CN206348918U - 钻井综合数据实时传输仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钻井综合数据实时传输仪，该传输仪包括用于采集井场实时仪器数据并将采集到的数据进行上传的数传模块、数据处理器、数据存储器及无线传输组件，所述数传模块、数据存储器和无线传输组件分别与数据处理器连接；所述数传模块上设置有与井场实时仪器相适配的接口适配器。该传输仪实现了油田现场各种专业仪器设备数据的采集和传输，并且具有无线传输组件，该组件提供了现场自组网，通过点对点的无线链路，减少了繁琐现场布线工程，同时也减少了以往从现场到基地用户多网关造成的实时数据堵塞问题。

Description

钻井综合数据实时传输仪

技术领域

本实用新型涉及一种钻井综合数据实时传输仪。

背景技术

随着信息技术的发展，各大油(气)田公司在工程技术方面做了大量的调研与研究，同时也为各大专业(钻、录、测、井下)建立了大量的应用软件，为井场的安全作业、高效作业提供了便利。

随着网络技术高速发展、物联网的崛起，那么对井场现有作业模式又提出了新的挑战。关于井场信息不再局限于各个专业单独的数字化、简单应用，而是趋向于多源信息集中采集、数据统一传输与共享、数据集中管理及融合应用，最终实现多源信息统一管理、多工种协同作业及远程决策与生产指挥。因此，井场信息一体化服务平台建设是一个必然趋势，也是各大油(气)田公司志在建立的新的井场作业模式和服务模式。井场多源信息集中采集、管理是井场信息一体化服务平台的基础，尤其是井场各种仪器、设备数据的自动识别、集中采集与统一管理，是井场信息一体化服务平台的根基。

在油田信息化系统中，井场数据传输的高效性、稳定性一直是油田生产过程中难以解决的问题，由于井场往往在比较偏远的地区，如沙漠等恶劣环境，目前常用的解决方案有租用卫星通道或者使用远距离微波传输。租用卫星通道存在数据传输不稳定，需要将发射天线实时对准卫星，而现场中经常出现大风天气，导致天线轻微移位，数据传输链路因此而中断。远距离微波传输则对距离有限制，一般在几十公里到几百公里不等，而且传输设备也存在恶劣天气引起的数据链路中断。

实用新型内容

本实用新型提供了一种钻井综合数据实时传输仪，以实现对不同种类井场仪器数据的采集及稳定性传输。

为达到上述目的，本实用新型的钻井综合数据实时传输仪包括：用于采集井场实时仪器数据并将采集到的数据进行上传的数传模块、数据处理器、数据存储器及无线传输组件，所述数传模块、数据存储器和无线传输组件分别与数据处理器连接；所述数传模块上设置有与井场实时仪器相适配的接口适配器。

所述无线传输组件包括3G/4G模块，用于将采集到的井场实时仪器数据传输到基地服务器。

所述无线传输组件包括WIFI模块，用于用户通过移动终端获取井场实时仪器数据。

所述无线传输组件上设置有Zigbee数据连接处理模块，用于接收处理来自具有Zigbee协议的无线仪器仪表的数据。

所述无线传输组件上设置有433MHz模块，用于接收处理来自具有433MHZ协议的无线仪器仪表的数据。

该传输仪上设置有RJ45、RS232和/或USB接口。

该传输仪上设置有安卓组件，所述安卓组件包括显示屏，用于现场数据展示。

该传输仪上设置有用于供电的电源组件，所述电源组件包括充电模块和升压模块。

所述井场实时仪器包括综合录井设备和/或随钻设备。

本实用新型的有益效果：该传输仪能够对井场多种仪器进行数据采集，通过设置在数传模块上的接口适配器，实现油田现场各种专业仪器设备数据的采集和传输，并且具有无线传输组件，该组件提供了现场自组网，通过点对点的无线链路，减少了繁琐现场布线工程，同时也减少了以往从现场到基地用户多网关造成的实时数据堵塞问题。

