CN102748006A

CN102748006A - 井下作业远程监测系统

Info

Publication number: CN102748006A
Application number: CN2012102512772A
Authority: CN
Inventors: 董斌; 杨敏; 赵丕华; 罗学明; 任爱军; 杨劲松; 任文博; 李勇; 曾涛
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: CN102748006B

Abstract

本发明公开了一种井下作业远程监测系统，用于监测修井设备的工作参数，可以解决现有技术中的人工巡检方式监控力量薄弱，监控可靠性低的问题。该井下作业远程监测系统包括：多个传感器、司钻显示台和远程数据处理中心，其中，所述多个传感器安装在修井设备上并与所述司钻显示台相连，用于监测所述修井设备的工作参数；所述司钻显示台，用于采集所述多个传感器监测的所述修井设备的工作参数，并对采集到的所述修井设备的工作参数进行处理并显示；还用于将处理后的所述修井设备的工作参数传输给远程数据处理中心；远程数据处理中心，用于对司钻显示台传输的所述修井设备的工作参数进行分析处理。

Description

井下作业远程监测系统

技术领域

本发明涉及监控领域，特别涉及一种井下作业远程监测系统。

背景技术

目前，在油田开发过程中，对修井设备作业现场的管理监测主要依靠人工日常巡检，但是，这种方式无法实现不间断地录取施工参数，无法实现对所有施工现场进行全天候、全过程的监控，因此，监控力量相对薄弱。

而且，这种方式在施工过程中遇到复杂情况时也无法提供连续确切的施工参数，从而直接影响了问题的分析和决策的制定。

另外，现场的工作人员长时间处于简单劳动状态，容易产生疲劳，因而容易在监控过程中造成疏忽，因此，监控的可靠性较低。

发明内容

本发明提供了一种井下作业远程监测系统，用以解决现有技术中的人工巡检方式监控力量薄弱，监控可靠性低的问题。

一种井下作业远程监测系统，用于监测修井设备的工作参数，包括：多个传感器、司钻显示台和远程数据处理中心，其中，所述多个传感器安装在修井设备上并与所述司钻显示台相连，用于监测所述修井设备的工作参数；所述司钻显示台，用于采集所述多个传感器监测的所述修井设备的工作参数，并对采集到的所述修井设备的工作参数进行处理并显示；还用于将处理后的所述修井设备的工作参数传输给远程数据处理中心；远程数据处理中心，用于对司钻显示台传输的所述修井设备的工作参数进行分析处理。

本发明实施例中，通过多个传感器来监测修井设备的工作参数，并通过司钻显示台来采集处理所述工作参数，通过远程数据处理中心实现所述工作参数的远程处理。通过本发明实施例提供的监测系统，提高了监控的可靠性。

附图说明

图1为本发明提供的井下作业远程监测系统的示意图；

图2为本发明提供的井下作业远程监测系统的详细结构示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明,但本发明并不仅仅限于此。

本发明提供了一种井下作业远程监测系统，用于监测井下作业施工参数，即修井设备的工作参数，可以解决现有技术中的人工巡检方式监控力量薄弱，监控可靠性低的问题。

本发明提供的井下作业远程监测系统，如图1所示，包括：多个传感器1、司钻显示台2和远程数据处理中心5，其中，所述多个传感器1安装在修井设备上并与所述司钻显示台2相连，用于监测所述修井设备的工作参数；所述司钻显示台2，用于采集所述多个传感器1监测的所述修井设备的工作参数，并对采集到的所述修井设备的工作参数进行处理并显示；还用于将处理后的所述修井设备的工作参数传输给远程数据处理中心5；远程数据处理中心5，用于对司钻显示台2传输的所述修井设备的工作参数进行分析处理。

下面参照附图详细描述一下本发明提供的井下作业远程监测系统。

图2示出了本发明提供的井下作业远程监测系统的详细结构示意图。如图2所示，该井下作业远程监测系统包括多个传感器1、与所述多个传感器1相连的司钻显示台2、与所述司钻显示台2相连的工业存储器3、与所述司钻显示台2相连的CDMA远程传输单元4、与所述CDMA远程传输单元4连接的远程数据处理中心5，以及与所述远程数据处理中心5连接的多个客户机6。

其中，多个传感器1分别安装在修井设备的相应位置，用于对修井设备的相应位置的工作参数进行监测，其中，修井设备包括泥浆泵、修井机等多种设备。修井设备的工作参数主要包括：泵冲速、转盘转速、管柱深度、大钩悬重、转盘扭矩和立管压力等。其中，泵冲速是指泥浆泵的冲速，具体地，可以指单泵冲速也可以指双泵冲速，本实施例中以单泵冲速为例进行描述；转盘转速和转盘扭矩是用于监测修井机配备的转盘的工作状态的参数，具体地，转盘的转速过快或过慢都可能对作业过程产生影响，因此，需要监测转盘的转速信息来控制转盘在合理的转速范围内，转盘的扭矩和转盘的转速之间存在着一定的关系，同时监测转盘的转速和扭矩能够准确地了解转盘的工作状况；管柱深度是指修井机将管柱放置到井身中的深度；大钩悬重是指修井机的大钩上悬吊的重量，具体地，大钩上悬吊的重量不能超出其规定的限重值；立管压力是指修井机井架上的立管的压力（立管是指地面泥浆管线在井架一侧直立的部分，立管的顶部弯曲似鹅颈状，上有法兰与水龙带相连，在立管上装有压力表以指示泥浆泵的泵压）。上述工作参数根据需要可在修井作业前、作业中和/或作业后进行监测，以确定修井设备是否处于可操作的状态或正常运行的工作状态。上面列举了修井设备的一些主要工作参数，实际情况中，还可以根据需要添加特定传感器监测其他的工作参数，并不限于上述列举的几种，例如还可以监测：泥浆密度、泥浆罐体积、钻时等参数，以及有毒气体监测仪、气体流量监测仪所监测的参数。

