專利名稱：石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油鉆機(jī)是油田現(xiàn)場常見的一種地面設(shè)備，用于石油的勘探和鉆探。電控系統(tǒng)是石油鉆機(jī)的控制部分，控制著發(fā)電機(jī)組、絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵及自動送鉆等，電控系統(tǒng)各部分通訊一般通過PR0FIBUS-DP來完成，操作人員通過工控計算機(jī)及觸摸屏來監(jiān)控鉆機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。電控系統(tǒng)的PLC通過傳感器采集各種儀表信號，如鉤載、立管壓力、泥漿液位等信號，并通過PR0FIBUS現(xiàn)場總線在工控計算機(jī)及觸摸屏來顯示。對于遠(yuǎn)離作業(yè)現(xiàn)場但需要了解鉆機(jī)作業(yè)情況的油田公司總部及鉆機(jī)制造商來講，沒有一個可靠的路徑來獲取這些信息。這就導(dǎo)致油田企業(yè)決策層在指揮油田勘探開發(fā)中會缺少必要的數(shù)據(jù)支持，同時鉆機(jī)制造商對自己的產(chǎn)品運(yùn)行情況也缺乏必要的了解。目前一般采用操作人員的述說、報告、報表的方法來獲取鉆機(jī)的運(yùn)行情況信息。該方法會帶來如下缺點(diǎn):1、信息不及時；2、信息不全面；3、易失真，一些專業(yè)很強(qiáng)的問題在報告或述說過程中往往會產(chǎn)生誤解；4、解決問題的過程長、效率低下。電驅(qū)動鉆機(jī)在運(yùn)行過程中往往會出現(xiàn)一些問題，對于井隊無法解決的問題，一般的解決方式是:聯(lián)系廠家，向廠家的專業(yè)工程師說明問題，專業(yè)工程師要做出解決方案，往往需要一些必要的數(shù)據(jù)和一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)支持，這往往難以滿足，往往是專業(yè)工程師到現(xiàn)場后通過調(diào)出工控計算機(jī)的歸檔數(shù)據(jù)，分析后做出判斷。這一過程往往較長，有時可能是一個很小的問題，專業(yè)工程師只需一個電話就可以解決，但因?qū)I(yè)工程師缺乏必要的數(shù)據(jù)信息而不能及時解決。鑒于油田的惡劣工作環(huán)境，目前還沒有行之有效的辦法來方便快捷地實現(xiàn)鉆機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。

實用新型內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種可實現(xiàn)鉆機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動及不間斷的傳輸、數(shù)據(jù)的異地歸檔、長距離無線傳輸以及數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)秒級的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)解決方案是:本實用新型提供了一種石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述系統(tǒng)包括鉆機(jī)電控系統(tǒng)、工控計算機(jī)、Internet網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)；所述鉆機(jī)電控系統(tǒng)與工控計算機(jī)相連；所述工控計算機(jī)通過Internet網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)還包括GPRS通訊單元；所述工控計算機(jī)依次通過GPRS通訊單元以及Internet網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。上述GPRS通訊單元包括GPRS通訊設(shè)備以及與GPRS通訊設(shè)備相連的GPRS網(wǎng)絡(luò)；所述工控計算機(jī)與GPRS通訊設(shè)備相連；所述GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)無線連接。上述工控計算機(jī)和GPRS通訊設(shè)備通過RS232串口通訊線連接。上述鉆機(jī)電控系統(tǒng)與工控計算機(jī)通過通訊總線相連。上述通訊總線是PR0FIBUS-DP現(xiàn)場通訊總線。本實用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):本實用新型所提供的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)對鉆機(jī)電控系統(tǒng)硬件要求不高，在目前的電動鉆機(jī)上只需要安裝一臺GPRS通訊設(shè)備即可。通訊成本低廉，偏遠(yuǎn)油田不具備Internet網(wǎng)絡(luò)條件，加上鉆機(jī)經(jīng)常搬家，鋪設(shè)Internet網(wǎng)絡(luò)不現(xiàn)實,采用衛(wèi)星通訊成本高昂。本系統(tǒng)采用無線GPRS通訊,相比衛(wèi)星通訊成本來講，GPRS通訊具有強(qiáng)大的成本優(yōu)勢。數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、安全，軟件采用特殊的數(shù)據(jù)加密方式，保證了數(shù)據(jù)的傳輸安全。降低鉆機(jī)運(yùn)行的維護(hù)成本，電氣工程師可不用到油田鉆井現(xiàn)場即可了解鉆機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，通過調(diào)取數(shù)據(jù)庫可以快速分析出現(xiàn)的問題，及時給出解決方案，同時根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時預(yù)防可能出現(xiàn)的事故。