为现场提供宽域wifi网络环境，提供覆盖面积半径300M-500M，使用户通过移动终端能够连接网络，为下一步的移动终端的应用提供扩展；

通过工业以太网接口及设备智能匹配算法就能采集LWD/MWD等井场仪器的实时数据，同时可让用户根据移动终端对设备进行相关操作，及时校正相关参数，保证用户最终传输的数据具备实时性，安全性，格式标准化，应用性强等特点，此设备具有满足现场复杂条件应用、使用范围广、可灵活配置、支持多终端应用等特点。

附图说明

图1为本实施例钻井综合数据实时传输仪的结构框图；

图2为本实施例的钻井综合数据实时传输仪的网络部署图；

图3为本实施例的自动采集接口结构图；

图4为本实施例的钻井综合数据实时传输仪的技术架构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步详细介绍。

如图1所示，本实施例的钻井综合数据实时传输仪包括该传输仪用于采集井场实时仪器数据并将采集到的数据进行上传的数传模块、数据处理器、数据存储器及无线传输组件，所述数传模块、数据存储器和无线传输组件分别与数据处理器连接。

所述数传模块上设置有与井场实时仪器相适配的接口适配器。数传模块上设置了多个接口适配器以适用于采用不同端口通信协议的现场仪器设备的接入。端口通信协议包括RS485/232、RJ45、WIFI、airmax、Zigbee、433MHz等。对于采用上述协议进行数据交互的现场仪器设备，实施例的传输仪可设置相应的接口，设置的接口如下：

RJ45：链接至用户工作区域内的自建网络，通过网络获取仪器设备的数据；

RS232：因有些仪器设备只提供RS232接口，设备通过RS232链接仪器可读取、接收此接口数据。

USB：提供usb数据接口的仪器，钻井综合数据实时传输仪提供usb接口可以和现场仪器设备进行链接，获取仪器设备数据。

Zigbee：钻井综合数据实时传输仪提供现场具有zigbee协议的无线仪器仪表的连接处理模块。

433MHz：钻井综合数据实时传输仪提供现场具有433MHZ协议的无线仪器仪表的链接处理模块。

Wifi、AP：钻井综合数据实时传输仪提供小范围wifi覆盖(100㎡)范围和AP覆盖(半径300m或者500M)范围，使用户通过移动终端能够连接网络，为下一步的移动终端的应用提供扩展功能。

在传输仪上设置3G/4G模块，用于将采集到的井场实时仪器数据传输到基地服务器。具体来说，3G/4G模块可采用电信、移动、联通等3G数据卡，安装在实时传输仪上，通过这些公共的3G/4G通讯网络实现从钻井现场到基地的数据传输服务。。

该传输仪提供安卓组件，该安卓组件包括高分屏，用于进行现场数据展示，该安卓组件也可用于提供WIFI网络环境，用户的安卓系统手机就可以通过钻井专业的APP应用，通过实时采传仪将数据或图片等信息上传到基地服务器上，如每天的钻井生产日报数据，就可以通过手机钻井生产日报APP应用上报当天钻井生产数据。

该传输仪上还设置有电源组件，通过该电源组件为传输仪的各个部分供电。电源组件包括充电模块、升压模块、滤波模块及电磁屏蔽环。

现场仪器设备的种类及型号如表1所示。

表1为各种类型的现场仪器设备

具体来说，现场仪器设备包括钻井参数仪、LWD/MWD、岩芯扫描仪、综合录井仪、摄像仪、荧光录井仪等。

下面详细介绍本实施例传输仪的工作原理：

该传输仪通过采集程序和专业设备接口从综合录井仪或随钻设备上采集实时数据，传输部分连接采集程序的数据服务，实时发送数据，并将接收到的实时数据和当前工况一起打包传输到服务器；采集程序会将采集到的数据实时保存到日文件中，一口井一个目录，目录名为井场名称，采集程序负责原始数据的采集和补采，将实采数据和补采数据合并在一起，成为统一的数据源，传输客户端需要补传时从该处采集数据，打包成实时数据文件，压缩后通过FTP通道上传到服务器。

