無線網(wǎng)絡技術在綜合錄井儀中的應用分析

劉勝華

摘要：無線網(wǎng)絡技術，作為目前應用最為廣泛的應用技術之一，在綜合錄井儀中的有效應用，不僅提高了油田錄井的工作效率和錄井質(zhì)量，同時降低了錄井作業(yè)勞動強度，實現(xiàn)了錄井信息的實時化和動態(tài)化。無線網(wǎng)絡錄井技術具有安裝操作簡便、可移動性和抗干擾能力強等特點，已經(jīng)成為綜合錄井儀技術的發(fā)展方向。無線網(wǎng)絡錄井技術的關鍵在于在井場構建一套包括無線傳感器節(jié)點系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線綜合錄井軟件在內(nèi)的綜合錄井儀無線傳輸系統(tǒng)，其目的在于實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與傳感器之間、服務器與客戶端之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線化和實時動態(tài)化。本文對此進行分析。

關鍵詞：無線網(wǎng)絡技術;綜合錄井儀;應用研究

1 引言

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，無線網(wǎng)絡技術得到了廣泛應用，已經(jīng)成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡囊豁椫匾夹g。在油田錄井技術中，無線網(wǎng)絡技術的應用使綜合錄井儀正在向集成化、小型化和多功能化的方向發(fā)展，使錄井效率和質(zhì)量得到明顯提升，錄井信息的實時動態(tài)化傳輸和控制成為現(xiàn)實。

無線網(wǎng)絡傳輸技術具有傳輸速度快、傳播范圍廣、不受地域環(huán)境限制、設備安裝拆卸方便、可移動性能優(yōu)越、抗電磁等外界干擾性能強大、安全性能高等特點，特別適用于環(huán)境復雜的井場作業(yè)環(huán)境[1]。

2 無線網(wǎng)絡技術的構成

綜合錄井儀無線傳輸系統(tǒng)的總體構成主要包括：無線傳感器節(jié)電系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及無線綜合錄井軟件系統(tǒng)等三部分組成。

2.1無線傳感器節(jié)點

無線傳感器節(jié)點系統(tǒng)是由數(shù)個無線傳感器節(jié)點構成的，各節(jié)點分布在不同的鉆井施工現(xiàn)場。無線傳感器節(jié)點能將數(shù)據(jù)采集模塊、電力供應模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、無線通信模塊有機集成在同一個物理單元上，實現(xiàn)了對所需要采集的物理量信號進行探測和采集，將所探測采集的物理量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后通過無線網(wǎng)絡實時傳輸?shù)耐竭M行。

數(shù)據(jù)采集模塊的采集功能是將所探測到的物理信號先轉(zhuǎn)換成常規(guī)的脈沖信號或模擬信號，通過倍頻、鑒相或者計數(shù)、測頻等技術手段將脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;通過A/D轉(zhuǎn)換電路技術將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，再將數(shù)字信號傳輸至數(shù)字處理模塊并在存儲模塊進行存儲，等待系統(tǒng)的發(fā)送指令[2]。當存儲模塊接到系統(tǒng)發(fā)出的發(fā)送指令后便會立刻將數(shù)字信號傳輸至無線通訊模塊，而無線通訊模塊則需要對數(shù)字信號進行再編碼后進行發(fā)送。

無線通信模塊通常采用基于IEEE 802.15標準的距離短、功耗低的ZigBee通信技術，該項技術最顯著特點是距離短、復雜程度低、功耗低、數(shù)據(jù)數(shù)率低、自組織、建設和使用成本低，其工作頻段在2.4GHz ISM免費公共頻段，無需向無線電管理部門做特殊申請和審批，是經(jīng)濟適用和便捷的的無線網(wǎng)絡通訊技術。在鉆井施工現(xiàn)場，無線通訊網(wǎng)絡是由局域網(wǎng)（Wi-Fi）和藍牙（Bluetooth）以及分布在各個鉆井作業(yè)場所無線傳感器系統(tǒng)（節(jié)點）所組成的，與傳統(tǒng)的紅外數(shù)據(jù)傳輸相比較更適合井場復雜環(huán)境條件下數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨骩3]。

