基于3G技術(shù)的鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)的建設(shè)

王東城

[摘 要] 鉆井監(jiān)督工作是鉆井施工質(zhì)量和安全的重要保障。本文針對(duì)鉆井監(jiān)督管理的需要，提出利用3G技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆井監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)化、信息化的思路，并介紹了基于3G技術(shù)的鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)的構(gòu)建方式。

[關(guān)鍵詞] 3G；鉆井監(jiān)督；管理平臺(tái)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 012

[中圖分類號(hào)] F270.7；TP315 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）03- 0022- 02

1 引 言

鉆井工程是油氣勘探開發(fā)過程中一項(xiàng)高投資、高風(fēng)險(xiǎn)的工程環(huán)節(jié)，有效的鉆井工程監(jiān)督能較好地保證鉆井施工過程中速度和效益的有機(jī)結(jié)合，是保證鉆井施工安全和質(zhì)量的最有效、最直接的方式，對(duì)控制和保證鉆井施工質(zhì)量起關(guān)鍵性作用，同時(shí)是履行HSE承諾，實(shí)現(xiàn)HSE管理的有力保證。

鉆井監(jiān)督在油田鉆井施工中依據(jù)鉆井設(shè)計(jì)對(duì)鉆井作業(yè)的安全、質(zhì)量、進(jìn)度等負(fù)責(zé)，以確保工程設(shè)計(jì)的執(zhí)行、鉆井技術(shù)的實(shí)施、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的控制、環(huán)保方面的監(jiān)督。鉆井施工的質(zhì)量和鉆井監(jiān)督的質(zhì)量是密不可分的，而鉆井監(jiān)督工作很大程度上依賴于鉆井監(jiān)督人員的個(gè)人素質(zhì)和責(zé)任心。而長(zhǎng)期以來，鉆井監(jiān)督工作都是采用傳統(tǒng)的“一部電話、一臺(tái)車、滿地跑”的工作模式，由于鉆井現(xiàn)場(chǎng)地理位置偏遠(yuǎn)，缺乏有效通信手段，現(xiàn)場(chǎng)與基地之間的聯(lián)系主要通過電話。監(jiān)督人員按規(guī)定要求，在固定時(shí)間通過電話將現(xiàn)場(chǎng)鉆井施工相關(guān)參數(shù)及工程進(jìn)度等情況報(bào)送給基地的值班人員，由值班人員進(jìn)行信息錄入并統(tǒng)計(jì)，供相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員查詢。而相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員通過現(xiàn)場(chǎng)“巡井”的方式，實(shí)地到現(xiàn)場(chǎng)了解各鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并對(duì)鉆井監(jiān)督工作進(jìn)行檢查。

本文探討如何在數(shù)字化油田、信息化油田發(fā)展的大背景下，利用先進(jìn)的通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及信息化手段實(shí)現(xiàn)鉆井監(jiān)督的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和移動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)鉆井工程的全過程、可追溯的平臺(tái)化管理，改變鉆井監(jiān)督傳統(tǒng)工作模式，提高工作效率、質(zhì)量和管理水平。

2 3G技術(shù)

隨著數(shù)字化油田建設(shè)的不斷發(fā)展，移動(dòng)通訊技術(shù)，特別是GPRS技術(shù)在油田的數(shù)字化建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。GPRS技術(shù)作為2.5G（2.5代）移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是以封包（Packet）式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率最高可達(dá)到114kbps。GPRS具有實(shí)時(shí)在線，網(wǎng)絡(luò)覆蓋好的特點(diǎn)，特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。這一特點(diǎn)十分適合油田現(xiàn)場(chǎng)工況數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸與監(jiān)測(cè)。但對(duì)于大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)、圖片、影像資料的傳輸，由于傳輸速率低，GPRS技術(shù)難以穩(wěn)定可靠地完成。

3G是第三代移動(dòng)通信技術(shù)的簡(jiǎn)稱，其代表特征是提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，目前主要有3種3G標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA，分別對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)3家移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商：中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信及中國(guó)移動(dòng)。3G技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是極大地增加系統(tǒng)容量、提高通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率，3G的傳輸速率一般在幾百kbps以上。經(jīng)過國(guó)家近幾年的大力扶持，我國(guó)的3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋面越來越廣。3G通信技術(shù)高速率、寬覆蓋、靈活傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，更適合油田信息化建設(shè)對(duì)大數(shù)據(jù)量語音、圖像、流媒體的傳輸要求。

3 基于3G技術(shù)的鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

鉆井監(jiān)督工作是鉆井質(zhì)量和安全的重要保證。構(gòu)建鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)鉆井監(jiān)督過程實(shí)時(shí)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化，對(duì)提高鉆井監(jiān)督的管理水平具有重要意義。該系統(tǒng)的框架示意圖如圖1所示。構(gòu)建該平臺(tái)要達(dá)到以下目標(biāo)：

（1）鉆井施工的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)，監(jiān)督日志的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸。

（2）鉆井施工、事故復(fù)雜異常數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸。

（3）鉆井施工狀態(tài)及井場(chǎng)重點(diǎn)點(diǎn)位的視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（4）實(shí)時(shí)鉆井監(jiān)督日?qǐng)?bào)、數(shù)據(jù)報(bào)表及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)生成。