该传输仪还具备以下功能：

参数管理，读取xml文件中存储的参数信息，用户可以设置井场名称、数据服务端口、日文家能存储位置、数据存储时间间隔，选择综合录井仪型号、设置实时数据采集、补采数据采集的数据源，并保存在xml文件中。

数据服务，将请求实时数据的应用程序连接保存在一个连接链表中，将采集处理后的实时数据(含工况信息)发送给所有建立连接的应用程序，需要根据连接建立、中断动态维护该链表。

采样插件管理，根据用户选择的综合录井仪的类型，动态加载相应的设备采样插件(DLL),在综合录井仪类型发生变化时将原来的加载的DLL卸载、重新加载相应的新的采样插件(DLL)。

采样插件，负责从实时、补采数据源采集原始数据、进行数据抽取、映射、变比例等处理、产生原始数据体和标准的数据体，通知采样程序接收数据。

数据采集，实时接收采样插件采集的数据。自动补采：本次开始实时采集前，自动补采自上次停止采集到目前的数据。

数据合并，按照时间排序，合并同一天的补采数据和实时数据合并。

数据存储，在存储目录下，以井为单位建立各自的子目录，日文件的命名格式：YYYYMDD.rtd，文件头部有版本号、数据项的顺序、名称，记录为定长记录格式，方便读取。

工况状态维护，对当前工况进行自动判断和手动更改。

工矿处理，当前工况为自动状态时，根据工况计算算法，程序实时计算当前的工况，保留在实时数据包的工况数据域中。

数据显示，文本显示：逐次显示选择的各个数据项。曲线显示，根据用户定义的模板要求、显示ige个数据项的实时曲线。原始数据显示：实时才能使采集到的未作任何处理原始数据。

数据映射管理，由于原始数据和标准数据不是意义对应，各种综合录井仪的实时数据通道个数、标识差异很大，原始数据的单位也各不相同，允许用户在运行过程中实时调整各标准数据项的原始通道号，修改比例系数。

回填处理，根据用户设置的回填深度，删除日文件中该深度以后的数据；删除数据可以选择备份，根据用户指定的目录下，在该目录下将井场名称命名的子目录，将数据备份到该目录下。

远程服务器连接，连接实时数据接收服务器，该程序接收实时数据采集模块传送的实时数据，在链路连接正常的情况下，将实时数据及时、正确地传输到服务器；如果网络链路不通，则将实时数据缓存起来，系统随后会在网络连接重新建立后，将缓冲数据打包成文件，自动通过FTP文件传输模块上传到服务器。该程序除了传输实时数据，同时还要对网络链路进行实时监视，判断当前链路状态，对于已经断开的链路要及时地的处理，重新连接服务器，建立新的链路，保证实时数据传输通畅。在有实时数据的情况下发送实时数据，否则定时发送心跳数据。

断开服务器连接，该模块停止将实时数据传输到服务器，停止传输实时数据。

服务器参数配置，设定服务器的名称，IP地址，实时数据端口，FTP端口。

井基本参数配置，设定井场名称、密码，数据采集过程中累积数据数目的阈值。

数据服务参数配置，设置运行采样程序的计算机的IP地址、数据服务端口、日文件的存储目录。

完井库参数配置，设定完井库所在文件的路径、完井库的密码，业务字段名。

工况状态维护，对当前工况进行自动判断和手动更改。

启动采集，负责从录井仪采集钻井过程中的实时数据，对采集到的数据进行必要的处理，形成系统所需要的标准数据，提交实时数据传输模块进行实时传输，如果系统由于其他原因，如果在某个时间段未采集数据，则系统提供了历史数据补采机制，系统支持自动和手动两种方式补采数据，补采数据按照一定的格式保存到文件。

