鉆井隊的設備情況及井場的具體環(huán)境，在井場四個點（鉆臺、罐區(qū)、泵區(qū)、井場）安裝視頻監(jiān)控設備，三個監(jiān)控攝像頭安裝云臺設備，實現(xiàn)了攝像頭360°平面轉(zhuǎn)動、180°垂直轉(zhuǎn)動，鏡頭預置位、多個固定位置的預置拍攝及取證拍攝等功能，通過手動操作攝像機進行近距離、高清晰查看井場人員工作情況，后臺設置視頻服務器，對生產(chǎn)施工情況進行視頻圖像自動存儲。同時，利用先進網(wǎng)絡技術(shù)，在無線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過視頻實時監(jiān)控現(xiàn)場的生產(chǎn)情況，對鉆井數(shù)據(jù)、鉆井參數(shù)、現(xiàn)場操作等進行實時監(jiān)控。經(jīng)過系統(tǒng)建設，使井場視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鉆井隊得到全面應用。通過對井場視頻監(jiān)控系統(tǒng)持續(xù)開發(fā)利用，實現(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遠程視頻會議

建立了以公司為主會場，各鉆井隊為分會場的視頻會議系統(tǒng)，實現(xiàn)鉆井隊與公司機關(guān)交互式會議，達到整體協(xié)調(diào)工作的效果。采用高清和標清視頻會議終端設備，在中心會場配置1臺mcu2360，mcu2360可通過模塊疊加，擴展到更大規(guī)模容量，支持32個會場同時準入。在主會場、分會場的會議室配備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)境光照較差或者會場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。視頻會議系統(tǒng)的構(gòu)建，充分考慮了公司網(wǎng)絡架構(gòu)及各鉆井隊網(wǎng)絡情況，通過現(xiàn)場網(wǎng)絡軟件測試、國內(nèi)外視頻設備調(diào)研，形成了公司機關(guān)主會場與所屬鉆井隊分會場穩(wěn)定連通的視頻會議模式。

3遠程傳輸系統(tǒng)的效果及意義

通過幾年來的運行和不斷完善，逐步建成集技術(shù)管理、生產(chǎn)指揮協(xié)調(diào)和現(xiàn)場施工監(jiān)控為一體的鉆井信息管理系統(tǒng)，在強化安全監(jiān)管、提高生產(chǎn)效率、降低事故復雜方面達到預期目標，取得了良好效果。

①實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的實時監(jiān)控。關(guān)鍵重點井視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實施，實現(xiàn)了鉆井井場實時數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)定時回傳、遠程監(jiān)控決策與分析等功能，與上井檢查、駐井監(jiān)督相結(jié)合，實現(xiàn)了全方位、全天候、立體監(jiān)控。利用網(wǎng)絡技術(shù)對鉆井隊生產(chǎn)動態(tài)進行監(jiān)控，及時調(diào)整技術(shù)措施，實現(xiàn)了安全管理由點向面的轉(zhuǎn)變。

②實現(xiàn)對事故復雜的及時“會診”。技術(shù)部門應用井場信息遠程傳輸系統(tǒng)，對鉆井過程實施遠程監(jiān)控，充分利用實時監(jiān)測的鉆井參數(shù)、鉆井液體積、全烴值含量等信息數(shù)據(jù)，分析現(xiàn)場存在的問題，提出解決辦法和保障措施。

③取得良好的經(jīng)濟效益。鉆井隊信息化管理系統(tǒng)的實施，可以使公司機關(guān)及時準確地掌握野外鉆井隊的生產(chǎn)動態(tài)，有效利用公司的現(xiàn)有資源，縮短交流的時間和空間，提高鉆井隊的生產(chǎn)能力，促進公司的創(chuàng)收創(chuàng)效能力。2010年實現(xiàn)營業(yè)收入增幅34%，同時，公司的辦公費同比降低了4.5%，差旅費降低8.9%，車輛油料消耗下降17%，取得了明顯的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1] 張少軍.最新網(wǎng)絡通信實用技能操作教程[M].北京:機械工業(yè)出版社.2009.