如图2所示，传感器1的具体数量可以为六个，分别用于监测单泵冲速、转盘转速、管柱深度、大钩悬重、转盘扭矩和立管压力这六个工作参数。其中，用于监测单泵冲速、转盘转速和管柱深度的传感器1所监测到的工作参数均为电信号形式的工作参数；用于监测大钩悬重、转盘扭矩和立管压力的传感器1为液压式传感器，其监测到的工作参数均为液压形式的工作参数。具体地，也可以根据需要增加或减少传感器的数量。例如，也可以只设置四个传感器，即只监测单泵冲速、管柱深度、大钩悬重和立管压力这四个工作参数。根据监测到的工作参数，本领域技术人员即可了解修井设备的工作状态。

与所述多个传感器1相连的司钻显示台2，用于对多个传感器1监测到的工作参数进行采集并处理，并对处理后的工作参数进行显示；还用于将处理后的工作参数分别传送给工业存储器3和CDMA远程传输单元4。具体地，司钻显示台2包括采集处理单元21、压力变送器组22、液晶显示单元23以及无线传输模块24。其中，采集处理单元21与监测单泵冲速、转盘转速和管柱深度的传感器相连，用于采集传感器监测到的电信号形式的工作参数。压力变送器组21分别与监测大钩悬重、转盘扭矩和立管压力的传感器相连，用于将液压式传感器监测到的液压形式的工作参数转换为电信号形式的工作参数，并将转换后的电信号形式的工作参数传送给采集处理单元21。采集处理单元21对自身采集到的三路电信号形式的工作参数（单泵冲速、转盘转速和管柱深度），以及压力变送器组22转换后的三路电信号形式的工作参数（大钩悬重、转盘扭矩和立管压力）进行必要的处理，并将处理后的工作参数（单泵冲速、转盘转速、管柱深度、大钩悬重、转盘扭矩和立管压力）分成三路，分别传输给司钻显示台2内部的液晶显示单元23以及与司钻显示台2相连的工业存储器3，并通过司钻显示台2内部的无线传输模块24传输给与司钻显示台2相连的CDMA远程传输单元4。其中，传输给司钻显示台2内部的液晶显示单元23的工作参数用于通过液晶显示单元23进行显示，以使得司钻能够及时了解修井设备的各项工作参数，从而作出正确的反应；传输给与司钻显示台2相连的工业存储器3的工作参数存储在工业存储器3内，以实现工作参数的实时存储；传输给与司钻显示台2相连的CDMA远程传输单元4的工作参数将通过CDMA远程传输单元4经CDMA传输通道传输给远程数据处理中心5，由远程数据处理中心5对其进行分析处理。其中，CDMA远程传输单元4可以通过设置在井场值班室的一台计算机实现。另外，也可以采用其它的有线通信或无线通信方式来实现数据的传输，并不限于CDMA这一种传输方式。

远程数据处理中心5与CDMA远程传输单元4相连，用于从CDMA远程传输单元4接收工作参数，并对接收到的工作参数进行分析处理；同时，远程数据处理中心5还与多个客户机相连，用于处理各个客户机发出的请求。具体地，远程数据处理中心5可以设置在厂部级，以便远程接收工作参数等数据并将这些数据存储在数据库内。远程数据处理中心5对数据库中的数据进行统一管理，以便于客户机的访问，例如，根据监测到的工作参数，可以通过软件实现如下功能：

●提供修井设备的工作状态示意图，例如，根据管柱深度的具体数值，可以绘制出管柱在井身中所处的位置，并可在图中反应管柱在井身中的动态变化；根据转盘转速和转盘扭矩的具体数值，可以显示出转盘的方位和转速等等。

具体实现时，由于修井设备是位于具体的井的井身之内的，因此，为了能够进一步显示出修井设备在工作时与井身之间的位置关系，还需要软件生成井身结构的示意图，其中，井身结构反映了井的每一段井身的直径、深度等信息，井身结构可以通过钻井过程中井的每一段井身所采用的钻头和套管等信息获得。因此，操作人员直接通过远程数据处理中心5输入井的相关参数，如钻头参数（如钻井时所用的钻头的直径等信息）以及套管下深（在钻井过程中，用于防止井身被泥土填埋的套管的深度）等即可得到井身结构图。另外，当修井设备应用于其他的井时，操作人员还可以对井的相关参数进行重新输入，以生成其他的井的井身结构示意图。