工况传输，该工况传输分成自动传输和手动传输。

数据补采，设定开始补采的时间或者井深，结束补采的时间或者井深，从采样程序产生的日文件中提取负荷条件的数据，打包成文件、压缩、上传到文件接收服务器。

完井库数据提取，显示完井库分类树形结构，根据用户选择，分别采取数据整表提取和查新提取的处理逻辑，并对产生的上传数据库进行紧缩、压缩处理，保存在上传目录下。

文件上传，实现文件的上传，并支持断点续传，如果传输过程中出现异常，系统能够重新建立新的连接，从上次传输中断的地方开始传输文件中剩余的数据；对于传输失败的文件，在收到服务器文件传输失败的回复包后，能够实现自动地重传。文件在传输前自动压缩，压缩文件名的命名格式：井名名称(时戳).ZIP。

设备在完成采集传输功能的基础上，对外提供监控和控制面板，如安卓组件，通过监控面板，用户直接看到设备采集到的数据是否正确以及传输状态。设备提供多种数据监控方式，比如实时数据、实时曲线、实时井眼轨迹等。

该传输仪所能达到的技术效果是：该井场实时传输仪主要应用于石油行业工程技术及油田开发板块涉及物探、钻井、录井、测井、井下作业、采油、管输等专业，满足作业现场各个专业的仪器设备数据采集、传输、控制、数据共享及后端应用为一体的数据整合，是典型的物联网解决方案，具体包括：

1)为用户提供一套集采、传为一体的解决方案，减少原工作模式的事物复杂度，设备，应用的联网无缝连接，提高采传应用一体化效率；

2)实现油田现场各种专业各种仪器设备的智能识别、采集与传输；

3)基于WITSML标准进行采集与传输；

4)提供信号放大增强功能，便于传输的稳定性；

5)提供实时、准确、完整、标准的数据服务，支撑井场第三方应用；

6)提供了现场自组网，通过点对点的无线链路，减少了繁琐现场布线工程，同时也减少了以往从现场到基地用户多网关造成的实时数据堵塞问题；

7)为现场提供wifi网络环境，提供覆盖面积半径300M-500M，使用户通过移动终端能够连接网络，为下一步的移动终端的应用提供扩展；

8)为井场信息一体化服务平台提供实时的、标准的、统一的数据支撑，从而实现多专业协同作业、远程决策及生产指挥，改变井场现有作业模式。

Claims (8)

1.钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，该传输仪包括用于采集井场实时仪器数据并将采集到的数据进行上传的数传模块、数据处理器、数据存储器及无线传输组件，所述数传模块、数据存储器和无线传输组件分别与数据处理器连接；所述数传模块上设置有与井场实时仪器相适配的接口适配器；该传输仪上设置有安卓组件，所述安卓组件包括显示屏，用于现场数据展示及用于监控钻井综合数据实时传输仪采集数据的正确性及数据传输状态。

2.根据权利要求1所述钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，所述无线传输组件包括3G/4G模块，用于将采集到的井场实时仪器数据传输到基地服务器。

3.根据权利要求1所述钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，所述无线传输组件包括WIFI模块，用于用户通过移动终端获取井场实时仪器数据。

4.根据权利要求1所述钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，所述无线传输组件上设置有Zigbee数据连接处理模块，用于接收处理来自具有Zigbee协议的无线仪器仪表的数据。

5.根据权利要求1所述钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，所述无线传输组件上设置有433MHz模块，用于接收处理来自具有433MHZ协议的无线仪器仪表的数据。

6.根据权利要求1所述钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，该传输仪上设置有RJ45、RS232和/或USB接口。

7.根据权利要求1所述钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，该传输仪上设置有用于供电的电源组件，所述电源组件包括充电模块和升压模块。

8.根据权利要求1-7任一所述钻井综合数据实时传输仪，其特征在于，所述井场实时仪器包括综合录井设备和/或随钻设备。