CN102808608B - 钻录一体化综合仪表系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钻录一体化综合仪表系统，它包括前端传感器、钻井数据采集器、泥浆数据采集器、数据处理单元PAC、工控机、服务器和至少一个监控客户端，前端传感器的输出与数据采集器的输入连接，数据采集器的输出与数据处理单元PAC连接，数据处理单元PAC与工控机的信号输入相连接，工控机通过通信网络与服务器连接，服务器通过通信网络与各监控客户端相连。本发明便于配合钻机进行维修、改造和升级；钻井工程参数的测量结果准确度，可有效减少安全隐患；数据显示方式丰富，直观准确；支持多种监控终端，可通过手机监控钻井参数，对井场出现的突发事件可以快速反应，大大提高了井场生产的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻录一体化综合仪表系统。
背景技术
录井即记录、录取钻井过程中的各项相关参数和信息，钻井和录井是钻井工程中监测钻井过程并进行科学分析和科学决策的重要依据，它能够实时反映钻井工况，是保证安全、优质、快速、高效、科学钻井的重要前提。
目前，市面上的钻录一体化系统一般采用M/D或者重仪厂的成套设备，M/D一套设备在百万元以上，价格昂贵；后者不是独立系统，在改造机械钻机或者升级钻机时，局限性很大，且由于不是独立系统，没有品牌，客户认可度不高。此外，现有的钻录一体化系统还存在以下问题：（1）钻井数据的采集采用直接测量传感器信号的方式，由于噪声因素的干扰，现场钻井数据的测量结果误差较大，造成了钻井控制的安全隐患；（2）对于钻井数据的分析和结果呈现的方式比较单一，不具备历史数据曲线图、模拟仪表和数字表格等显示方式，用户体验较差；（3）钻井数据的监控只能通过固定点的工控机实现，不具备远程监控的功能，使用不方便；（4）支持的终端单一，监控客户端只支持电脑接入，无法支持手机远程监控，使用局限性较大；（5）不是独立系统，不便于配合钻机进行改造和升级，维修也比较困难。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种将钻录井独立成一套系统的，结合嵌入式技术、无线技术、网络技术等于一体的，功能齐全，易于操作，相对成本较低，维修、改造和升级方便的钻录一体化综合仪表系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：钻录一体化综合仪表系统，它包括前端传感器、钻井数据采集器、泥浆数据采集器、数据处理单元PAC、工控机、服务器和至少一个监控客户端，前端传感器包括泥浆数据传感器和钻井数据传感器，泥浆数据传感器的输出与泥浆数据采集器的输入连接，钻井数据传感器的输出与钻井数据采集器的输入相连，泥浆数据采集器和钻井数据采集器的输出均与数据处理单元PAC连接，数据处理单元PAC与工控机的信号输入相连接，工控机通过通信网络与服务器连接，服务器通过通信网络与各监控客户端相连。
本发明还包括一个井深测量仪，井深测量仪的输出与钻井数据采集器连接。
本发明所述的泥浆数据传感器包括气体传感器、温湿度传感器、密度传感器、电导率传感器、液位传感器和压力传感器中的任意一种或多种的组合，气体传感器通过气体监测分析仪与泥浆数据采集器相连。
本发明所述的钻井数据传感器包括流量传感器、压力传感器、悬重传感器、扭矩传感器和转速传感器中的任意一种或多种的组合。
本发明所述的服务器包括应用服务器、数据库服务器和Web服务器。
本发明所述的监控客户端包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑Pad和智能手机中的任意一种或多种的组合。
本发明所述的监控客户端中，台式电脑、笔记本电脑和平板电脑Pad通过以太网与服务器通信，智能手机通过3G网络与服务器通信。
本发明所述的钻井数据采集器和泥浆数据采集器分别包括信号调理电路、模数转换电路和总线接口。
本发明所述的信号调理电路包括放大电路、衰减电路、滤波电路和隔离电路中的任意一种或多种的组合。
本发明的有益效果是：
（1）系统独立，便于配合钻机进行维修、改造和升级；
（2）能够根据不同观察人员的需求任意配置所需显示的参数；
（3）钻井工程参数经传感器采集后，经过信号调理电路的调整，提高了现场钻井工程参数的测量结果准确度，可有效减少安全隐患；
（4）数据可通过历史数据曲线图、模拟仪表和数字表格等方式进行显示，直观准确，用户体验良好；
（5）支持多种监控终端，接入工业无线局域网络的设备可以是PC、pad和智能手机等；
（6）可通过手机监控钻井参数，只要是井场网络的覆盖区域，工作人员就可随时随地监控钻井参数，对井场出现的突发事件可以快速反应，大大提高了井场生产的安全性；
（7）数据采集及存储以秒级计算，可存储长达200天的历史数据。
附图说明
