本發(fā)明涉及油田生產(chǎn)施工領(lǐng)域，特別是涉及一種油田井下壓裂施工的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)科技水平的不斷進(jìn)步，無線傳輸及全方位監(jiān)控定位得到迅速發(fā)展。但是，目前應(yīng)用于高寒地區(qū)油田作業(yè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控與指揮系統(tǒng)處于尚未完善階段。目前應(yīng)用于高寒地區(qū)，尤其是移動(dòng)信號(hào)不能覆蓋的區(qū)域，油田壓裂施工的遠(yuǎn)程監(jiān)控與指揮系統(tǒng)尚沒有成熟產(chǎn)品。由于高寒地區(qū)分散，移動(dòng)信號(hào)不能全覆蓋，且氣候惡劣，人口稀少，需要一套極為完善的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)狀況，并將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)回傳到指揮控制平臺(tái)，提請(qǐng)專家系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估和決策。對(duì)于油田相關(guān)工作人員來說，該系統(tǒng)的建立使專家能跨越遠(yuǎn)距離和惡劣天氣的障礙，通過遠(yuǎn)程操控來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)指揮的效果，是提高油田開采的開采效率和降低成本的關(guān)鍵，因此進(jìn)行高寒地區(qū)油田壓裂施工遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在油田壓裂施工生產(chǎn)中，儀表車、混砂車、井口等監(jiān)測(cè)區(qū)域特點(diǎn)都不太相同，油田開發(fā)單位迫切需要開發(fā)一種針對(duì)井下壓裂施工的專用的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)，完成遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程指揮，杜絕安全隱患。目前，在高寒地區(qū)油田遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，主要有基于衛(wèi)星通信的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)，雖然能夠解決高寒地區(qū)、移動(dòng)信號(hào)不能覆蓋區(qū)域的油田施工監(jiān)控，但由于實(shí)施成本較高，無法大面積推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種油田井下壓裂施工的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)，該遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)實(shí)施成本低，利于大面積推廣應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種油田井下壓裂施工的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)包括：多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置、智能監(jiān)控終端和遠(yuǎn)程控制中心，其中，

各所述監(jiān)測(cè)裝置分別設(shè)置在所述油田壓裂施工中不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處，用于采集各所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)；

所述智能監(jiān)控終端與各所述監(jiān)測(cè)裝置連接，用于接收并顯示所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并將所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)發(fā)送給所述遠(yuǎn)程控制中心；

所述遠(yuǎn)程控制中心與所述智能監(jiān)控終端連接，用于實(shí)時(shí)顯示所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并發(fā)送控制信號(hào)給所述智能監(jiān)控終端；所述智能監(jiān)控終端還用于接收和顯示所述遠(yuǎn)程控制中心的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)控制各所述監(jiān)測(cè)裝置執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

可選的，所述遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)還包括：移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站，設(shè)置在所述智能監(jiān)控終端與所述遠(yuǎn)程控制中心之間，用于增強(qiáng)所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述遠(yuǎn)程控制中心；以及增強(qiáng)所述控制信號(hào)，并通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至所述智能監(jiān)控終端。

可選的，所述移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站具體包括：移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)、室外接收天線及室內(nèi)分布天線，其中，

所述室外接收天線，用于接收所述智能監(jiān)控終端發(fā)送的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，或接收所述遠(yuǎn)程控制中心通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的控制信號(hào)，并將所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或所述控制信號(hào)發(fā)送給所述移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)；

所述移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)，用于放大所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或所述控制信號(hào)的功率，形成對(duì)應(yīng)的增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或增強(qiáng)控制信號(hào)，并將所述增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或增強(qiáng)控制信號(hào)發(fā)送給室內(nèi)分布天線；

所述室內(nèi)分布天線，用于將所述增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給所述遠(yuǎn)程控制中心，或者將所述增強(qiáng)控制信號(hào)發(fā)送給所述智能監(jiān)控終端。

可選的，所述智能監(jiān)控終端包括擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊，用于劃分各所述監(jiān)測(cè)裝置的優(yōu)先級(jí)，按照優(yōu)先級(jí)由高到低的順序接收對(duì)應(yīng)所述監(jiān)測(cè)裝置的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。

可選的，所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)包括圖像信息、數(shù)據(jù)信息和聲音信息中至少一者。

