專利名稱：井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在油田開發(fā)過程中，對修井設(shè)備作業(yè)現(xiàn)場的管理監(jiān)測主要依靠人工日常巡檢，但是，這種方式無法實現(xiàn)不間斷地錄取施工參數(shù)，無法實現(xiàn)對所有施工現(xiàn)場進行全天候、全過程的監(jiān)控，因此，監(jiān)控力量相對薄弱。而且，這種方式在施工過程中遇到復(fù)雜情況時也無法提供連續(xù)確切的施工參數(shù)，從而直接影響了問題的分析和決策的制定。另外，現(xiàn)場的工作人員長時間處于簡單勞動狀態(tài)，容易產(chǎn)生疲勞，因而容易在監(jiān)控過程中造成疏忽，因此，監(jiān)控的可靠性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的人工巡檢方式監(jiān)控力量薄弱，監(jiān)控可靠性低的問題。一種井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測修井設(shè)備的工作參數(shù)，包括多個傳感器、司鉆顯示臺和遠程數(shù)據(jù)處理中心，其中，所述多個傳感器安裝在修井設(shè)備上并與所述司鉆顯示臺相連，用于監(jiān)測所述修井設(shè)備的工作參數(shù)；所述司鉆顯示臺，用于采集所述多個傳感器監(jiān)測的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)，并對采集到的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)進行處理并顯示；還用于將處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)傳輸給遠程數(shù)據(jù)處理中心；遠程數(shù)據(jù)處理中心，用于對司鉆顯示臺傳輸?shù)乃鲂蘧O(shè)備的工作參數(shù)進行分析處理。本發(fā)明實施例中，通過多個傳感器來監(jiān)測修井設(shè)備的工作參數(shù)，并通過司鉆顯示臺來采集處理所述工作參數(shù)，通過遠程數(shù)據(jù)處理中心實現(xiàn)所述工作參數(shù)的遠程處理。通過本發(fā)明實施例提供的監(jiān)測系統(tǒng)，提高了監(jiān)控的可靠性。


圖I為本發(fā)明提供的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為充分了解本發(fā)明的目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發(fā)明做詳細說明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。本發(fā)明提供了一種井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測井下作業(yè)施工參數(shù)，即修井設(shè)備的工作參數(shù)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的人工巡檢方式監(jiān)控力量薄弱，監(jiān)控可靠性低的問題。本發(fā)明提供的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，如圖I所示，包括多個傳感器I、司鉆顯示臺2和遠程數(shù)據(jù)處理中心5，其中，所述多個傳感器I安裝在修井設(shè)備上并與所述司鉆顯示臺2相連，用于監(jiān)測所述修井設(shè)備的工作參數(shù)；所述司鉆顯示臺2，用于采集所述多個傳感器I監(jiān)測的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)，并對采集到的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)進行處理并顯示；還用于將處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)傳輸給遠程數(shù)據(jù)處理中心5 ;遠程數(shù)據(jù)處理中心5，用于對司鉆顯示臺2傳輸?shù)乃鲂蘧O(shè)備的工作參數(shù)進行分析處理。本發(fā)明實施例中，通過多個傳感器來監(jiān)測修井設(shè)備的工作參數(shù)，并通過司鉆顯示臺來采集處理所述工作參數(shù)，通過遠程數(shù)據(jù)處理中心實現(xiàn)所述工作參數(shù)的遠程處理。通過本發(fā)明實施例提供的監(jiān)測系統(tǒng)，提高了監(jiān)控的可靠性。下面參照附圖詳細描述一下本發(fā)明提供的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)。