2.2無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由包括無線通訊模塊（短距離無線收發(fā)電路系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)處理模塊（存儲器和微處理器系統(tǒng)）以及信號傳輸接口等在內(nèi)的三部分所組成。其中：無線通訊模塊用以接收位于各鉆井現(xiàn)場的無線傳感器節(jié)點發(fā)送來的無線傳輸信號并進行放大、解碼，然后在數(shù)據(jù)處理模塊的有效控制下經(jīng)信號傳輸接口將數(shù)據(jù)資料傳輸至服務器進行解讀、分析與處理。通常情況下，無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與服務器之間需要通過網(wǎng)絡端口進行實時通信聯(lián)絡，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和用戶的有效訪問。

2.3 綜合錄井儀軟件系統(tǒng)

無線綜合錄井軟件系統(tǒng)通常采用的架構是B/S系統(tǒng)，其最大得特點在于可實現(xiàn)對無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的兼容性，用戶可以直接通過瀏覽IE瀏覽器的方式對錄井軟件系統(tǒng)進行直接訪問。其接口方式囊括了包括串口、UDP接口、TCP/IP接口等數(shù)據(jù)采集接口在內(nèi)的多種協(xié)議自定義接口方式，用戶可以根據(jù)自己的無線網(wǎng)絡傳輸方式較為靈活得設置接口協(xié)議，即可實現(xiàn)傳感器信號的實時采集和傳輸[4]。

3 無線網(wǎng)絡技術在綜合錄井儀中的應用

無線網(wǎng)絡技術在綜合錄井儀中的有效應用，主要是通過綜合錄井軟件加以實現(xiàn)的，所實現(xiàn)的技術路線是在綜合錄井儀中加裝大功率無線路由器，使鉆井施工現(xiàn)場形成一個功能其強大的無線局域網(wǎng)絡，用戶端只要通過技術手段與該無線局域網(wǎng)實現(xiàn)有效連接，便可通過IE瀏覽器打開服務器網(wǎng)址并對無線網(wǎng)絡技術條件下的綜合錄井軟件進行直接訪問，獲取實時動態(tài)化的綜合測井數(shù)據(jù)，全面實現(xiàn)了井場、服務器、客戶端之間的無線網(wǎng)絡連接[5]。實踐證明，無線網(wǎng)絡技術在綜合錄井儀中的有效應用，不僅為鉆井、錄井施工作業(yè)人員及技術監(jiān)督、技術管理和技術決策人員提供了實時動態(tài)的現(xiàn)場監(jiān)控數(shù)據(jù)資料，同時無線網(wǎng)絡技術的應用節(jié)省了大量服務器與井場、服務器與客戶端之間相互連接的視頻線，有效降低了生產(chǎn)成本，并且還大大降低了鉆（錄）井施工過程中的安全風險，對促進錄井技術的發(fā)展具有重要意義。

4 結語

無線網(wǎng)絡技術在綜合錄井儀種的有效應用，實現(xiàn)了綜合錄井技術的跨越式發(fā)展，是綜合錄井技術的一次較大飛躍。由于將無線網(wǎng)絡技術應用于綜合錄井實踐中，不僅突破了有線網(wǎng)絡受鉆井施工現(xiàn)場的地域環(huán)境、氣象條件的限制以及人為因素等諸多不利因素的影響，消除了錄井作業(yè)過程中錄井人員在鉆井施工現(xiàn)場所面臨的安全風險，而且具有安裝拆卸方便、抗電磁干擾性能強、有效彌補了有線傳輸?shù)陌踩[患等特點，實現(xiàn)了遠程實時動態(tài)訪問和監(jiān)控，有利于對隨鉆測量和隨鉆測井等技術參數(shù)的動態(tài)監(jiān)控和調(diào)整，實現(xiàn)準確鉆入目標靶點的鉆井目的。同時能極大地降低錄井作業(yè)人員的勞動強度和錄井作業(yè)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。但同時必須注意到，任何技術都具有一定的安全風險，因此，對于無線網(wǎng)絡技術在綜合錄井儀種的應用，要在實現(xiàn)錄井目標的基礎上，對數(shù)據(jù)信息實施加密，確保實現(xiàn)錄井數(shù)據(jù)資料的安全和保密性能。、

參考文獻：

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[3]陳明華，高峰..低功耗無線傳感器技術在綜合錄井儀種的應用[J].中國化工貿(mào)易，2015（29）：106-107.

[4]王灝，關生，劉斌.無線傳輸接口技術在綜合錄井儀中的應用[J].化工設計通訊，2018（3）：54.

[5]陳厚濤.無線傳感器技術在綜合錄井中的應用[J].工程技術（文摘版）· 建筑，2015年12月（02）：00095.