可選的，所述油田壓裂施工中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括井口、泵車、混砂車和混配車中至少一者。

可選的，所述監(jiān)測(cè)裝置包括：防爆直線圖像探頭、防爆廣角視覺探頭、魚眼全景探測(cè)器和無線配液測(cè)距傳感器中至少一者。

可選的，所述遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)還包括：故障定位模塊，用于根據(jù)所述監(jiān)測(cè)裝置的所述現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)定位故障位置，并將對(duì)應(yīng)的報(bào)警信息依次發(fā)送給所述智能監(jiān)控終端、所述遠(yuǎn)程控制中心。

可選的，所述遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)還包括：

移動(dòng)終端，與所述遠(yuǎn)程控制中心連接，用于使所述移動(dòng)終端與所述遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行信息交互。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明利用多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置采集油田壓裂施工中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，智能監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程控制中心通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)交互式通信，形成專家系統(tǒng)。上述遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)實(shí)施成本低，利于大面積推廣應(yīng)用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2井口狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例2泵車和混砂車監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2混配車狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2現(xiàn)場(chǎng)全景狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例2遠(yuǎn)程控制中心客戶登陸界面的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

發(fā)明的目的是提供一種油田井下壓裂施工的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)，該遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)實(shí)施成本低，利于大面積推廣應(yīng)用。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1：如圖1所示，遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)包括：多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置11、智能監(jiān)控終端12、故障定位模塊13、移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站14、遠(yuǎn)程控制中心15和移動(dòng)終端16。

各監(jiān)測(cè)裝置11分別設(shè)置在油田井下壓裂施工中不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)處，用于采集各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的聲音、圖像、壓裂施工過程中壓力數(shù)據(jù)等現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。智能監(jiān)控終端12與各監(jiān)測(cè)裝置11連接，用于接收并顯示現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。可選地，油田壓裂施工中各監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括井口、泵車、混砂車和混配車中至少一者。故障定位模塊13分別與各監(jiān)測(cè)裝置11及智能監(jiān)控終端12連接，用于根據(jù)監(jiān)測(cè)裝置11的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)定位故障位置，并將對(duì)應(yīng)的報(bào)警信息發(fā)送給智能監(jiān)控終端12。

移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站14設(shè)置在智能監(jiān)控終端12與遠(yuǎn)程控制中心15之間，用于在移動(dòng)等公共網(wǎng)絡(luò)信號(hào)微弱的條件下，增強(qiáng)智能監(jiān)控終端12接收到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)及報(bào)警信息，并通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠(yuǎn)程控制中心15。

遠(yuǎn)程控制中心15實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，在移動(dòng)等公共網(wǎng)絡(luò)信號(hào)微弱的條件下，通過移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站14發(fā)送控制信號(hào)給智能監(jiān)控終端12。智能監(jiān)控終端12接收和顯示遠(yuǎn)程控制中心15的控制信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)控制監(jiān)測(cè)裝置11執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。移動(dòng)終端16與遠(yuǎn)程控制中心15連接，用于使移動(dòng)終端16與遠(yuǎn)程控制中心15進(jìn)行信息交互。

具體地，移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站14具體包括：室外接收天線141、移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)142及室內(nèi)分布天線143。室外接收天線141用于接收智能監(jiān)控終端12發(fā)送的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，或接收遠(yuǎn)程控制中心15通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的控制信號(hào)，并將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或控制信號(hào)發(fā)送給移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)142。移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)142放大現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或控制信號(hào)的功率，對(duì)應(yīng)形成增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或增強(qiáng)控制信號(hào)，并將增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或增強(qiáng)控制信號(hào)發(fā)送給室內(nèi)分布天線143。室內(nèi)分布天線143將增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程控制中心15，或者將增強(qiáng)控制信號(hào)發(fā)送給智能監(jiān)控終端12。

可選地，智能監(jiān)控終端12還包括擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊，用于劃分各監(jiān)測(cè)裝置11的優(yōu)先級(jí)，按照優(yōu)先級(jí)由高到低的順序接收對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)裝置11的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)?？蛇x的，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)包括圖像信息、數(shù)據(jù)信息和聲音信息中至少一者。