圖1是石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)示意圖；圖2是石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送過程示意圖；其中:1-鉆機(jī)電控系統(tǒng)；2_通訊總線；3_工控計算機(jī)；4_GPRS通訊設(shè)備；5_GPRS網(wǎng)絡(luò)；6-1nternet網(wǎng)絡(luò)；7_數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型提供了一種石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鉆機(jī)電控系統(tǒng)1、工控計算機(jī)3、Internet網(wǎng)絡(luò)6以及用于數(shù)據(jù)接收的遠(yuǎn)程通訊接收程序和用于數(shù)據(jù)顯示和歸檔的數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)7 ;鉆機(jī)電控系統(tǒng)I與工控計算機(jī)3相連；工控計算機(jī)3通過GPRS通訊設(shè)備4和Internet網(wǎng)絡(luò)6與數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)7進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)還包括GPRS通訊單元；工控計算機(jī)3依次通過GPRS通訊單元以及Internet網(wǎng)絡(luò)6與數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)7進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。GPRS通訊單元包括GPRS通訊設(shè)備4以及與GPRS通訊設(shè)備4相連的GPRS網(wǎng)絡(luò)5 ；工控計算機(jī)3與GPRS通訊設(shè)備4相連；GPRS網(wǎng)絡(luò)5與Internet網(wǎng)絡(luò)6無線連接。鉆機(jī)電控系統(tǒng)I與工控計算機(jī)3通過通訊總線2相連。通訊總線2是PR0FIBUS-DP現(xiàn)場通訊總線。本實用新型所提供的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，通過硬件、網(wǎng)絡(luò)和軟件實現(xiàn)鉆機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)視，該系統(tǒng)包括硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)三部分，其中:硬件包括:工控計算機(jī)3、GPRS通訊設(shè)備4、數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)7 ；軟件包括:鉆機(jī)監(jiān)控程序、遠(yuǎn)程通訊發(fā)送程序、遠(yuǎn)程通訊接收程序和遠(yuǎn)程監(jiān)視程序;網(wǎng)絡(luò)包括:GPRS網(wǎng)絡(luò)5以及Internet網(wǎng)絡(luò)6。[0030]工控計算機(jī)3、GPRS通訊設(shè)備4、鉆機(jī)監(jiān)控程序和遠(yuǎn)程通訊發(fā)送程序安裝在鉆機(jī)電控系統(tǒng)IVFD房/SCR房內(nèi)，遠(yuǎn)程通訊發(fā)送程序控制數(shù)據(jù)的獲取和傳輸。工控計算機(jī)3上運(yùn)行鉆機(jī)監(jiān)控程序，它通過PR0FIBUS-DP與鉆機(jī)的核心控制器PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通訊，從PLC獲取鉆機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，如絞車電機(jī)狀態(tài)、參數(shù)等。數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)7安裝在企業(yè)總部，遠(yuǎn)程通訊接收程序和遠(yuǎn)程監(jiān)視程序在此監(jiān)測計算機(jī)上運(yùn)行。遠(yuǎn)程通訊接收程序完成數(shù)據(jù)的接收和傳遞，遠(yuǎn)程監(jiān)視程序以圖文界面來顯示發(fā)送來的數(shù)據(jù)。參見圖2，本實用新型在數(shù)據(jù)發(fā)送階段采用OPC通訊方式，即遠(yuǎn)程通訊發(fā)送系統(tǒng)軟件通過該通訊方式實現(xiàn)與鉆機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)(軟件)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。遠(yuǎn)程通訊發(fā)送程序通過OPC方式與鉆機(jī)監(jiān)控程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其數(shù)據(jù)交換通過OPC符號名稱進(jìn)行尋址。其遠(yuǎn)程通訊接收程序通過DDE方式與遠(yuǎn)程監(jiān)視程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其數(shù)據(jù)交換通過DDE I/O域號名稱進(jìn)行尋址。其遠(yuǎn)程通訊發(fā)送程序和遠(yuǎn)程通訊接收程序通過GPRS、Internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接，通過自定義加密通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào)。