（5）實(shí)時(shí)通過移動(dòng)終端對(duì)數(shù)據(jù)和視頻的瀏覽。

（6）鉆井監(jiān)督管理流程的信息化。

（7）鉆井監(jiān)督工作的遠(yuǎn)程決策與指導(dǎo)。

鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)主要是基于3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的。系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)大量的圖表、數(shù)據(jù)、視頻在以往很難通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，而隨著3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，3G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍越來越廣泛，而3G網(wǎng)絡(luò)的高速率及穩(wěn)定性使得在油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用3G技術(shù)實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸及交互成為可能。鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)的運(yùn)行流程如圖1所示。

（1）在鉆井施工現(xiàn)場(chǎng)，鉆井監(jiān)督通過安裝有3G無線網(wǎng)卡的客戶端（計(jì)算機(jī)），主要采用手工錄入的方式將鉆井施工的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)、監(jiān)督日志等及時(shí)錄入。部分?jǐn)?shù)據(jù)為現(xiàn)場(chǎng)的錄井記錄儀的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

（2）鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)接收數(shù)據(jù)后，各類數(shù)據(jù)需要依據(jù)流程，經(jīng)過區(qū)塊總監(jiān)及監(jiān)督中心兩級(jí)審核，以確保鉆井監(jiān)督數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（3）現(xiàn)場(chǎng)重點(diǎn)點(diǎn)位的視頻監(jiān)控圖像首先傳輸并存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)的3G視頻服務(wù)器。3G視頻服務(wù)器具有通過3G網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻圖像及實(shí)現(xiàn)語音對(duì)講的功能。鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程語音對(duì)講的授權(quán)，只有授權(quán)用戶方可瀏覽現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)畫面，并與現(xiàn)場(chǎng)鉆井監(jiān)督人員進(jìn)行語音對(duì)講。授權(quán)管理一方面可確保系統(tǒng)安全，另一方面可有效控制3G網(wǎng)絡(luò)流量。無用戶進(jìn)行視頻瀏覽時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的3G視頻服務(wù)器不會(huì)主動(dòng)發(fā)送視頻圖像，這樣可有效地控制流量，節(jié)省費(fèi)用。

（4）鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)可每日按時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，生成鉆井監(jiān)督日?qǐng)?bào)。

（5）平臺(tái)開發(fā)了適用Android及IOS平臺(tái)的移動(dòng)終端（手機(jī)、平板電腦等）進(jìn)行視頻圖像及關(guān)鍵數(shù)據(jù)查詢的功能。此外，鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)在信息安全及運(yùn)行費(fèi)用方面也做了考慮。

（6）3G網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中采用APN（接入點(diǎn)名稱）及VPDN企業(yè)專線相結(jié)合的手段，確保利用3G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的信息安全。

（7）對(duì)大數(shù)據(jù)，如監(jiān)控視頻，實(shí)現(xiàn)“按需傳輸”，即大數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)于現(xiàn)場(chǎng)，只當(dāng)有用戶需要瀏覽時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，以此來控制通訊流量，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。

4 鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)的應(yīng)用效果

鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的鉆井監(jiān)督的工作方式和管理方式，實(shí)現(xiàn)了鉆井監(jiān)督管理工作數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)范化，提升了管理水平和工作效率。具體表現(xiàn)在：

（1）通過3G網(wǎng)絡(luò)，將最新的數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳輸和發(fā)布到服務(wù)器，保證了現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，改變了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯報(bào)和傳遞方式，增強(qiáng)了時(shí)效性。

（2）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)通過區(qū)塊總監(jiān)和監(jiān)督中心兩級(jí)審核，并將不合格的數(shù)據(jù)信息及相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)意見反饋回現(xiàn)場(chǎng)，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。同時(shí)審核流程在管理平臺(tái)上留痕跡，可查詢，以此促進(jìn)鉆井監(jiān)督管理的規(guī)范化。

（3）重要點(diǎn)位視頻監(jiān)控不僅讓現(xiàn)場(chǎng)鉆井監(jiān)督更加方便地了解鉆井施工工程，同時(shí)為鉆井監(jiān)督工作提供了可追溯性。對(duì)不正確、不安全的施工作業(yè)行為進(jìn)行了記錄，更加有效地促進(jìn)鉆井施工的規(guī)范化。同時(shí)遠(yuǎn)程的視頻監(jiān)控結(jié)合鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)的各類數(shù)據(jù)，使得處于基地的領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員在不親臨現(xiàn)場(chǎng)的情況下即可準(zhǔn)確了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，并可通過平臺(tái)的審核意見及實(shí)時(shí)語音對(duì)講功能更好地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程決策及技術(shù)指導(dǎo)。

（4）系統(tǒng)自動(dòng)生成鉆井監(jiān)督日?qǐng)?bào)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)，不僅減輕管理人員工作強(qiáng)度，也確保統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及監(jiān)督日?qǐng)?bào)的準(zhǔn)確性。

（5）移動(dòng)終端支持的功能確保了管理人員更方便及時(shí)地了解鉆井施工情況，增加了系統(tǒng)的移動(dòng)性。

5 結(jié)束語

鉆井監(jiān)督管理平臺(tái)利用3G技術(shù)有效地解決了鉆井現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸和共享困難的問題，實(shí)現(xiàn)鉆井監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)信息的有效應(yīng)用，為管理人員及技術(shù)人員在鉆井實(shí)施過程中有效地發(fā)揮決策作用提供信息支持，有利于鉆井管理工作效率的提高。系統(tǒng)的應(yīng)用推廣將會(huì)帶來鉆井監(jiān)督工作方式的進(jìn)步，促進(jìn)鉆井監(jiān)督管理方式進(jìn)一步改進(jìn)，有利于實(shí)現(xiàn)鉆井監(jiān)督工作的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。

主要參考文獻(xiàn)

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