远程传输系统在钻井井场的应用

赵义 王雅娟 魏涛

摘要：随着信息技术的飞速发展，利用现代化手段解决钻井现场问题尤为重要，将信息技术应用到井场方面，以实现远程指挥模式、远程数据监测、原始数据保留等现代化管理模式。

关键词：信息化；数据传输；视频系统

中图分类号：TN919.3文献标识码：A文章编号：1006-8937（2011）22-0173-01

由于油田往往具有特殊的工作环境，且受到客观条件的限制，很多油区数据和资料的传输很困难，更无从谈到生产应急方面的支持，以前钻井现场的生产数据、报表等资料一般以手机通话、纸张材料、电子报盘等形式上报生产管理部门，每月耗费大量的通话费、材料费、油料费等，且数据、报表的可靠性、真实性、实时性均无法得到有效保障。通过对信息技术、钻井技术的综合分析研究，可形成集钻井现场综合信息采集、储存、通讯、应用为一体的现场信息综合应用技术，实现对钻井现场信息的采集、存储、传输、共享、分析，达到对钻井施工过程进行有效监测的目的。同时，为后方管理者与作业者进行科学决策提供实时的现场数据和图形，从而达到后方专家远程指导现场工作、提高钻井时效与质量、控制钻井成本的目的。

1远程传输系统的实施背景

①实现公司精细化管理。钻井队的特点是野外作业，不固定场所，移动性强，而且队伍分散，点多面广，管理费用高、难度大。同时，钻探工程又是一项投资高、风险大和技术含量高、盈利空间小的项目。因此，必须通过精细管理，科技创新和降低事故复杂来争得生存空间。利用信息化建设这一先进工具，建立钻井队生产协同、经营管理、会议和监控等系统，通过各系统的关联，不仅使各类信息、数据与资料来源更加真实准确，而且获取信息的渠道变得更加方便快捷，大大降低了人力物力消耗，节省了办公费用，提高了工作效率，推动钻井队管理模式由传统型向数字化、可视化的新模式转变，促进了钻井队精细化管理水平的不断提升。

②适应公司技术能力的需要。近年来，国内钻井界一直在探索钻井数据远程传输的解决方案，如何采用成熟、覆盖广阔、价格低廉的电信网络搭建起钻井现场到后方基地的网络通道，是钻井公司信息管理部门一直致力研究的课题。远程数据传输系统在钻井井场的应用，实现了钻井现场数据的管理、无线传输、网上审核发布、网上统计查询、在线交流等功能，形成了一套费用低、较完善的辅助生产管理系统。该系统的成功应用大大提高了科学管理，对安全、优质、高效的钻井施工提供了有力保障。

③适应公司安全管理的需要。随着钻井工程技术的进步，安全生产显得越来越重要，只有安全才有效益。实现钻井施工安全，全程监控是一项非常有效的手段。实现钻井工序的全程监控，必须依赖远程数据传输系统，通过实时数据的传输、远程视频监控等手段，可以截取钻井施工中的各类数据、曲线、图像等，钻井公司相关部门对截取的数据、曲线、图像等进行科学分析，及时提醒现场施工井队加以注意，可以有效达到钻井事故复杂等情况的预防和处理，为钻井施工顺利提供技术保障。

2远程传输系统的概述

通过在井场关键部位安装传感器，实时将数据回传到中心服务器，服务器将数据进行处理，将处理后数据通过程序在系统中显示。

2.1实时数据

①钻井参数动态跟踪数据。实现了包括井深、钻头位置、钻头进尺、钻时、钻压、扭矩、钻速、立管压力、套管压力等参数实时回传，实时显示。公司生产技术科工程师通过浏览动态数据，能够在第一时间发现井上存在的问题，及时通过网络或电话等方式对钻井队进行指导，最大限度保证了技术措施的及时下达。钻井队技术人员更可以足不出户掌握全面的施工信息，提高了信息收集效率。

