CN108134660B - 一种油井数据处理方法及周期设置方法和设备 - Google Patents

一种油井数据处理方法及周期设置方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种油井数据处理方法及周期设置方法和设备，其中油井数据处理时间设置方法包括：当接收到测量仪发送的油井数据时，确定所述测量仪的类型和油井数据接收时间；根据所述类型和接收时间确定所述测量仪的油井数据处理时间；向所述测量仪发送所述处理时间。本发明提供的技术方案可以在保证的网络覆盖及油田业务需求的前提下，对网络频点资源进行统一规划和管理，确保频点资源充分利用，使网络覆盖和容量指标处于较优状态。

Description

一种油井数据处理方法及周期设置方法和设备
技术领域
本发明涉及油田数据处理领域，具体涉及一种油井数据处理方法及周期设置方法和设备。
背景技术
在油田自动化建设中，需要使用多种测量仪探测油井数据，这些测量仪将数据发送给服务器以进行分析和监测等操作。在实际应用中，一个油田系统中需要使用大量的、多种类的测量仪，这些测量仪与服务器之间通常采用无线连接的方式传递数据。
考虑到通信成本问题，目前本领域优选使用低功耗的通信方式进行油井数据传输。LoRaWAN是一种基于扩频技术的远距离的、低功耗、大容量的无线通传输方案。但是获得远距离、低功耗的代价是传输速率低和数据负荷有限。LoRaWAN为半双工通讯模块，上、下行数据不能在一次通信过程完成。上述技术特点决定了LoRaWAN技术适用于业务数据量小、上报频次低的场景，例如远程抄表、智慧农业等。在油田领域中，采油井井口抽油机的功图数据是较为关键的生产数据，是判断井况重要依据。采集系统模型中传输的功图有效数据量是普通抄表系统中的上百倍，上报频次远高于普通抄表系统。
现有的油井数据发送方式是当测量仪上电时，主动采集并向服务器发送油井数据，当通信链路拥堵时，测量仪发送数据失败，此后会采取重传策略多次尝试发送数据，当测量仪种类和数量过多、对通信周期要求较短时，由于各个测量仪不会考虑除自身外的其他测量仪的数据处理周期，而只判断自身是否成功发射数据，由此会造成数据发送缓慢，甚至丢失数据。由此可见，诸如LoRaWAN等低功耗通信模式在油田应用中面临多设备并发、大数据量上报带来的数据链路拥堵、数据丢失、无法满足业务需求等问题，造成油井数据处理效率较低的局面。
发明内容
本发明要解决的是现有的油井数据通信方式的处理效率低的问题。
本发明提供一种油井数据处理时间设置方法，包括：
当接收到测量仪发送的油井数据时，确定所述测量仪的类型和油井数据接收时间；
根据所述类型和接收时间确定所述测量仪的油井数据处理时间，所述油井数据处理时间至少包括油井数据上传时间，其中不同种类的测量仪对应的油井数据上传时间不相同；
向所述测量仪发送所述处理时间。
优选地，所述处理时间还包括油井数据采集时间。
优选地，其中至少一种测量仪对应的油井数据采集时间是另外至少一种测量仪对应的油井数据上传时间。
优选地，所述根据所述类型和接收时间确定所述测量仪的油井数据处理时间的步骤，包括：
根据所述类型确定预先分配的预定时段，所述预定时段是一个总周期中的一部分，所述总周期被划分为多个子时段，每个所述子时段被划分为至少一个所述预定时段；
确定与所述接收时间最接近的可用预定时段。
优选地，所述确定与所述接收时间最接近的可用预定时段的步骤，包括：
根据其他测量仪在此前被确定的处理时间确定所有可用预定时段；
根据所述接收时间从所有可用预定时段确定最接近的可用预定时。
优选地，每个所述子时段中的预定时段的数量与测量仪的种类数量相同。
优选地，其中数据量较小的测量仪对应的预定时段的长度小于数据量较大的测量仪对应的预定时段的长度。
本发明还提供一种油井数据处理方法，包括：
启动后采集油井数据；
采集完成后向服务器发送油井数据；
接收所述服务器根据所述油井数据的接收时间和测量仪类型反馈的处理时间，所述油井数据处理时间至少包括油井数据上传时间，其中不同种类的测量仪对应的油井数据上传时间不相同；
按照所述处理时间采集并发送油井数据。
优选地，所述处理时间还包括油井数据采集时间。
优选地，其中至少一种测量仪对应的油井数据采集时间是另外至少一种测量仪对应的油井数据上传时间。
本发明还提供一种服务器，包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述油井数据处理时间设置方法。