可選的，監(jiān)測(cè)裝置11包括：防爆直線圖像探頭、防爆廣角視覺探頭、魚眼全景探測(cè)器和無線配液測(cè)距傳感器至少一者。本實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)裝置包括：防爆直線圖像探頭、防爆廣角視覺探頭、魚眼全景探測(cè)器和無線配液測(cè)距傳感器。其中，防爆直線圖像探頭，用于監(jiān)測(cè)所述井口的狀態(tài)；防爆廣角視覺探頭，用于監(jiān)測(cè)泵車、混砂車及混配車的狀態(tài)；魚眼全景探測(cè)器，用于檢測(cè)油田壓裂施工現(xiàn)場(chǎng)的全景狀態(tài)；所述無線配液測(cè)距傳感器，用于檢測(cè)所述混配車的水位信息。

本發(fā)明提供的油田井下壓裂施工的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)，在移動(dòng)信號(hào)未能全部覆蓋的區(qū)域，通過移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站增強(qiáng)需要發(fā)送的信號(hào)，將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的圖像信息和數(shù)據(jù)信息傳送到遠(yuǎn)程控制中心，并進(jìn)一步借助于遠(yuǎn)程控制中心完成遠(yuǎn)程指導(dǎo)、遠(yuǎn)程監(jiān)督、遠(yuǎn)程會(huì)診等功能。遠(yuǎn)程指揮控制中心可完成油田現(xiàn)場(chǎng)圖像信息、聲音信息和數(shù)據(jù)信息的遠(yuǎn)程獲取，并能在移動(dòng)終端，如PC終端、手機(jī)終端完成實(shí)時(shí)顯示。遠(yuǎn)程的專家和工作人員可以通過遠(yuǎn)程控制中心或者移動(dòng)終端實(shí)時(shí)查看施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況下達(dá)控制命令，遠(yuǎn)程控制中心將指令、語音通過無線通信網(wǎng)絡(luò)反饋到現(xiàn)場(chǎng)的智能監(jiān)控終端，用于實(shí)時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程控制中心實(shí)時(shí)技術(shù)交流、共同保障施工質(zhì)量與安全的目的。

實(shí)施例2：

本發(fā)明針對(duì)高寒且移動(dòng)信號(hào)較弱的油田井下壓裂施工地區(qū)，提出了一套基于互聯(lián)網(wǎng)的油田井下壓裂施工遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)。

如圖2所示，油田井下壓裂施工的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)包括：多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置21、智能監(jiān)控終端22、移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站23、移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)基站24和遠(yuǎn)程控制中心25。

智能監(jiān)控終端22收集油田現(xiàn)場(chǎng)各監(jiān)測(cè)裝置21的圖像和數(shù)據(jù)信息，通過移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站23將信號(hào)的功率增大并發(fā)送給移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)基站24，然后通過移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)基站24發(fā)送到遠(yuǎn)程控制中心25。遠(yuǎn)程控制中心25可對(duì)油田遠(yuǎn)程信息進(jìn)行探測(cè)并對(duì)所述信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并借助于遠(yuǎn)程控制中心25完成遠(yuǎn)程指導(dǎo)、遠(yuǎn)程監(jiān)督、遠(yuǎn)程會(huì)診等功能。

監(jiān)測(cè)裝置21包括：防爆廣角視覺探頭、防爆直線圖像探頭、魚眼全景探測(cè)器、無線配液測(cè)距傳感器，完成對(duì)油田壓裂施工現(xiàn)場(chǎng)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

具體地，如圖3所示，井口附近安裝防爆直線圖像探頭檢測(cè)井口狀態(tài)。將防爆直線圖像探頭固定在抗震動(dòng)防風(fēng)鋼架上，并與多端防爆電源模塊和擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊通過螺紋連接方式連接。

如圖4所示，由于廣角探頭探測(cè)的視場(chǎng)比較寬闊，泵車和混砂車附近狀態(tài)采用防爆廣角視覺探頭來探測(cè)。將防爆廣角視覺探頭用卡扣或電磁開關(guān)固定在泵車和混砂車附件的金屬桿上。防爆廣角視覺探頭分別與多端防爆電源模塊和擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊通過卡扣連接。

