CN103176458B - 一种钻机集成监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻机集成监控系统，包括三层网络，即多个办公室钻井监控客户端、副司钻客户端、主司钻客户端和闭路视频控制器通过各自的交换机接入工业闭路电视监控视频网络；副司钻客户端、主司钻客户端、多个办公室钻井监控客户端，和历史数据库服务器、在线技术支持客户端、两个现场数据服务器共计九台计算机分别通过各自的工业交换机接入上层数据监控通讯网络；历史数据库服务器、在线技术支持客户端、两个现场数据服务器，和主司钻操控台和副司钻操控台分别通过各自的工业交换机接入现场数据通讯网络。本发明装置是现代钻机控制的远程监控及在线管理的理想解决方案。

Description

一种钻机集成监控系统

技术领域

本发明属于自动化控制技术领域，涉及一种钻机集成监控系统。

背景技术

目前钻机的钻井仪表、动力系统、变频系统、固控系统、顶驱系统以及各种机具化设备等都自成一个独立系统，都在司钻房有独自的监控平台，采用独立控制的方式，整个大系统臃肿，故障率高，且操控台上的操作装置越来越多，接线复杂，同时需要很大的台面布置，布局复杂，操控十分不方便。

随着钻井过程的机具化设备的增多、自动化程度以及集成度越来越高，钻机的传统控制模式已经不能满足需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻机集成监控系统，解决现有技术中的各种钻机控制设备分散、系统臃肿、集成度低、布线复杂、管理困难的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种钻机集成监控系统，包括三层网络，

即多个办公室钻井监控客户端、副司钻客户端、主司钻客户端和闭路视频控制器通过各自的交换机接入工业闭路电视监控视频网络；

副司钻客户端、主司钻客户端、多个办公室钻井监控客户端、历史数据库服务器、在线技术支持客户端、现场数据服务器分别通过各自的工业交换机接入上层数据监控通讯网络；

历史数据库服务器、在线技术支持客户端、现场数据服务器、主司钻操控台和副司钻操控台分别通过各自的工业交换机接入现场数据通讯网络；

主司钻操控台与主司钻客户端连接，副司钻操控台与副司钻客户端连接。

本发明的有益效果是，通过采用先进的网络通讯技术、计算机技术和系统冗余技术，实现井场的钻井智能化设备的集中管理与控制、现场数据采集及分析储存功能，可集中监视和控制井场所有分布式智能设备，通过计算机程序设计人机界面，使人机界面友好；根据程序设计用户管理等安全策略，提高设备操控的安全性及灵活性；根据需要增减功能，采用网络结构，方便系统扩展；提高硬件的使用效率，节约硬件成本，大幅减少台面布局尺寸，节约司钻房的有限的空间，是现代钻机控制的集成及远程监控及在线管理的解决方案。

附图说明

图1是本发明钻机集成监控系统的组成框图；

图2是本发明钻机集成监控系统的网络拓扑连接示意图。

图中，1.主司钻操控台，2副司钻操控台，3.副司钻客户端4.主司钻客户端，5.办公室钻井监控客户端一，6.办公室钻井监控客户端二，7.办公室钻井监控客户端三，8.历史数据库服务器，9.在线技术支持客户端，10.现场数据服务器一，11.闭路视频控制器，12.现场数据服务器二；

另外，NET1代表工业闭路电视监控视频网络，

      NET2代表上层数据监控通讯网络，

      NET3代表现场数据通讯网络。

具体实施方式

参照图1，本发明的钻机集成监控系统结构是，包括主司钻操控台1、副司钻操控台2、副司钻客户端3、主司钻客户端4、多个办公室钻井监控客户端（图1中实施例仅显示出钻井监控客户端一5、钻井监控客户端二6、钻井监控客户端三7）、历史数据库服务器8、在线技术支持客户端9、闭路视频控制器11、两个现场数据服务器（现场数据服务器一10和现场数据服务器二12）以及工业闭路电视监控视频网络NET1、上层数据监控通讯网络NET2、现场数据通讯网络NET3。其中的历史数据库服务器8、在线技术支持客户端9和两个现场数据服务器同时接入上层数据监控通讯网络NET2和现场数据通讯网络NET3；副司钻客户端3、主司钻客户端4和多个办公室钻井监控客户端同时接入工业闭路电视监控视频网络NET1和上层数据监控通讯网络NET2；闭路视频控制器11直接接入工业闭路电视监控视频网络NET1；主司钻操控台1和副司钻操控台2的操作信号端口接入现场数据通讯网络NET3，主司钻操控台1和副司钻操控台2的标准PC信号分别与主司钻客户端4和副司钻客户端3连接。