本发明还提供一种油井数据测量仪，包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述油井数据处理方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种油井数据采集系统的结构示意图；
图2是本发明提供的油井数据处理周期设置方法的流程图；
图3是利用本发明提供的油井数据处理周期设置方法设置的处理周期示意图；
图4是本发明提供的油井数据处理方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供一种油井数据处理时间设置方法，该方法由油井数据处理系统中的服务器执行，本实施例以压力测量仪、温度测量仪、功图测量仪、电量采集模块4种终端仪表为对象规划通信周期。
本实施例采用LoRaWAN通讯模式，LoRaWAN网关一般提供的上行信道数只可能是ISM整个频段的子集，如标准的CN470频段预定义了96个上行频点，但一般户外网关产品支持的信道数为8个或16个。
LoRaWAN通讯模式允许传输的数据负荷为222字节，针对大数据量的功图测量仪和电参采集模块，分14包数据上传，每包64字节，有利于缩短传输时间，提高传输成功率。
图1示出了油井数据采集系统的结构示意图，本实施例对压力测量仪、功图测量仪和温度测量仪、电参采集模块进行频谱划分，压力测量仪、功图测量仪打开8个信道，频点设置为f1～f8，温度测量仪、电参采集模块打开8个信道，频点设置为f9～f16。相应的网关1#应采用f1～f8信道计划，网关2#应采用f9～f16信道计划。以此实现扩容的同时，可以有效降低同频干扰。
本实施例中的网关1#和网关2#采用相同的通信周期规划，在此以网关1#为例对油井数据处理周期设置方法进行介绍，在服务器执行本方法之前，应当设置测量仪的总数量和总的通信周期，在本实施例中网关1#承载40口井的功图测量仪和压力测量仪，也即测量仪种类有2种，每种有40台。在本领域中，对测量仪的数据上报周期会有一定要求，例如要求数据发送间隔不能超过1小时，因此在这1小时内需要每台设备进行至少一次数据发送。其中压力测量仪可以实时采集数据，而功图测量仪需要一定的时间进行数据采集操作，并且压力测量仪发送的数据量远小于功图测量仪发送的数据量。
如图2所示，服务器执行的周期设置方法包括如下步骤：
S1，当接收到测量仪发送的油井数据时，确定所述测量仪的类型和油井数据接收时间。在执行本方法设置周期之前，测量仪可以在上电时主动采集并发送数据。由于首次上电的时间不确定，所以服务器要在第一次接到数据后再执行后续的周期设置操作。测量仪发送数据的同时会发送自身身份信息，例如编号或者硬件地址等，服务器可以根据身份信息确定其类型以及顺序等信息。
S2，根据所述类型和接收时间确定所述测量仪的油井数据处理时间，在本实施例中有2种类型的测量仪，首先可以将这2种类型的测量仪的数据上传时间区分开，使它们不重叠，例如可以设定6分钟为一个子时段，其中的前3分钟是压力测量仪的数据发送时间，后3分钟是功图测量仪的数据发送时间。例如当前时间接到某一台测量仪的数据的时间，其类型是压力测量仪，由此可以判定其发送时间是某些子时段的前3分钟。当这一种测量仪的数量较小时，可以设置所有该种类的测量仪在这前3分钟同时发送数据，这可以缩短它们的通信周期，但当数量较多时，还应当进一步区分发送时间。本实施例中有40台压力测量仪，如果在3分钟内使40台压力测量仪同时发送数据，仍将造成链路堵塞，因此要考虑各个测量仪首次发送数据的时间，根据当前已被占用的时间和首次发送数据时间，将各个测量仪划分到不同的时间段内，例如奇数子时段的前3分钟是1-20台压力测量仪的发送时间，偶数子时段的前3分钟是21-40台压力测量仪的发送时间。
类似地，子时段6分钟中的后3分钟是功图测量仪的数据发送时间，但由于功图测量仪的数据较大，3分钟内不能有20台同时上传，根据实际情况可以得知3分钟内可以有4台同时上传，因此在首次接到某一个功图测量仪发送的数据时，可以根据当前已被占用的时间和其首次发送时间，将其处理时间设置到空闲的时段中。
与压力测量仪不同的是，还可以对功图测量仪设置采集时间，使其在非上传时间时采集数据，本实施例将功图测量仪的采集时间与压力测量仪的上传时间重叠设置，这样可以更高效的利用时间，提高通信效率。
S3，向所述测量仪发送所述处理时间，接收到处理时间的测量仪即可按照该时间采集或上传油井数据。
