CN108661580A - 一种井筒压力控制系统 - Google Patents

Abstract

一种井筒压力控制系统，包括安装在钻杆上的至少一个测量传感器和至少一个压力控制元件，以及用于控制所述压力控制元件的控制器模块，还包括DTU模块、云端服务器，控制器模块连接DTU模块，DTU模块无线连接云端服务器；云端服务器内设有虚拟现实诊断维护模块，虚拟现实诊断维护模块包括存储有故障信息的故障数据库、存储有与故障信息对应解决方案的专家经验数据库。由于采用了上述技术方案，本发明在井筒压力控制系统无现成网络接口或周围无1nternet网络时，技术人员不必亲临井筒压力控制系统现场排除故障，实现了对井筒压力控制系统远程维护功能。

Description

一种井筒压力控制系统

技术领域

本发明涉及井筒压力控制系统技术领域，尤其涉及一种井筒压力控制系统维护系统。

背景技术

现有的井筒压力控制系统，出现故障时不能实现远程故障诊断，技术支持人员需要亲临现场，自己消化，通过大脑的分析，抽象地了解实际设备的运行状况，分析故障原因，大大加大了技术人员的脑力劳动负荷，影响解决故障问题的效率，降低了售后服务的响应速度和服务质量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于虚拟现实技术的实时远程维护系统，解决以上技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:

一种井筒压力控制系统， 包括安装在钻杆上的至少一个测量传感器和至少一个压力控制元件， 以及用于控制所述压力控制元件的控制器模块， 所述测量传感器将所检测的井筒参数发送给所述控制器模块，所述控制器模块根据接收到的井筒参数控制所述压力控制元件停机、 沿第一方向转动或沿与其相反的第二方向转动，当井筒参数显示为正常钻进时， 所述控制器模块使所述压力控制元件停机；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生井漏时， 所述控制器模块使相邻于所述特定的测量传感器的压力控制元件沿第一方向转动；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生溢流时， 所述控制器模块使相邻于所述特定的测量传感器的压力控制元件沿第二方向转动；还包括一 DTU模块、一云端服务器，所述控制器模块连接所述DTU模块，所述DTU模块无线连接所述云端服务器； 所述云端服务器内设有一虚拟现实诊断维护模块，所述虚拟现实诊断维护模块包括一存储有故障信息的故障数据库、一存储有与故障信息对应解决方案的专家经验数据库； 所述控制器模块采集运行数据，并将运行数据通过所述DTU模块传送到所述云端服务器，所述云端服务器将运行数据与所述故障数据库的故障信息进行匹配，当匹配成功时，调用对应的专家经验数据库中的解决方案，并传送给控制器模块，实现远程故障处理功能。

本发明通过一与控制器模块连接的DTU模块，在现场无现成网络接口或周围无Internet网络时，通过DTU模块实现了对远程维护功能。另外，本发明采用数据自动匹配，自动调用解决方案的方式，远程解决井筒压力控制系统故障问题，这样重复的故障问题可以自动完成处理，避免了不必要的重复劳动，技术人员也不必亲临现场排除故障。本发明的设计有利于提高处理速度、节约大量人力、降低成本。

所述云端服务器连接一用于仿真显示井筒压力控制系统故障位置和故障状态的处理装置；

所述云端服务器将运行数据与所述故障数据库的故障信息进行匹配，当匹配不成功时，云端服务器将运行数据传送给所述处理装置，所述处理装置根据运行数据进行处理，仿真显示故障信息，所述故障信息包括井筒压力控制系统故障位置和故障状态，技术人员根据处理装置显示的故障信息给出解决方案，并将故障信息添加进所述故障数据库，将解决方案添加进所述专家经验数据库。

所述处理装置包括一计算机，所述计算机内置有故障信息仿真软件，所述计算机还连接所述故障数据库和所述专家经验数据库；

当所述云端服务器将运行数据传送给所述计算机，所述计算机利用故障信息仿真软件将井筒压力控制系统故障位置和故障状态仿真显示，技术人员实时给出远程解决方案。

所述DTU模块收到所述云端服务器传送的解决方案后，所述DTU模块将解决方案传送给所述控制器模块，通过控制器模块修正运行数据。实时远程控制修改运行状态，提供效率，更加快速的解决突发故障，现场自动处理故障目的。