上述的部件中，主司钻操控台1和副司钻操控台2的操作信号通过现场数据通讯网络NET3直接发送到对应的控制设备，其监视信号分别来自于主司钻客户端4和副司钻客户端3，通过现场数据通讯网络NET3进行数据交换，完成数据的获取及控制信号的传输。两个现场数据服务器直接接入现场数据通讯网络NET3，用于负责与现场设备的通讯，完成各个数据的采集。历史数据库服务器8用于完成过程数据、操作数据、现场设备数据的存储和历史数据的查看功能，也是直接接入现场数据通讯网络NET3。多个钻井监控客户端（图1中实施例仅显示出钻井监控客户端一5、钻井监控客户端二6、钻井监控客户端三7）和主司钻客户端4、副司钻客户端3都同时作为两个现场数据服务器和历史数据库服务器8的客户端，直接接入上层数据监控通讯网络NET2，完成数据直接交换。闭路视频控制器11将采集的信号通过工业闭路电视监控视频网络NET1传输给各客户端。在线技术支持客户端9同时接入上层数据监控通讯网络NET2和现场数据通讯网络NET3，负责完成所有底层设备、上层设备的状态监控，通过广域网实现与设备供应商的监控中心通讯，实现远程技术支持。

两个现场数据服务器（现场数据服务器一10和现场数据服务器二12）是一套冗余配置，采用互为热备份的机制，保证系统可靠运行。

数据监控通讯网络NET2和现场数据通讯网络NET3采用具有冗余环网功能的交换机实现的环网配置，保证任何单点故障不影响通讯，同时，根据现场设备的布局，一个交换机可以挂接几个设备的控制站点。

主司钻客户端4和副司钻客户端3通常放置在控制房，其标准PC信号通过主司钻操控台1和副司钻操控台2中的KVM信号实现远程传输，分别通过专用线缆V1和V2直接连接到主司钻操控台1和副司钻操控台2。

参照图2，本发明的钻机集成监控系统实施例中，工业闭路电视监控视频网络NET1设置有四个工业交换机（即SW1、SW2、SW3和SW4）。三个办公室钻井监控客户端分别通过交换机SW1、SW2、SW3接入工业闭路电视监控视频网络NET1。副司钻客户端3、主司钻客户端4和闭路视频控制器11同时通过交换机SW4接入工业闭路电视监控视频网络NET1。

上层数据监控通讯网络NET2设置有九个工业交换机（即SW5、SW6…SW13），所有交换机具有冗余环网功能，依次首尾连接形成通讯环；五个客户端（即副司钻客户端3、主司钻客户端4和三个办公室钻井监控客户端）和四个服务器（即历史数据库服务器8、在线技术支持客户端9、两个现场数据服务器）共计九台计算机分别通过工业交换机SW5、SW6…SW13接入上层数据监控通讯网络NET2中。

四台服务器（即历史数据库服务器8、在线技术支持客户端9、两个现场数据服务器）、主司钻操控台1和副司钻操控台2分别通过工业交换机SW14、SW15…SW19接入现场数据通讯网络NET3。

现场数据通讯网络NET3是与现场控制站点通讯的网络，现场设备控制站点通过具有冗余环网功能的交换机直接串连到现场数据通讯网络NET3，并进行相应的软件组态即可实现通讯，便于系统扩展，使用灵活。

Claims (5)

1.一种钻机集成监控系统，其特征在于：包括三层网络，

即多个办公室钻井监控客户端、副司钻客户端(3)、主司钻客户端(4)和闭路视频控制器(11)通过各自的交换机接入工业闭路电视监控视频网络；

副司钻客户端(3)、主司钻客户端(4)、多个办公室钻井监控客户端、历史数据库服务器(8)、在线技术支持客户端(9)、现场数据服务器一(10)和现场数据服务器二(12)分别通过各自的工业交换机接入上层数据监控通讯网络；

历史数据库服务器(8)、在线技术支持客户端(9)、现场数据服务器一(10)和现场数据服务器二(12)、主司钻操控台(1)和副司钻操控台(2)分别通过各自的工业交换机接入现场数据通讯网络；

主司钻操控台(1)与主司钻客户端(4)连接，副司钻操控台(2)与副司钻客户端(3)连接。

2.根据权利要求1所述的钻机集成监控系统，其特征在于：所述的现场数据通讯网络以及上层数据监控通讯网络采用冗余交换机组成。

3.根据权利要求1所述的钻机集成监控系统，其特征在于：所述的现场数据服务器一(10)和现场数据服务器二(12)采用热冗余组态，同时在线保持数据同步。

4.根据权利要求1所述的钻机集成监控系统，其特征在于：所述的数据库服务器(8)通过上层数据监控通讯网络与现场数据服务器一(10)和现场数据服务器二(12)通讯间接访问现场设备数据，同时通过现场数据通讯网络与现场设备通讯，用于数据采集和存储。

5.根据权利要求1所述的钻机集成监控系统，其特征在于：所述的在线技术支持客户端(7)同时接入上层数据监控通讯网络和现场数据通讯网络，用于完成所有底层设备、上层设备的状态监控，通过广域网实现与设备供应商的监控中心通讯，实现远程技术支持。