其遠(yuǎn)程通訊發(fā)送程序和遠(yuǎn)程通訊接收程序都由Visual Basic開發(fā)。數(shù)據(jù)的無線發(fā)送通過遠(yuǎn)程通訊發(fā)送系統(tǒng)軟件和GPRS DTU模塊完成，遠(yuǎn)程通訊發(fā)送系統(tǒng)軟件控制GPRS DTU，它將傳送數(shù)據(jù)和指令發(fā)送給GPRS DTU0數(shù)據(jù)接收由接入互聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)控計算機(jī)和遠(yuǎn)程通訊接收程序完成，在此計算機(jī)中運(yùn)行如下程序=GPRS服務(wù)器軟件以及遠(yuǎn)程通訊接收程序。GPRS服務(wù)器軟件完成數(shù)據(jù)的接收和傳遞，它通過監(jiān)聽計算機(jī)的端口，如8080，接收發(fā)送到該端口上的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)映射到計算機(jī)的物理串口或虛擬串口上。遠(yuǎn)程通訊接收系統(tǒng)軟件實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的讀取和傳遞，由于遠(yuǎn)程監(jiān)視軟件不能直接讀取串口上的數(shù)據(jù)，故通過遠(yuǎn)程通訊接收程序完成串口數(shù)據(jù)讀取，并將數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)程監(jiān)視軟件。程序基于如下基本軟件平臺:Visual Basic, C語言，SIEMENS WinCC V7.0。本實用新型在具體工作時，將工控計算機(jī)3和GPRS通訊設(shè)備4用RS232串口通訊線連接，將GPRS通訊設(shè)備4的天線放置在VFD或SCR房頂。對GPRS通訊設(shè)備4進(jìn)行常規(guī)的通訊配置，如通訊速率、奇偶校驗等，在工控計算機(jī)3上運(yùn)行鉆機(jī)監(jiān)控程序和遠(yuǎn)程通訊發(fā)送程序，GPRS通訊設(shè)備4將根據(jù)接收到的控制指令自動向Internet的IP地址發(fā)送數(shù)據(jù)。將遠(yuǎn)程監(jiān)測計算機(jī)7接入互聯(lián)網(wǎng)，通過手機(jī)向GPRS通訊設(shè)備4發(fā)送監(jiān)測計算機(jī)7的IP地址，運(yùn)行GPRS服務(wù)器、遠(yuǎn)程通訊接收程序和遠(yuǎn)程監(jiān)視程序，GPRS服務(wù)器將自動監(jiān)聽計算機(jī)端口數(shù)據(jù)。運(yùn)行的程序?qū)⒔邮盏降臄?shù)據(jù)在遠(yuǎn)程監(jiān)視程序上進(jìn)行圖文顯示，同時并歸檔。
權(quán)利要求1.一種石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)包括鉆機(jī)電控系統(tǒng)、工控計算機(jī)、Internet網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)；所述鉆機(jī)電控系統(tǒng)與工控計算機(jī)相連；所述工控計算機(jī)通過Internet網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)還包括GPRS通訊單元；所述工控計算機(jī)依次通過GPRS通訊單元以及Internet網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述GPRS通訊單元包括GPRS通訊設(shè)備以及與GPRS通訊設(shè)備相連的GPRS網(wǎng)絡(luò)；所述工控計算機(jī)與GPRS通訊設(shè)備相連；所述GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)無線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述工控計算機(jī)和GPRS通訊設(shè)備通過RS232串口通訊線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述鉆機(jī)電控系統(tǒng)與工控計算機(jī)通過通訊總線相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊總線是PROFIBUS-DP現(xiàn)場通訊總線。
專利摘要本實用新型涉及一種石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鉆機(jī)電控系統(tǒng)、工控計算機(jī)、Internet網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)；鉆機(jī)電控系統(tǒng)與工控計算機(jī)相連；工控計算機(jī)通過Internet網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心監(jiān)測計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本實用新型提供了一種可實現(xiàn)鉆機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動及不間斷的傳輸、數(shù)據(jù)的異地歸檔、長距離無線傳輸以及數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)秒級的石油鉆機(jī)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。
文檔編號E21B44/00GK202954804SQ20122063817
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者張聚瑞, 王東 申請人:西安寶德自動化股份有限公司