所述DTU模块连接一显示装置，所述显示装置包括一微型处理器系统、一与所述微型处理器系统连接的显示器，所述微型处理器系统内置有仿真软件；当所述云端服务器将解决方案传送给所述DTU模块后，所述DTU模块将解决方案传送给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统利用仿真软件将井筒压力控制系统故障位置、故障状态和解决方案的方法步骤仿真显示。上述设计实现了技术人员现场处理故障的目的。

本发明采用处理装置仿真显示故障信息，采用显示装置仿真显示解决方案，使用者不必观测枯燥的数据，可以直观观察到井筒压力控制系统的运行状态和仿真的解决方案，有利于提高处理效率。

所述DTU模块连接一地理位置定位模块，当所述云端服务器请求所述DTU模块发送井筒压力控制系统地理位置时，所述DTU模块将所述地理位置定位模块发送的位置信息传送给所述云端服务器。以便云端服务器监控井筒压力控制系统的确切位置。

所述控制器模块连接一设置在DTU模块上的防拆模块，所述控制器模块通过所述防拆模块确定所述DTU模块是否被拆除，当DTU模块被拆除时，所述控制器模块控制井筒压力控制系统无法正常工作；

所述云端服务器无法通过所述DTU模块与所述控制器模块建立连接时，所述云端服务器进行报警提示。

所述控制器模块在传送给云端服务器运行数据时，也传送井筒压力控制系统上的传感器组采集的传感信息。以便云端服务器进一步了解井筒压力控制系统的运行情况。

所述运行数据包括压力控制元件的数据以及井筒压力控制系统故障代码。

所述云端服务器向所述DTU模块传送的数据内容包括停止工作、请求故障代码、更新工作程序。

所述DTU模块内置有GPRS传输模块，所述DTU模块通过所述GPRS传输模块将运行数据传输给所述云端服务器。本发明通过GPRT传输模块进行远程传输，不受地域限制、传输速度快，有利于实传输速发现和解决突发故障。

所述控制器模块与所述DTU模块通过串口线连接。

所述DTU模块与所述显示装置通过通讯接口连接。所述通讯接口可以是RS232或USB 接口。

所述云端服务器与所述处理装置通过网络线连接。

有益效果:由于采用了上述技术方案，本发明在井筒压力控制系统现场无现成网络接口或周围无Internet网络时，技术人员不必亲临井筒压力控制系统现场排除故障，实现了对井筒压力控制系统远程维护功能。本发明有利于提高处理速度、节约大量人力、降低成本。

附图说明

图1为本发明的连接示意图；

图2为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参照图1，一种井筒压力控制系统， 包括安装在钻杆上的至少一个测量传感器和至少一个压力控制元件， 以及用于控制所述压力控制元件的控制器模块1， 所述测量传感器将所检测的井筒参数发送给所述控制器模块1，所述控制器模块1根据接收到的井筒参数控制所述压力控制元件停机、 沿第一方向转动或沿与其相反的第二方向转动，当井筒参数显示为正常钻进时， 所述控制器模块1使所述压力控制元件停机；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生井漏时， 所述控制器模块1使相邻于所述特定的测量传感器的压力控制元件沿第一方向转动；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生溢流时， 所述控制器模块1使相邻于所述特定的测量传感器的压力控制元件沿第二方向转动；还包括一 DTU模块2、一云端服务器3,控制器模块1连接DTU模块2，DTU模块2无线连接云端服务器3。云端服务器3内设有一虚拟现实诊断维护模块，虚拟现实诊断维护模块包括一存储有故障信息的故障数据库、一存储有与故障信息对应解决方案的专家经验数据库。控制器模块1采集运行数据，并将运行数据通过DTU模块2传送到云端服务器3，云端服务器3将运行数据与故障数据库的故障信息进行匹配，当匹配成功时，调用对应的专家经验数据库中的解决方案，并传送给控制器模块1，实现远程故障处理功能。

本发明通过一与控制器模块1连接的DTU模块2，在井筒压力控制系统现场无现成网络接口或周围无Internet网络时，通过DTU模块2实现了对井筒压力控制系统远程维护功能。另外，本发明采用数据自动匹配，自动调用解决方案的方式，远程解决井筒压力控制系统故障问题，这样重复的故障问题可以自动完成处理，避免了不必要的重复劳动，技术人员也不必亲临井筒压力控制系统现场排除故障。本发明的设计有利于提高处理速度、节约大量人力、降低成本。