如圖5所示，采用防爆廣角視覺探頭來監(jiān)測(cè)混配車的狀態(tài)。將防爆廣角視覺探頭用卡扣或電磁開關(guān)固定在金屬桿上，同時(shí)在混配車上安裝無線配液測(cè)距傳感器。其中無線配液測(cè)距傳感器采用超聲單探頭測(cè)距，實(shí)時(shí)提供混配車水位信息。防爆廣角視覺探頭分別與多端防爆電源模塊和擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊通過螺紋連接方式連接，無線配液測(cè)距傳感器分別與多端防爆電源模塊和擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊通過螺紋連接方式連接。

如圖6所示，在儀表車頂部安裝魚眼全景探測(cè)器，現(xiàn)場(chǎng)全景狀態(tài)監(jiān)測(cè)采用魚眼全景探測(cè)器來探測(cè)。將魚眼全景探測(cè)器用三腳架固定在儀表車上，并與多端防爆電源模塊和擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊通過螺紋連接方式連接，實(shí)現(xiàn)全景信息探測(cè)、無線傳輸、可控旋轉(zhuǎn)等功能。

智能監(jiān)控終端22獲取現(xiàn)場(chǎng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的圖像、混配車水位信息和現(xiàn)場(chǎng)聲音后，采用數(shù)據(jù)壓縮方案將其無線傳輸至遠(yuǎn)程控制中心25，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和指揮中心的交互通信?？蛇x的，智能監(jiān)控終端22還包括多端防爆電源轉(zhuǎn)換模塊和擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊，多端防爆電源轉(zhuǎn)換模塊為多電源值輸出功能，用于為智能監(jiān)控終端供電，其可移植在不同的探測(cè)模塊中。智能監(jiān)控終端22能夠進(jìn)行各監(jiān)測(cè)點(diǎn)處安裝各監(jiān)測(cè)裝置的云臺(tái)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和角度調(diào)整等控制。智能監(jiān)控終端通過擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊接收無線擴(kuò)頻收發(fā)系統(tǒng)回傳的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的工作狀態(tài)顯示，利用黑匣子技術(shù)實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并能通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)控制和無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站23主要是將需要發(fā)送的信號(hào)增強(qiáng)到移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，提高移動(dòng)信號(hào)4G覆蓋能力，移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站23至少可并行處理兩路傳輸信號(hào)。具有兩路利用移動(dòng)公共網(wǎng)絡(luò)基站平臺(tái)將壓裂信號(hào)的顯示屏幕和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控屏幕傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心。移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站包括：移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)、室外接收天線及室內(nèi)分布天線。外接收天線將來自運(yùn)營(yíng)商的信號(hào)經(jīng)過中繼轉(zhuǎn)化，移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)主機(jī)增大信號(hào)的功率，通過室內(nèi)分布天線使油田現(xiàn)場(chǎng)控制中心室，即智能監(jiān)控終端的信號(hào)增強(qiáng)，從而搭建無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)。

遠(yuǎn)程控制中心25對(duì)油田遠(yuǎn)程信息的探測(cè)與分析，是通過移動(dòng)信號(hào)增強(qiáng)站獲取現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端獲取到的現(xiàn)場(chǎng)圖像、聲音和數(shù)據(jù)等信息，并在監(jiān)控屏幕上進(jìn)行顯示、分析，以便遠(yuǎn)程控制中心25及時(shí)監(jiān)督檢查現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工狀態(tài)，并形成專家系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)施工。

由于遠(yuǎn)程控制中心25的油田現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)是油田設(shè)備內(nèi)部測(cè)試數(shù)據(jù)的格式特殊，僅需要通過無線局域網(wǎng)內(nèi)的遠(yuǎn)程傳輸桌面軟件即可與移動(dòng)終端進(jìn)行信息交互。利用遠(yuǎn)程傳送桌面軟件將油田操控中心電腦桌面，主要是油田測(cè)試曲線圖上傳至服務(wù)器，后臺(tái)通過PC端或手機(jī)APP即可隨時(shí)隨地連接上服務(wù)器觀看油田測(cè)試曲線。

遠(yuǎn)程控制中心25安裝有遠(yuǎn)程指揮控制軟件，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程屏幕同步顯示、遠(yuǎn)程監(jiān)控圖像同步顯示，并能實(shí)現(xiàn)屏幕的手動(dòng)切換。同時(shí)，遠(yuǎn)程控制中心25還可與移動(dòng)終端連接，如內(nèi)置APP的手機(jī)，相關(guān)專家或者工作人員可在遠(yuǎn)程控制中心25以外的地點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，關(guān)注生產(chǎn)狀態(tài)。