圖2示出了本發(fā)明提供的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)包括多個傳感器I、與所述多個傳感器I相連的司鉆顯示臺2、與所述司鉆顯示臺2相連的工業(yè)存儲器3、與所述司鉆顯示臺2相連的CDMA遠程傳輸單元4、 與所述CDMA遠程傳輸單元4連接的遠程數(shù)據(jù)處理中心5，以及與所述遠程數(shù)據(jù)處理中心5連接的多個客戶機6。其中，多個傳感器I分別安裝在修井設(shè)備的相應(yīng)位置，用于對修井設(shè)備的相應(yīng)位置的工作參數(shù)進行監(jiān)測，其中，修井設(shè)備包括泥漿泵、修井機等多種設(shè)備。修井設(shè)備的工作參數(shù)主要包括泵沖速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、管柱深度、大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力等。其中，泵沖速是指泥漿泵的沖速，具體地，可以指單泵沖速也可以指雙泵沖速，本實施例中以單泵沖速為例進行描述；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)盤扭矩是用于監(jiān)測修井機配備的轉(zhuǎn)盤的工作狀態(tài)的參數(shù)，具體地，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速過快或過慢都可能對作業(yè)過程產(chǎn)生影響，因此，需要監(jiān)測轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速信息來控制轉(zhuǎn)盤在合理的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)盤的扭矩和轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速之間存在著一定的關(guān)系，同時監(jiān)測轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速和扭矩能夠準確地了解轉(zhuǎn)盤的工作狀況；管柱深度是指修井機將管柱放置到井身中的深度；大鉤懸重是指修井機的大鉤上懸吊的重量，具體地，大鉤上懸吊的重量不能超出其規(guī)定的限重值；立管壓力是指修井機井架上的立管的壓力(立管是指地面泥漿管線在井架一側(cè)直立的部分，立管的頂部彎曲似鵝頸狀，上有法蘭與水龍帶相連，在立管上裝有壓力表以指示泥漿泵的泵壓)。上述工作參數(shù)根據(jù)需要可在修井作業(yè)前、作業(yè)中和/或作業(yè)后進行監(jiān)測，以確定修井設(shè)備是否處于可操作的狀態(tài)或正常運行的工作狀態(tài)。上面列舉了修井設(shè)備的一些主要工作參數(shù)，實際情況中，還可以根據(jù)需要添加特定傳感器監(jiān)測其他的工作參數(shù)，并不限于上述列舉的幾種，例如還可以監(jiān)測泥漿密度、泥漿罐體積、鉆時等參數(shù)，以及有毒氣體監(jiān)測儀、氣體流量監(jiān)測儀所監(jiān)測的參數(shù)。如圖2所示，傳感器I的具體數(shù)量可以為六個，分別用于監(jiān)測單泵沖速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、管柱深度、大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力這六個工作參數(shù)。其中，用于監(jiān)測單泵沖速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和管柱深度的傳感器I所監(jiān)測到的工作參數(shù)均為電信號形式的工作參數(shù)；用于監(jiān)測大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力的傳感器I為液壓式傳感器，其監(jiān)測到的工作參數(shù)均為液壓形式的工作參數(shù)。具體地，也可以根據(jù)需要增加或減少傳感器的數(shù)量。例如，也可以只設(shè)置四個傳感器，即只監(jiān)測單泵沖速、管柱深度、大鉤懸重和立管壓力這四個工作參數(shù)。根據(jù)監(jiān)測到的工作參數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員即可了解修井設(shè)備的工作狀態(tài)。與所述多個傳感器I相連的司鉆顯示臺2，用于對多個傳感器I監(jiān)測到的工作參數(shù)進行采集并處理，并對處理后的工作參數(shù)進行顯示；還用于將處理后的工作參數(shù)分別傳送給工業(yè)存儲器3和CDMA遠程傳輸單元4。具體地，司鉆顯示臺2包括采集處理單元21、壓力變送器組22、液晶顯示單元23以及無線傳輸模塊24。其中，采集處理單元21與監(jiān)測單泵沖速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和管柱深度的傳感器相連，用于采集傳感器監(jiān)測到的電信號形式的工作參數(shù)。