根据本发明实施例提供的油井数据处理时间设置方法，通过测量仪的类型和其首次主动发送油井数据的时间来确定测量仪后续对油井数据的处理时间，并向测量仪发送所述处理时间，以使各个测量仪按照服务器分配的处理时间采集和上传油井数据，上述方案可以在保证的网络覆盖及油田业务需求的前提下，对网络频点资源进行统一规划和管理，确保频点资源尽可能地被充分利用，使网络覆盖和容量指标处于较优状态，并由此提高油井数据的处理效率。
作为一个优选的实施例，结合图3所示，本实施例设置总周期为1小时，并将每个小时等分成10个子时段，每个子时段为6分钟。上述步骤S2可以包括如下步骤：
S21，根据所述类型确定预先分配的预定时段，所述预定时段是一个总周期中的一部分，所述总周期(1小时)被划分为多个子时段(6分钟)，每个所述子时段被划分为至少一个所述预定时段。其中优选地，每个所述子时段中的预定时段的数量与测量仪的种类数量相同。在本实施例中总周期1小时被划分成了10个6分钟的子时段，由于有2种测量仪，6分钟的子时段又进一步被划分为前2分30秒和后3分30秒，其中前2分30秒是压力测量仪的上传时间，后3分30秒是功图测量仪的上传时间。本实施例中的数据量较小的测量仪对应的预定时段的长度小于数据量较大的测量仪对应的预定时段的长度。
由此在接到一个测量仪首次上传数据时即可根据其类型确定其之后的上传时间应该是前2分30秒或是后3分30秒。
S22，确定与所述接收时间最接近的可用预定时段，可用预定时段是指未被占满的预定时段，如前文所述，服务器预先得知每种测量仪的数量，并可以得知当前已接收过多少个测量仪首次发送的数据，也即可以得知已经分配了哪些测量仪的处理时间，由此可以根据已经分配过的时间来确定哪些是有空闲的预定时段(可用预定时段)，然后根据当前的接收时间寻找一个最近的有空闲的预定时段。
例如当前已确定了20个(如图3所示A1#～A20#)压力测量仪的上传时间，然后接到了第21个压力测量仪首次上传的数据，此时可以确定第一个6分钟(子时段)的前2分30秒(预定时段)已经被前20台压力测量仪占满，所以只能设置第二个6分钟(子时段)的前2分30秒(预定时段)作为第21个压力测量仪的上传时间，第22#～A20#个压力测量仪同样按照此方式设置上传时间。服务器不需要实时计算数据量和时间的关系，只需预先设置好每个预定时段可以允许分配的测量仪的数量阈值即可，当数量达到阈值时则使用后续预定时段。
实际应用时可以根据上传周期的具体要求灵活设置上传时间，例如可以只设置前2个子时段上传数据，后8个子时段空闲，本实施例中的第3-10个6分钟(子时段)仍设置压力测量仪上传数据，也即奇数子时段中有前20个压力测量仪上传数据、偶数子时段中有后20个压力测量仪上传数据，这样每个压力测量仪在1小时内会进行5次上传数据，此设置是为了提高时间利用率，而非对本发明提供的方法进行限定。
对于数据量较大的功图测量仪而言，例如当前已确定了4个功图测量仪(如图3所示B1#～B4#)的上传时间，然后接到了第5个功图测量仪首次上传的数据，此时可以确定第一个6分钟(子时段)的后3分30秒(预定时段)已经被前4台功图测量仪占满，所以只能设置第二个6分钟(子时段)的后3分30秒(预定时段)作为第5个功图测量仪的上传时间，第6-40个功图测量仪(B6#～B40#)同样按照此方式设置上传时间，由此1小时内40个功图测量仪分别可以上传1次数据。
功图测量仪的采集时间被设置为6分钟(子时段)的前2分30秒(预定时段)，这个时段内是压力测量仪在上传数据，而功图测量仪采集数据，二者不会同时占用信道，并有效利用时间，由此来进一步提高油井数据处理效率。
网关2#承载的温度测量仪和网关1#承载的压力测量仪设置流程相同，网关2#承载的电参采集模块与网关1#承载的功图测量仪设置流程相同。
本实施例还提供一种服务器，包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述油井数据处理时间设置方法。
本发明的另一个实施例提供一种油井数据处理方法，该方法由上述实施例中的油井数据测量仪执行，如图4所示，该方法包括如下步骤：
S’1，启动后采集油井数据；
S’2，采集完成后向服务器发送油井数据；
S’3，接收所述服务器根据所述油井数据的接收时间和测量仪类型反馈的处理时间，处理时间包括数据采集时间和油井数据上传时间中的至少一个。该处理时间即根据上述油井数据处理时间设置方法分配的时间，此处不再赘述其具体分配过程。