云端服务器3连接一用于仿真显示井筒压力控制系统故障位置和故障状态的处理装置4。

处理装置4包括一计算机，计算机内置有故障信息仿真软件，计算机还连接故障数据库和专家经验数据库。云端服务器3将运行数据与故障数据库的故障信息进行匹配，当匹配不成功时，云端服务器3将运行数据传送给计算机，计算机利用故障信息仿真软件将井筒压力控制系统故障位置和故障状态仿真显示，故障信息包括井筒压力控制系统故障位置和故障状态，技术人员根据处理装置4显示的故障信息给出解决方案，并将故障信息添加进故障数据库，将解决方案添加进专家经验数据库。

DTU模块2收到云端服务器3传送的解决方案后，DTU模块2可以将解决方案传送给控制器模块1，通过控制器模块1修正运行数据，实时远程控制修改井筒压力控制系统运行状态，提供效率，更加快速的解决突发故障，现场自动处理故障目的。

除了采用自动处理故障的方式外，还可采用如下技术人员手动处理故障的方式:DTU模块2连接一显示装置5，显示装置5包括一微型处理器系统、一与微型处理器系统连接的显示器，微型处理器系统内置有仿真软件。当云端服务器3将解决方案传送给DTU模块2后，DTU模块2将解决方案传送给微型处理器系统，微型处理器系统利用仿真软件将井筒压力控制系统故障位置、故障状态和解决方案的方法步骤仿真显示。本发明采用处理装置4仿真显示故障信息，采用显示装置5仿真显示解决方案，使用者不必观测枯燥的数据，可以直观观察到井筒压力控制系统的运行状态和仿真的解决方案，有利于提高处理效率。

为了更好的售后服务等目的，DTU模块2优选连接一地理位置定位模块6，地理位置定位模块6可以为GPS定位模块，也可以采用LBS定位模块。当云端服务器3请求DTU模块2发送井筒压力控制系统地理位置时，DTU模块2将地理位置定位模块6发送的位置信息传送给云端服务器3。以便云端服务器3监控井筒压力控制系统的确切位置。

控制器模块1连接一设置在DTU模块2上的防拆模块7，控制器模块1通过防拆模块7确定DTU模块2是否被拆除，当DTU模块2被拆除时，控制器模块1控制井筒压力控制系统无法正常工作。云端服务器3无法通过DTU模块2与控制器模块1建立连接时，云端服务器3进行报警提示。当然，当井筒压力控制系统的付款完成后，云端服务器3可以通过DTU模块2修改控制器模块1的参数，既使防拆模块7被拆除，井筒压力控制系统依然能正常工作。

控制器模块1在传送给云端服务器3运行数据时，也传送井筒压力控制系统上的传感器组采集的传感信息。以便云端服务器3进一步了解井筒压力控制系统的运行情况。所述运行数据包括压力控制元件的数据以及井筒压力控制系统故障代码。

云端服务器3向DTU模块2传送的数据内容包括停止工作、请求故障代码、更新工作程序。

DTU模块2内置有GPRS传输模块，DTU模块2通过GPRS传输模块将运行数据传输给云端服务器3。本发明通过GPRT传输模块进行远程传输，不受地域限制、传输速度快，有利于实时快速发现和解决突发故障。

本发明各模块间的连接方式可采用如下方式:控制器模块与DTU模块2通过串口线连接。DTU模块2与显示装置5通过通讯接口连接。通讯接口可以是RS232或USB接口。云端服务器3与处理装置4通过网络线连接。

参照图2，本发明的故障处理方法具体如下:

I)数据采集:控制器模块1通过DTU模块2请求与云端服务器3建立连接；建立连接后，控制器模块1将采集到的运行数据发送给云端服务器3 ；

2)判断匹配:云端服务器3收到运行数据，将运行数据与故障数据库进行匹配，判断是否匹配成功；

3)调取解决方案:若匹配成功，则云端服务器3调取专家经验数据库内的解决方案，并发送给DTU模块2 ；

4)人工处理:若匹配未成功，则云端服务器3将运行数据发送给处理装置4，处理装置4利用故障信息仿真软件进行仿真显示，以便技术人员及时驱动解决方案；

5)添加数据:技术人员确定并输入解决方案后，云端服务器将故障信息存入故障数据库中，将相应的解决方案存入专家经验数据库中，并将解决方案发送给DTU模块2 ；

6)仿真显示:DTU模块2收到解决方案后，发送给显示装置5，显示装置5利用仿真软件仿真解决方案，以便于技术人员直观的查看。

以上显示和描述本发明的基本原理和主要特征本发明的优点。本行业的技术人员应该了解本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护本发明范围内本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种井筒压力控制系统， 包括安装在钻杆上的至少一个测量传感器和至少一个压力控制元件， 以及用于控制所述压力控制元件的控制器， 所述测量传感器将所检测的井筒参数发送给所述控制器模块，所述控制器模块根据接收到的井筒参数控制所述压力控制元件停机、 沿第一方向转动或沿与其相反的第二方向转动，当井筒参数显示为正常钻进时， 所述控制器模块使所述压力控制元件停机；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生井漏时， 所述控制器模块使相邻于所述特定的测量传感器的压力控制元件沿第一方向转动；当特定的测量传感器所检测到的井筒参数显示为发生溢流时， 所述控制器模块使相邻于所述特定的测量传感器的压力控制元件沿第二方向转动；

还包括一 DTU模块、一云端服务器，所述控制器模块连接所述DTU模块，所述DTU模块无线连接所述云端服务器； 所述云端服务器内设有一虚拟现实诊断维护模块，所述虚拟现实诊断维护模块包括一存储有故障信息的故障数据库、一存储有与故障信息对应解决方案的专家经验数据库； 所述控制器模块采集运行数据，并将运行数据通过所述DTU模块传送到所述云端服务器，所述云端服务器将运行数据与所述故障数据库的故障信息进行匹配，当匹配成功时，调用对应的专家经验数据库中的解决方案，并传送给控制器模块，实现远程故障处理功能； 所述云端服务器连接一用于仿真显示井筒压力控制系统故障位置和故障状态的处理装置； 所述云端服务器将运行数据与所述故障数据库的故障信息进行匹配，当匹配不成功时，云端服务器将运行数据传送给所述处理装置，所述处理装置根据运行数据进行处理，仿真显示故障信息，所述故障信息包括井筒压力控制系统故障位置和故障状态，技术人员根据处理装置显示的故障信息给出解决方案，并将故障信息添加进所述故障数据库，将解决方案添加进所述专家经验数据库。

2.根据权利要求1所述井筒压力控制系统，其特征在于:所述处理装置包括一计算机，所述计算机内置有故障信息仿真软件，所述计算机还连接所述故障数据库和所述专家经验数据库； 当所述云端服务器将运行数据传送给所述计算机，所述计算机利用故障信息仿真软件将井筒压力控制系统故障位置和故障状态仿真显示，技术人员实时给出远程解决方案。

3.根据权利要求1或2所述井筒压力控制系统，其特征在于:所述DTU模块收到所述云端服务器传送的解决方案后，所述DTU模块将解决方案传送给所述控制器模块，通过控制器模块修正运行数据。

4.根据权利要求1或2所述井筒压力控制系统，其特征在于:所述DTU模块连接一显示装置，所述显示装置包括一微型处理器系统、一与所述微型处理器系统连接的显示器，所述微型处理器系统内置有仿真软件；当所述云端服务器将解决方案传送给所述DTU模块后，所述DTU模块将解决方案传送给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统利用仿真软件将井筒压力控制系统故障位置、故障状态和解决方案的方法步骤仿真显示。

5.根据权利要求1或2所述井筒压力控制系统，其特征在于:所述DTU模块连接一地理位置定位模块，当所述云端服务器请求所述DTU模块发送井筒压力控制系统地理位置时，所述DTU模块将所述地理位置定位模块发送的位置信息传送给所述云端服务器。

6.根据权利要求5所述井筒压力控制系统，其特征在于:所述控制器模块连接一设置在DTU模块上的防拆模块，所述控制器模块通过所述防拆模块确定所述DTU模块是否被拆除，当DTU模块被拆除时，所述控制器模块控制井筒压力控制系统无法正常工作； 所述云端服务器无法通过所述DTU模块与所述控制器模块建立连接时，所述云端服务器进行报警提示。

7.根据权利要求1所述井筒压力控制系统，其特征在于:所述控制器模块在传送给云端服务器运行数据时，也传送井筒压力控制系统上的传感器组采集的传感信息。

8.根据权利要求1或2所述井筒压力控制系统，其特征在于:所述DTU模块内置有GPRS传输模块，所述DTU模块通过所述GPRS传输模块将运行数据传输给所述云端服务器。