壓力變送器組21分別與監(jiān)測大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力的傳感器相連，用于將液壓式傳感器監(jiān)測到的液壓形式的工作參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號形式的工作參數(shù)，并將轉(zhuǎn)換后的電信號形式的工作參數(shù)傳送給采集處理單元21。采集處理單元21對自身采集到的三路電信號形式的工作參數(shù)(單泵沖速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和管柱深度)，以及壓力變送器組22轉(zhuǎn)換后的三路電信號形式的工作參數(shù)(大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力)進行必要的處理，并將處理后的工作參數(shù)(單泵沖速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、管柱深度、大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力)分成三路，分別傳輸給司鉆顯示臺2內(nèi)部的液晶顯示單元23以及與司鉆顯示臺2相連的工業(yè)存儲器3，并通過司鉆顯示臺2內(nèi)部的無線傳輸模塊24傳輸給與司鉆顯示臺2相連的CDMA遠程傳輸單元4。其中，傳輸給司鉆顯示臺2內(nèi)部的液晶顯示單元23的工作參數(shù)用于通過液晶顯示單元23進行顯示，以使得司鉆能夠及時了解修井設(shè)備的各項工作參數(shù)，從而作出正確的反應(yīng)；傳輸給與司鉆顯示臺2相連的工業(yè)存儲器3的工作參數(shù)存儲在工業(yè)存儲器3內(nèi)，以實現(xiàn)工作參數(shù)的實時存儲；傳輸給與司鉆顯示臺2相連的CDMA遠程傳輸單元4的工作參數(shù)將通過CDMA遠程傳輸單元4經(jīng)CDMA傳輸通道傳輸給遠程數(shù)據(jù)處理中心5，由遠程數(shù)據(jù)處理中心5對其進行分析處理。其中，CDMA遠程傳輸單元4可以通過設(shè)置在井場值班室的一臺計·算機實現(xiàn)。另外，也可以采用其它的有線通信或無線通信方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，并不限于CDMA這一種傳輸方式。遠程數(shù)據(jù)處理中心5與CDMA遠程傳輸單元4相連，用于從CDMA遠程傳輸單元4接收工作參數(shù)，并對接收到的工作參數(shù)進行分析處理；同時，遠程數(shù)據(jù)處理中心5還與多個客戶機相連，用于處理各個客戶機發(fā)出的請求。具體地，遠程數(shù)據(jù)處理中心5可以設(shè)置在廠部級，以便遠程接收工作參數(shù)等數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。遠程數(shù)據(jù)處理中心5對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理，以便于客戶機的訪問，例如，根據(jù)監(jiān)測到的工作參數(shù)，可以通過軟件實現(xiàn)如下功能 提供修井設(shè)備的工作狀態(tài)示意圖，例如，根據(jù)管柱深度的具體數(shù)值，可以繪制出管柱在井身中所處的位置，并可在圖中反應(yīng)管柱在井身中的動態(tài)變化；根據(jù)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)盤扭矩的具體數(shù)值，可以顯示出轉(zhuǎn)盤的方位和轉(zhuǎn)速等等。具體實現(xiàn)時，由于修井設(shè)備是位于具體的井的井身之內(nèi)的，因此，為了能夠進一步顯示出修井設(shè)備在工作時與井身之間的位置關(guān)系，還需要軟件生成井身結(jié)構(gòu)的示意圖，其中，井身結(jié)構(gòu)反映了井的每一段井身的直徑、深度等信息，井身結(jié)構(gòu)可以通過鉆井過程中井的每一段井身所采用的鉆頭和套管等信息獲得。因此，操作人員直接通過遠程數(shù)據(jù)處理中心5輸入井的相關(guān)參數(shù)，如鉆頭參數(shù)(如鉆井時所用的鉆頭的直徑等信息)以及套管下深(在鉆井過程中，用于防止井身被泥土填埋的套管的深度)等即可得到井身結(jié)構(gòu)圖。另外，當修井設(shè)備應(yīng)用于其他的井時，操作人員還可以對井的相關(guān)參數(shù)進行重新輸入，以生成其他的井的井身結(jié)構(gòu)示意圖。 提供所監(jiān)測的工作參數(shù)的動態(tài)曲線圖、動態(tài)報表圖，具體地，在顯示工作參數(shù)的動態(tài)曲線圖時，還可以根據(jù)需要僅顯示操作人員感興趣的一個或幾個工作參數(shù)的曲線圖，而對于其他的工作參數(shù)的曲線圖則不顯示，從而可以重點查看某些工作參數(shù)的曲線變化。