②时间图表。随着生产过程的进行，实时动态生成曲线，实时显示大钩负荷、钻压、大钩位置、钻时等，根据随钻方位动态显示各种参数数据，有了动态跟踪曲线，使正钻井每一时刻的施工情况有了可追溯性，一旦发生事故复杂，可以通过分析一个时段内的钻井参数，快速找到问题症结所在，根据情况制定措施，安全快速解决问题。

③LWD数据图表。LWD数据截取是在钻井现场安装数据计算机，通过LWD采集系统的网络，利用网络监听或共享的文件，破译LWD仪器采集到的各种数据，经过统一的数据单位刻度后保存到数据截取计算机中，供数据传输系统进行传输。LWD数据包括电阻率数据（最多6个）、中子、密度、声波、自然伽玛、井斜数据，具体视LWD仪器而定。

2.2钻井现场远程监控系统

为了进一步提升远程指挥能力，从而实现监督现场操作，减少现场违章行为。启动了井场视频监控系统建设项目，根据钻井队的设备情况及井场的具体环境，在井场四个点（钻台、罐区、泵区、井场）安装视频监控设备，三个监控摄像头安装云台设备，实现了摄像头360°平面转动、180°垂直转动，镜头预置位、多个固定位置的预置拍摄及取证拍摄等功能，通过手动操作摄像机进行近距离、高清晰查看井场人员工作情况，后台设置视频服务器，对生产施工情况进行视频图像自动存储。同时，利用先进网络技术，在无线局域网的基础上，通过视频实时监控现场的生产情况，对钻井数据、钻井参数、现场操作等进行实时监控。经过系统建设，使井场视频监控系统在钻井队得到全面应用。通过对井场视频监控系统持续开发利用，实现了生产指挥、组织协调的革命性变革，极大地提升了管理的效率和效益。

2.3远程视频会议

建立了以公司为主会场，各钻井队为分会场的视频会议系统，实现钻井队与公司机关交互式会议，达到整体协调工作的效果。采用高清和标清视频会议终端设备，在中心会场配置1台mcu2360，mcu2360可通过模块叠加，扩展到更大规模容量，支持32个会场同时准入。在主会场、分会场的会议室配备H3C高清视讯终端polycom，H3Cpolycom终端支持H.263、H.264等视频编解码协议，并采用了专有的视频前、后处理技术，使得图像质量大大提升，在周围环境光照较差或者会场颜色搭配不甚和谐的情况下，仍旧能够得到清晰、自然的图像。视频会议系统的构建，充分考虑了公司网络架构及各钻井队网络情况，通过现场网络软件测试、国内外视频设备调研，形成了公司机关主会场与所属钻井队分会场稳定连通的视频会议模式。

3远程传输系统的效果及意义

通过几年来的运行和不断完善，逐步建成集技术管理、生产指挥协调和现场施工监控为一体的钻井信息管理系统，在强化安全监管、提高生产效率、降低事故复杂方面达到预期目标，取得了良好效果。

①实现生产现场的实时监控。关键重点井视频监控系统的实施，实现了钻井井场实时数据收集、数据定时回传、远程监控决策与分析等功能，与上井检查、驻井监督相结合，实现了全方位、全天候、立体监控。利用网络技术对钻井队生产动态进行监控，及时调整技术措施，实现了安全管理由点向面的转变。

②实现对事故复杂的及时“会诊”。技术部门应用井场信息远程传输系统，对钻井过程实施远程监控，充分利用实时监测的钻井参数、钻井液体积、全烃值含量等信息数据，分析现场存在的问题，提出解决办法和保障措施。

③取得良好的经济效益。钻井队信息化管理系统的实施，可以使公司机关及时准确地掌握野外钻井队的生产动态，有效利用公司的现有资源，缩短交流的时间和空间，提高钻井队的生产能力，促进公司的创收创效能力。2010年实现营业收入增幅34%，同时，公司的办公费同比降低了4.5%，差旅费降低8.9%，车辆油料消耗下降17%，取得了明显的经济效益。

参考文献：

[1] 张少军.最新网络通信实用技能操作教程[M].北京:机械工业出版社.2009.