S’4，按照所述处理周期采集并发送油井数据。
结合图3所示，根据上述方式处理油井数据，压力测量仪上电后上报业务数据，服务器根据当前实时时间及各时间片压力测量仪上报时间分布情况，计算出距离下一个时间段开始时刻到2min30s内的延时时间，服务器下发指令，指令中包含延时时间，仪表按照延时时间上报下一次业务数据。针对每个初始上电的压力测量仪均进行上报时间调整，初始约定压力测量仪上报周期应为6min的整数倍，此处约定为12min，通过对每个新加入的压力测量仪进行时间调整，最终40台压力测量仪的上报时间分布如图3中编号A1#～A20#，A21#～A40#。
约定功图测量仪上电后上报心跳数据，服务器根据当前实时时间及各时间片功图测量仪上报时间分布情况，计算出距离下一个时间段开始时刻的延时时间，服务器下发指令，指令中包含延时时间，初始约定功图测量仪上报周期应为6min的整数倍，此处约定为1h，通过对每个新加入的功图测量仪进行时间调整，最终40台功图测量仪表的上报时间均匀分布在每个时间段的开始时刻，每个时刻分布4台功图测量仪，功图测量仪整点上报常规后，服务器下发功图采集指令，每个时间段开始的前2min30s内功图测量仪随油井冲程进行数据采集，此时功图测量仪无上、下行数据，采集周期约2min～3min,采集完成后上报14包功图数据，传输时间约2min，则6min内可完成4台功图数据的采集、传输，1小时内完成B1#～B40#台压力测量仪的业务数据上报。
本实施例还提供一种油井数据测量仪，包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述油井数据处理方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种油井数据处理时间设置方法，其特征在于，包括：
当接收到测量仪发送的油井数据时，确定所述测量仪的类型和油井数据接收时间，所述测量仪包括压力测量仪、温度测量仪、功图测量仪和电量采集模块中的至少两种；
根据所述类型和接收时间确定所述测量仪的油井数据处理时间，所述油井数据处理时间至少包括油井数据上传时间，其中不同种类的测量仪对应的油井数据上传时间不相同，根据所述类型和接收时间确定所述测量仪的油井数据处理时间具体包括根据所述类型确定预先分配的预定时段，所述预定时段是一个总周期中的一部分，所述总周期被划分为多个子时段，每个所述子时段被划分为至少一个所述预定时段，并确定与所述接收时间最接近的可用预定时段，其中每个所述子时段中的预定时段的数量与测量仪的种类数量相同；
向所述测量仪发送所述处理时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理时间还包括油井数据采集时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中至少一种测量仪对应的油井数据采集时间是另外至少一种测量仪对应的油井数据上传时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与所述接收时间最接近的可用预定时段的步骤，包括：
根据其他测量仪在此前被确定的处理时间确定所有可用预定时段；
根据所述接收时间从所有可用预定时段确定最接近的可用预定时。
5.一种油井数据处理方法，其特征在于，包括：
启动后采集油井数据；
采集完成后向服务器发送油井数据；
接收所述服务器利用权利要求1-4中任一项所述的设置方法反馈的处理时间；
按照所述处理时间采集并发送油井数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理时间还包括油井数据采集时间。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，其中至少一种测量仪对应的油井数据采集时间是另外至少一种测量仪对应的油井数据上传时间。
8.一种服务器，其特征在于，包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-4中任一项所述的油井数据处理时间设置方法。
9.一种油井数据测量仪，其特征在于，包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求5-7中任一项所述的油井数据处理方法。
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