提供所有歷史數(shù)據(jù)的查詢功能，并生成報表和曲線。 提供用戶的管理功能(例如用戶權(quán)限的設(shè)置)。 提供報警值的設(shè)置功能，將接收到的數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的報警值進行比較，從而在界面中提示是否報警。與遠程數(shù)據(jù)處理中心5相連的各客戶機6可以對遠程數(shù)據(jù)處理中心5內(nèi)管理的數(shù)據(jù)進行訪問。由于各客戶機對應(yīng)的用戶不同，因此，可以為各客戶機分別設(shè)置權(quán)限，例如，系統(tǒng)管理員使用的客戶機具有系統(tǒng)管理員權(quán)限，可以訪問遠程數(shù)據(jù)處理中心5提供的各項功能；普通用戶使用的客戶機只有普通用戶權(quán)限，只能訪問遠程數(shù)據(jù)處理中心5提供的查詢功能(例如提供所監(jiān)測的工作參數(shù)的動態(tài)曲線圖、動態(tài)報表圖；提供所有歷史數(shù)據(jù)的查詢功能，并生成報表和曲線)，對于遠程數(shù)據(jù)處理中心5提供的設(shè)置功能(例如提供用戶的管理功能、提供報警值的設(shè)置功能)則無法訪問。通過本發(fā)明實施例提供的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，可以對多個傳感器獲取的工作參數(shù)進行全天候不間斷地監(jiān)控，提高了監(jiān)控力度，可以為制定下步方案提供依據(jù)。另外，通·過遠程數(shù)據(jù)處理中心可以實現(xiàn)對工作參數(shù)的遠程訪問，從而便于對工作現(xiàn)場進行遠程調(diào)度。而且，遠程數(shù)據(jù)處理中心還為客戶機提供了多種功能(如查詢和設(shè)置功能)，可使得用戶能夠完整準確地了解作業(yè)信息，判斷修井設(shè)備是否處于工作狀態(tài)，杜絕延誤工期的現(xiàn)象發(fā)生，提高采油廠井下作業(yè)時效。該系統(tǒng)還提供了報警功能，可以進一步保障施工質(zhì)量和施工安全。而且，由于本申請中監(jiān)測的是傳感器獲取的工作參數(shù)信息，因此，與直接通過人工監(jiān)測工作現(xiàn)場的錄像信息相比，傳輸數(shù)據(jù)量小，節(jié)約了帶寬和存儲資源。另外，本系統(tǒng)中通過對關(guān)鍵工作參數(shù)的比對分析，可以落實井下作業(yè)事故發(fā)生的原因，落實責任，避免出現(xiàn)問題時甲乙雙方意見不統(tǒng)一，造成工作量及事故原因難以確認的問題。另外，與以往的人工監(jiān)控模式相比，改變了以往施工隊伍匯報，采油廠制定方案的模式，能夠化被動為主動，及時發(fā)現(xiàn)施工中的各項問題，減少對修井作業(yè)現(xiàn)場突發(fā)事件的反應(yīng)時間。而且，由于利用電腦監(jiān)控，還解決了采油廠修井監(jiān)督不足和車輛緊張的問題，緩解了采油廠的成本壓力。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，雖然上述說明中，為便于理解，對方法的步驟采用了順序性描述，但是應(yīng)當指出，對于上述步驟的順序并不作嚴格限制。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等。還可以理解的是，附圖或?qū)嵤├兴镜难b置結(jié)構(gòu)僅僅是示意性的，表示邏輯結(jié)構(gòu)。其中作為分離部件顯示的模塊可能是或者可能不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可能是或者可能不是物理模塊。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測修井設(shè)備的工作參數(shù)，其特征在于，包括多個傳感器、司鉆顯示臺和遠程數(shù)據(jù)處理中心，其中 所述多個傳感器安裝在修井設(shè)備上并與所述司鉆顯示臺相連，用于監(jiān)測所述修井設(shè)備的工作參數(shù)； 所述司鉆顯示臺，用于采集所述多個傳感器監(jiān)測的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)，并對采集到的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)進行處理并顯示；還用于將處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)傳輸給遠程數(shù)據(jù)處理中心； 遠程數(shù)據(jù)處理中心，用于對司鉆顯示臺傳輸?shù)乃鲂蘧O(shè)備的工作參數(shù)進行分析處理。