图1为本发明结构示意框图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，钻录一体化综合仪表系统，它包括前端传感器、钻井数据采集器DAQ、泥浆数据采集器DAQ、数据处理单元PAC、工控机、服务器和至少一个监控客户端，前端传感器包括泥浆数据传感器和钻井数据传感器，泥浆数据传感器包括气体传感器、温湿度传感器、密度传感器、电导率传感器、液位传感器和压力传感器中的任意一种或多种的组合，气体传感器通过气体监测分析仪与泥浆数据采集器相连；钻井数据传感器包括流量传感器、压力传感器、悬重传感器、扭矩传感器和转速传感器中的任意一种或多种的组合。钻井数据采集器DAQ和泥浆数据采集器DAQ分别包括信号调理电路、模数转换电路和总线接口，信号调理电路包括放大电路、衰减电路、滤波电路和隔离电路中的任意一种或多种的组合。泥浆数据传感器的输出与泥浆数据采集器DAQ的输入连接，钻井数据传感器的输出与钻井数据采集器DAQ的输入相连，泥浆数据采集器DAQ和钻井数据采集器DAQ的输出均与数据处理单元PAC连接，数据处理单元PAC与工控机的信号输入相连接，工控机通过通信网络与服务器连接，服务器通过通信网络与各监控客户端相连，所述的服务器包括应用服务器、数据库服务器和Web服务器；所述的监控客户端包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑Pad和智能手机中的任意一种或多种的组合；监控客户端中，台式电脑、笔记本电脑和平板电脑Pad可以通过以太网、GPRS、GSM、CDMA、3G或WIFI等通信网络与服务器通信，智能手机可通过3G网络与服务器通信。它还包括一个井深测量仪，井深测量仪的输出与钻井数据采集器DAQ连接。
数据采集器DAQ的具体实现如下：（1）基于虚拟仪器技术，利用CompactRIO和labview的功能，实时高速采集、处理各类传感器信息，并分析关键参数。人机界面由labview创建，数据在司钻房一体工控机上显示、存储，供司钻查看，同时，数据发往服务器，其他授权用户可通过多种终端，包括PC，手机等浏览获取实时数据，查询历史信息，生成钻机报表，打印日志等。（2）基于远程I/O技术，开发远程DAQ系统，由远程I/O采集多路传感器模拟信号和编码器脉冲信号，经处理后通过TCP协议将数据发往数据处理单元PAC，最终在工控机软件上显示和存储，同时将数据发往服务器进行分析处理，其他授权用户可通过web获取数据。
Claims (3)
1.钻录一体化综合仪表系统，其特征在于：它包括前端传感器、钻井数据采集器、泥浆数据采集器、数据处理单元PAC、工控机、服务器和至少一个监控客户端，钻井数据采集器和泥浆数据采集器分别包括信号调理电路、模数转换电路和总线接口；所述的信号调理电路包括放大电路、衰减电路、滤波电路和隔离电路；经过信号调理电路的调整，提高现场钻井工程参数的测量结果准确度，有效减少安全隐患；前端传感器包括泥浆数据传感器和钻井数据传感器，泥浆数据传感器的输出与泥浆数据采集器的输入连接，钻井数据传感器的输出与钻井数据采集器的输入相连，泥浆数据采集器和钻井数据采集器的输出均与数据处理单元PAC连接，数据处理单元PAC与工控机的信号输入相连接，工控机通过通信网络与服务器连接，服务器通过通信网络与各监控客户端相连；
还包括一个井深测量仪，井深测量仪的输出与钻井数据采集器连接；
所述的泥浆数据传感器包括气体传感器、温湿度传感器、密度传感器、电导率传感器、液位传感器和压力传感器，气体传感器通过气体监测分析仪与泥浆数据采集器相连；
所述的钻井数据传感器包括流量传感器、压力传感器、悬重传感器、扭矩传感器和转速传感器；
钻井数据采集器、泥浆数据采集器的具体实现如下：
基于虚拟仪器技术，利用CompactRIO和labview的功能，实时高速采集、处理各类传感器信息，并分析关键参数；
人机界面由labview创建，数据在司钻房一体工控机上显示、存储，供司钻查看，同时，数据发往服务器，其他授权用户通过多种终端浏览获取实时数据，查询历史信息，生成钻机报表，打印日志；
基于远程I/O技术，开发远程DAQ系统，由远程I/O采集多路传感器模拟信号和编码器脉冲信号，经处理后通过TCP协议将数据发往数据处理单元PAC，最终在工控机软件上显示和存储，同时将数据发往服务器进行分析处理，其他授权用户通过web获取数据；
通过手机监控钻井参数，只要是井场网络的覆盖区域，工作人员就能够随时随地监控钻井参数，对井场出现的突发事件快速反应，大大提高井场生产的安全性。
2.根据权利要求1所述的钻录一体化综合仪表系统，其特征在于：所述的服务器包括应用服务器、数据库服务器和Web服务器。
3.根据权利要求1所述的钻录一体化综合仪表系统，其特征在于：所述的手机通过3G网络与服务器通信。
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