遠程傳輸系統在鉆井井場的應用

趙義 王雅娟 魏濤

摘要：隨著信息技術的飛速發展，利用現代化手段解決鉆井現場問題尤為重要，將信息技術應用到井場方面，以實現遠程指揮模式、遠程數據監測、原始數據保留等現代化管理模式。

關鍵詞：信息化；數據傳輸；視頻系統

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境，且受到客觀條件的限制，很多油區數據和資料的傳輸很困難，更無從談到生產應急方面的支持，以前鉆井現場的生產數據、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管理部門，每月耗費大量的通話費、材料費、油料費等，且數據、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、鉆井技術的綜合分析研究，可形成集鉆井現場綜合信息采集、儲存、通訊、應用為一體的現場信息綜合應用技術，實現對鉆井現場信息的采集、存儲、傳輸、共享、分析，達到對鉆井施工過程進行有效監測的目的。同時，為后方管理者與作業者進行科學決策提供實時的現場數據和圖形，從而達到后方專家遠程指導現場工作、提高鉆井時效與質量、控制鉆井成本的目的。

1遠程傳輸系統的實施背景

①實現公司精細化管理。鉆井隊的特點是野外作業，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、風險大和技術含量高、盈利空間小的項目。因此，必須通過精細管理，科技創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，建立鉆井隊生產協同、經營管理、會議和監控等系統，通過各系統的關聯，不僅使各類信息、數據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型向數字化、可視化的新模式轉變，促進了鉆井隊精細化管理水平的不斷提升。

②適應公司技術能力的需要。近年來，國內鉆井界一直在探索鉆井數據遠程傳輸的解決方案，如何采用成熟、覆蓋廣闊、價格低廉的電信網絡搭建起鉆井現場到后方基地的網絡通道，是鉆井公司信息管理部門一直致力研究的課題。遠程數據傳輸系統在鉆井井場的應用，實現了鉆井現場數據的管理、無線傳輸、網上審核發布、網上統計查詢、在線交流等功能，形成了一套費用低、較完善的輔助生產管理系統。該系統的成功應用大大提高了科學管理，對安全、優質、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。隨著鉆井工程技術的進步，安全生產顯得越來越重要，只有安全才有效益。實現鉆井施工安全，全程監控是一項非常有效的手段。實現鉆井工序的全程監控，必須依賴遠程數據傳輸系統，通過實時數據的傳輸、遠程視頻監控等手段，可以截取鉆井施工中的各類數據、曲線、圖像等，鉆井公司相關部門對截取的數據、曲線、圖像等進行科學分析，及時提醒現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保障。

2遠程傳輸系統的概述

通過在井場關鍵部位安裝傳感器，實時將數據回傳到中心服務器，服務器將數據進行處理，將處理后數據通過程序在系統中顯示。

2.1實時數據

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

③LWD數據圖表。LWD數據截取是在鉆井現場安裝數據計算機，通過LWD采集系統的網絡，利用網絡監聽或共享的文件，破譯LWD儀器采集到的各種數據，經過統一的數據單位刻度后保存到數據截取計算機中，供數據傳輸系統進行傳輸。LWD數據包括電阻率數據（最多6個）、中子、密度、聲波、自然伽瑪、井斜數據，具體視LWD儀器而定。

2.2鉆井現場遠程監控系統

為了進一步提升遠程指揮能力，從而實現監督現場操作，減少現場違章行為。啟動了井場視頻監控系統建設項目，根據鉆井隊的設備情況及井場的具體環境，在井場四個點（鉆臺、罐區、泵區、井場）安裝視頻監控設備，三個監控攝像頭安裝云臺設備，實現了攝像頭360°平面轉動、180°垂直轉動，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，對生產施工情況進行視頻圖像自動存儲。同時，利用先進網絡技術，在無線局域網的基礎上，通過視頻實時監控現場的生產情況，對鉆井數據、鉆井參數、現場操作等進行實時監控。經過系統建設，使井場視頻監控系統在鉆井隊得到全面應用。通過對井場視頻監控系統持續開發利用，實現了生產指揮、組織協調的革命性變革，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，實現鉆井隊與公司機關交互式會議，達到整體協調工作的效果。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等視頻編解碼協議，并采用了專有的視頻前、后處理技術，使得圖像質量大大提升，在周圍環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。視頻會議系統的構建，充分考慮了公司網絡架構及各鉆井隊網絡情況，通過現場網絡軟件測試、國內外視頻設備調研，形成了公司機關主會場與所屬鉆井隊分會場穩定連通的視頻會議模式。

3遠程傳輸系統的效果及意義

通過幾年來的運行和不斷完善，逐步建成集技術管理、生產指揮協調和現場施工監控為一體的鉆井信息管理系統，在強化安全監管、提高生產效率、降低事故復雜方面達到預期目標，取得了良好效果。

①實現生產現場的實時監控。關鍵重點井視頻監控系統的實施，實現了鉆井井場實時數據收集、數據定時回傳、遠程監控決策與分析等功能，與上井檢查、駐井監督相結合，實現了全方位、全天候、立體監控。利用網絡技術對鉆井隊生產動態進行監控，及時調整技術措施，實現了安全管理由點向面的轉變。

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

③取得良好的經濟效益。鉆井隊信息化管理系統的實施，可以使公司機關及時準確地掌握野外鉆井隊的生產動態，有效利用公司的現有資源，縮短交流的時間和空間，提高鉆井隊的生產能力，促進公司的創收創效能力。2010年實現營業收入增幅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%，取得了明顯的經濟效益。

參考文獻：

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