本實用新型涉及石油鉆機井場設(shè)備監(jiān)控、維護領(lǐng)域，具體是一種用于石油鉆機井場的增強現(xiàn)實設(shè)備信息系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

石油鉆機一般有八大系統(tǒng)，包括起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測顯示儀表、動力驅(qū)動系統(tǒng)、鉆機底座和鉆機輔助設(shè)備系統(tǒng)，要具備起下鉆能力、旋轉(zhuǎn)鉆進能力、循環(huán)洗井能力。主要設(shè)備包括井架、天車、絞車、游動滑車、大鉤、轉(zhuǎn)盤、水龍頭（動力水龍頭）及鉆井泵、動力機（柴油機、電動機、燃氣輪機）、聯(lián)動機、固控設(shè)備、井控設(shè)備等。

鉆井隊大班和HSE安全人員需要熟悉不同鉆機設(shè)備的控制、運行、維護、設(shè)備及配件更換等才能完鉆機的日常維護和保養(yǎng)工作，從而確保鉆機系統(tǒng)正常運行。然而，在大多數(shù)情況下，設(shè)備維護人員并不能解決全井場設(shè)備的問題，隨著石油鉆機的自動化程度越來越高，機具設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜度也在日益增高，因此新的鉆井操控人員需要經(jīng)歷長期的培養(yǎng)過程和較強的理論知識培訓(xùn)、扎實的實際操作訓(xùn)練才能上崗，尤其是在對不熟悉的設(shè)備進行維護時，將導(dǎo)致過長的停機時間，造成設(shè)備運行成本增大。

公開號為CN103853913A的中國專利公開了一種操作增強現(xiàn)實內(nèi)容的方法及支持該方法的裝置和系統(tǒng)。在一種方法中，使用便攜式裝置中的相機捕捉現(xiàn)實世界圖像。通過將包括在虛擬空間中的圖像元素劃分為多個背景對象并顯示背景對象來建立與現(xiàn)實世界圖像相應(yīng)的虛擬空間。通過將一個或多個用戶內(nèi)容映射到背景對象上來產(chǎn)生增強現(xiàn)實內(nèi)容。在其它實施例中，使用便攜式裝置的位置信息來獲得用于增強捕捉的圖像的AR內(nèi)容。該專利涉及AR終端設(shè)備以及增強現(xiàn)實的實現(xiàn)方法，與本實用新型解決的問題不同。

現(xiàn)有的石油鉆機井場設(shè)備監(jiān)控和維護的數(shù)據(jù)采集處理復(fù)雜、維護成本高，增強現(xiàn)實技術(shù)（Augmented Reality，簡稱AR）的信息化系統(tǒng)能夠在鉆井現(xiàn)場使用，可以協(xié)助石油鉆機維護人員快速查詢設(shè)備狀態(tài)信息，指導(dǎo)維護人員對設(shè)備進行保養(yǎng)和操作。

針對這一現(xiàn)狀，迫切需要開發(fā)一種全新的用于石油鉆機井場現(xiàn)場的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以克服當(dāng)前實際工作中存在的諸多不足，滿足實際使用的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于石油鉆機井場的增強現(xiàn)實設(shè)備信息系統(tǒng)，以至少達到提高設(shè)備維護效率、降低對維護人員的能力要求、能降低設(shè)備維護成本的效果。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種用于石油鉆機井場的增強現(xiàn)實設(shè)備信息系統(tǒng)，其特征在于：它包括數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)、鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端，所述的數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)和3G/4G無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，所述的基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)包括云數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、數(shù)據(jù)操控管理平臺和系統(tǒng)維護服務(wù)平臺；

所述基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的云數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過3G/4G無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的3G/4G無線數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端的輸入輸出端通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)輸入輸出端連接；

所述數(shù)據(jù)操控管理平臺、系統(tǒng)維護服務(wù)平臺的輸入輸出端分別與云數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器的輸入輸出端連接；所述互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)、3G/4G無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)分別連接數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的相互連接。

所述的基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)、鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端以并聯(lián)的方式與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接。

所述互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)包括至少一條有線通訊網(wǎng)絡(luò)和至少一條無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。

所述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)包括至少一條有線通訊網(wǎng)絡(luò)和至少一條無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。

所述有線通訊網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)以并聯(lián)的方式連接所述基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)和所述數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

所述的鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)和設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)、設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)處理單元連接。

進一步的，用于同一臺設(shè)備的設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)及設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)之間通過閉環(huán)控制電路連接，用于不同設(shè)備之間的設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)及設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)之間相互并聯(lián)。

所述增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端包括工業(yè)計算機、筆記本電腦、平板電腦以及智能移動通訊設(shè)備。

所述的智能移動通訊設(shè)備包括智能手機和可穿戴通訊裝置。

所述的可穿戴通訊裝置包括全息眼鏡。

本實用新型的有益效果是：本實用新型能夠遠程全面獲取設(shè)備運行實時數(shù)據(jù)，并對設(shè)備運行狀態(tài)進行調(diào)整操控，增強了對石油鉆井現(xiàn)場設(shè)備運行管理工作數(shù)據(jù)的監(jiān)管及獲取能力，提高了設(shè)備運行控制、日常監(jiān)控維護工作的工作效率和質(zhì)量，降低了石油鉆井設(shè)備系統(tǒng)的運行成本，通過本實用新型能夠指導(dǎo)并輔助維護人員快速完成非特定設(shè)備的維護工作，降低維護成本，提高效率。