●提供所监测的工作参数的动态曲线图、动态报表图，具体地，在显示工作参数的动态曲线图时，还可以根据需要仅显示操作人员感兴趣的一个或几个工作参数的曲线图，而对于其他的工作参数的曲线图则不显示，从而可以重点查看某些工作参数的曲线变化。

●提供所有历史数据的查询功能，并生成报表和曲线。

●提供用户的管理功能（例如用户权限的设置）。

●提供报警值的设置功能，将接收到的数据与预设的报警值进行比较，从而在界面中提示是否报警。

与远程数据处理中心5相连的各客户机6可以对远程数据处理中心5内管理的数据进行访问。由于各客户机对应的用户不同，因此，可以为各客户机分别设置权限，例如，系统管理员使用的客户机具有系统管理员权限，可以访问远程数据处理中心5提供的各项功能；普通用户使用的客户机只有普通用户权限，只能访问远程数据处理中心5提供的查询功能（例如：提供所监测的工作参数的动态曲线图、动态报表图；提供所有历史数据的查询功能，并生成报表和曲线），对于远程数据处理中心5提供的设置功能（例如：提供用户的管理功能、提供报警值的设置功能）则无法访问。

通过本发明实施例提供的井下作业远程监测系统，可以对多个传感器获取的工作参数进行全天候不间断地监控，提高了监控力度，可以为制定下步方案提供依据。另外，通过远程数据处理中心可以实现对工作参数的远程访问，从而便于对工作现场进行远程调度。而且，远程数据处理中心还为客户机提供了多种功能（如查询和设置功能），可使得用户能够完整准确地了解作业信息，判断修井设备是否处于工作状态，杜绝延误工期的现象发生，提高采油厂井下作业时效。该系统还提供了报警功能，可以进一步保障施工质量和施工安全。而且，由于本申请中监测的是传感器获取的工作参数信息，因此，与直接通过人工监测工作现场的录像信息相比，传输数据量小，节约了带宽和存储资源。另外，本系统中通过对关键工作参数的比对分析，可以落实井下作业事故发生的原因，落实责任，避免出现问题时甲乙双方意见不统一，造成工作量及事故原因难以确认的问题。另外，与以往的人工监控模式相比，改变了以往施工队伍汇报，采油厂制定方案的模式，能够化被动为主动，及时发现施工中的各项问题，减少对修井作业现场突发事件的反应时间。而且，由于利用电脑监控，还解决了采油厂修井监督不足和车辆紧张的问题，缓解了采油厂的成本压力。

本领域技术人员可以理解，虽然上述说明中，为便于理解，对方法的步骤采用了顺序性描述，但是应当指出，对于上述步骤的顺序并不作严格限制。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

还可以理解的是，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种井下作业远程监测系统，用于监测修井设备的工作参数，其特征在于，包括：多个传感器、司钻显示台和远程数据处理中心，其中：

所述多个传感器安装在修井设备上并与所述司钻显示台相连，用于监测所述修井设备的工作参数；

所述司钻显示台，用于采集所述多个传感器监测的所述修井设备的工作参数，并对采集到的所述修井设备的工作参数进行处理并显示；还用于将处理后的所述修井设备的工作参数传输给远程数据处理中心；

远程数据处理中心，用于对司钻显示台传输的所述修井设备的工作参数进行分析处理。

2.如权利要求1所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述多个传感器的数量为六个，分别用于监测修井设备的泵冲速、转盘转速、管柱深度、大钩悬重、转盘扭矩和立管压力。

3.如权利要求2所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述用于监测大钩悬重、转盘扭矩和立管压力的传感器为液压式传感器。

4.如权利要求3所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述司钻显示台进一步包括：

压力变送器组，用于将所述用于监测大钩悬重、转盘扭矩和立管压力的传感器监测到的液压形式的工作参数转换为电信号形式的工作参数。

5.如权利要求1所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述司钻显示台进一步包括：

采集处理单元，用于采集并处理所述多个传感器监测的所述修井设备的工作参数；

液晶显示单元，用于对所述采集处理单元处理后的所述修井设备的工作参数进行显示。

6.如权利要求1所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述司钻显示台进一步包括：

无线传输模块，用于将采集处理单元处理后的所述修井设备的工作参数通过无线方式传输给远程数据处理中心。

7.如权利要求6所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述无线传输模块为CDMA无线传输模块。

8.如权利要求7所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

设置在所述司钻显示台和所述远程数据处理中心之间的CDMA远程传输单元，用于将所述司钻显示台处理后的所述修井设备的工作参数转发给所述远程数据处理中心。

9.如权利要求1所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

多个客户端，与所述远程数据处理中心相连，用于对所述远程数据处理中心分析处理后的所述修井设备的工作参数进行访问。

10.如权利要求1所述的井下作业远程监测系统，其特征在于，所述系统进一步包括：

工业存储器，与所述司钻显示台相连，用于实时存储所述司钻显示台处理后的所述修井设备的工作参数。