2.如權(quán)利要求I所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述多個傳感器的數(shù)量為六個，分別用于監(jiān)測修井設(shè)備的泵沖速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、管柱深度、大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力。
3.如權(quán)利要求2所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述用于監(jiān)測大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力的傳感器為液壓式傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述司鉆顯示臺進一步包 括 壓力變送器組，用于將所述用于監(jiān)測大鉤懸重、轉(zhuǎn)盤扭矩和立管壓力的傳感器監(jiān)測到的液壓形式的工作參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號形式的工作參數(shù)。
5.如權(quán)利要求I所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述司鉆顯示臺進一步包括 采集處理單元，用于采集并處理所述多個傳感器監(jiān)測的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)； 液晶顯示單元，用于對所述采集處理單元處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)進行顯/Jn o
6.如權(quán)利要求I所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述司鉆顯示臺進一步包括 無線傳輸模塊，用于將采集處理單元處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)通過無線方式傳輸給遠程數(shù)據(jù)處理中心。
7.如權(quán)利要求6所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述無線傳輸模塊為CDMA無線傳輸模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進一步包括 設(shè)置在所述司鉆顯示臺和所述遠程數(shù)據(jù)處理中心之間的CDMA遠程傳輸單元，用于將所述司鉆顯示臺處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給所述遠程數(shù)據(jù)處理中心。
9.如權(quán)利要求I所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進一步包括 多個客戶端，與所述遠程數(shù)據(jù)處理中心相連，用于對所述遠程數(shù)據(jù)處理中心分析處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)進行訪問。
10.如權(quán)利要求I所述的井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進一步包括 工業(yè)存儲器，與所述司鉆顯示臺相連，用于實時存儲所述司鉆顯示臺處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測修井設(shè)備的工作參數(shù)，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中的人工巡檢方式監(jiān)控力量薄弱，監(jiān)控可靠性低的問題。該井下作業(yè)遠程監(jiān)測系統(tǒng)包括多個傳感器、司鉆顯示臺和遠程數(shù)據(jù)處理中心，其中，所述多個傳感器安裝在修井設(shè)備上并與所述司鉆顯示臺相連，用于監(jiān)測所述修井設(shè)備的工作參數(shù)；所述司鉆顯示臺，用于采集所述多個傳感器監(jiān)測的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)，并對采集到的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)進行處理并顯示；還用于將處理后的所述修井設(shè)備的工作參數(shù)傳輸給遠程數(shù)據(jù)處理中心；遠程數(shù)據(jù)處理中心，用于對司鉆顯示臺傳輸?shù)乃鲂蘧O(shè)備的工作參數(shù)進行分析處理。
文檔編號E21B47/00GK102748006SQ20121025127
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者任文博, 任愛軍, 曾濤, 李勇, 楊勁松, 楊敏, 羅學(xué)明, 董斌, 趙丕華 申請人:中國石油化工股份有限公司