附圖說明

圖1為本實用新型示意圖；

圖2為本實用新型的基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)示意圖；

圖3為本實用新型的鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)示意圖；

圖4為本實用新型的增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端數(shù)據(jù)采集示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術(shù)方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種用于石油鉆機井場的增強現(xiàn)實設(shè)備信息系統(tǒng)，其特征在于：它包括數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)、鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)和增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端，所述的數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)和3G/4G無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示，所述的基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)包括云數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器、數(shù)據(jù)操控管理平臺和系統(tǒng)維護服務(wù)平臺；

所述基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的云數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過3G/4G無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的3G/4G無線數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，所述增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端的輸入輸出端通過物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)輸入輸出端連接；

所述數(shù)據(jù)操控管理平臺、系統(tǒng)維護服務(wù)平臺的輸入輸出端分別與云數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器的輸入輸出端連接；所述互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)、3G/4G無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)分別連接數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的相互連接。

所述的基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)、鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端以并聯(lián)的方式與所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器連接。

所述互聯(lián)網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)包括至少一條有線通訊網(wǎng)絡(luò)和至少一條無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。

所述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)包括至少一條有線通訊網(wǎng)絡(luò)和至少一條無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)。

所述有線通訊網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)以并聯(lián)的方式連接所述基于云數(shù)據(jù)處理服務(wù)子系統(tǒng)和所述數(shù)據(jù)通訊服務(wù)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

如圖3所示，所述的鉆井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)和設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)，設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)、設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)處理單元連接。

進一步的，用于同一臺設(shè)備的設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)及設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)之間通過閉環(huán)控制電路連接，用于不同設(shè)備之間的設(shè)備現(xiàn)場控制自動化控制子系統(tǒng)及設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控子系統(tǒng)之間相互并聯(lián)。

所述增強現(xiàn)實數(shù)據(jù)處理終端包括工業(yè)計算機、筆記本電腦、平板電腦以及智能移動通訊設(shè)備。

所述的智能移動通訊設(shè)備包括智能手機和可穿戴通訊裝置。

所述的可穿戴通訊裝置包括全息眼鏡。

如圖4所示，作為本實用新型的實施例之一，通過設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將現(xiàn)場鉆機設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集起來，通過工業(yè)以太網(wǎng)總線通信或者使用數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到鉆機數(shù)據(jù)通信接口或者現(xiàn)場信號變送器，通過鉆機現(xiàn)場信息系統(tǒng)能夠?qū)⒉杉降脑O(shè)備數(shù)據(jù)進行分類處理、保存并提供數(shù)據(jù)源的服務(wù)。AR設(shè)備或者智能移動終端設(shè)備通過訪問鉆機現(xiàn)場信息系統(tǒng)對應(yīng)的接口，將設(shè)備數(shù)據(jù)實時呈現(xiàn)給使用者。在增強現(xiàn)實設(shè)備安裝相應(yīng)程序，使用者通過增強現(xiàn)實設(shè)備的攝像頭識別物體輪廓特征，從而判斷相應(yīng)設(shè)備的工作場景，通過云端數(shù)據(jù)可以自動從信息化系統(tǒng)后臺查詢到對應(yīng)設(shè)備的信息，并以信息疊加的方式呈現(xiàn)給使用者，在使用者人眼看到的畫面中疊加出顯示設(shè)備的電流、電壓、溫度、壓力、潤滑、運轉(zhuǎn)時間、報警狀態(tài)等設(shè)備參數(shù)，便于維護人員監(jiān)控。

本實用新型根據(jù)設(shè)備運行數(shù)據(jù)預(yù)先判斷出設(shè)備即將出現(xiàn)故障的情況并進行及時維護，并主動推送消息給維護人員，在信息系統(tǒng)后臺可以自動播放如何維護設(shè)備的指導(dǎo)步驟動畫，指導(dǎo)維護人員快速完成設(shè)備的檢修保養(yǎng)和維修工作。

本實用新型采用的增強現(xiàn)實設(shè)備可以是基于ios 操作系統(tǒng)的設(shè)備終端，也可以是基于Android系統(tǒng)的設(shè)備終端或者是全息眼鏡，利用增強現(xiàn)實設(shè)備可以對井場內(nèi)所有設(shè)備進行識別。

本實用新型運用到石油鉆井工程中，可以減少設(shè)備因故障停機的時間，降低對維護人員的能力需求，在降低作業(yè)風(fēng)險的同時能夠提高效率，通過本實用新型可以進行大數(shù)據(jù)分析能夠進行定時維護、判斷設(shè)備工作狀態(tài)并及時預(yù)警、維護，降低了設(shè)備的維護成本，延長了設(shè)備的使用壽命。

以上內(nèi)容僅描述了本實用新型的基本原理和主要特點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解到，在不脫離本實用新型所附權(quán)利要求書所限定的精神和范圍內(nèi)，從形式上和細節(jié)上對本實用新型所做出的變化，均在本實用新型權(quán)利要求所保護的范圍內(nèi)。