遠(yuǎn)程控制中心25獲取現(xiàn)場(chǎng)圖像、聲音和數(shù)據(jù)信息后，經(jīng)過專家分析，確定相應(yīng)的調(diào)整指令和要求，并通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)程控制中心25的各路語音和圖像傳輸?shù)焦ぷ鳜F(xiàn)場(chǎng)的智能監(jiān)控終端22，以便現(xiàn)場(chǎng)能根據(jù)遠(yuǎn)程控制中心25的建議及時(shí)關(guān)注和調(diào)整施工方案，杜絕安全隱患，保質(zhì)保量完成施工任務(wù)。

本實(shí)施例中的遠(yuǎn)程控制中心主要是由虛擬儀器LabWindows/CVI軟件設(shè)計(jì)的上位機(jī)界面，其主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻瀏覽、錄像存儲(chǔ)回放、電子地圖、電視墻管理及授權(quán)管理功能。遠(yuǎn)程與現(xiàn)場(chǎng)的通信是雙向的，專家或工作人員可以在遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場(chǎng)傳送回的視頻和數(shù)據(jù)，并對(duì)油田狀況做出判斷，通過無線通信網(wǎng)絡(luò)將下達(dá)的指揮命令傳送到現(xiàn)場(chǎng)。

本實(shí)施例中的擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊是將爆廣角視覺探頭、防爆直線圖像探頭、魚眼全景探測(cè)器、無線配液測(cè)距傳感器獲取的圖像和數(shù)據(jù)信息，通過擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的智能監(jiān)控終端，以便于后續(xù)的處理和分析。在傳輸時(shí)，需要將各節(jié)點(diǎn)的信息劃分為不同的優(yōu)先級(jí)，多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息時(shí)，優(yōu)先級(jí)低的節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)退出，從而便于管理好所有節(jié)點(diǎn)。采用無線自組網(wǎng)適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大且節(jié)點(diǎn)較多的情況。同時(shí)為了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能和便于對(duì)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，將網(wǎng)絡(luò)分為簇，采用一種基于簇首的分簇算法。由于混配車一般需要測(cè)試多個(gè)混配車廂的水位，因此本實(shí)施例中主要針對(duì)安裝在混配車處的監(jiān)測(cè)裝置使用分簇算法。假設(shè)這里有15個(gè)井點(diǎn)處的水位需要傳輸數(shù)據(jù)(其中假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)占用兩個(gè)字節(jié)存儲(chǔ))，可以用簇將其中每5個(gè)有關(guān)聯(lián)的監(jiān)測(cè)裝置節(jié)點(diǎn)分為一組，通過分簇算法選舉出簇首，簇首完成簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)、協(xié)調(diào)和管理，可以減少多節(jié)點(diǎn)間信息交換的開銷，提高系統(tǒng)容量。

針對(duì)實(shí)際施工需要，每個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)各配置一套擴(kuò)頻傳輸自組網(wǎng)模塊，采用工業(yè)級(jí)數(shù)字無線設(shè)備，頻率5.8G，理論帶寬300MHz，內(nèi)置18dbi雙極化天線，防水防塵，也可以采用工業(yè)級(jí)千兆網(wǎng)數(shù)字無線設(shè)備。從各監(jiān)測(cè)裝置得到的圖像可以使用字典式編碼方法，LZ77或LZ78算法在壓縮效果上大大超過哈夫曼編碼，而且其壓縮和解壓縮的速度超快。字典式編碼方法主要是根據(jù)數(shù)據(jù)本身包含有重復(fù)代碼的特性構(gòu)造一個(gè)字典，將信息中反復(fù)出現(xiàn)的字符串登記為較短的字符串，解碼時(shí)對(duì)這種字符串通過查字典轉(zhuǎn)換為原字符串。對(duì)于數(shù)據(jù)的傳輸可以采用PN碼的反饋移位寄存器序列進(jìn)行編碼傳輸，這種編碼方法可以通過擾碼改善位定時(shí)恢復(fù)質(zhì)量，而且可以使信號(hào)的頻譜分布均勻且使系統(tǒng)穩(wěn)定。假設(shè)我們使用十位二進(jìn)制表示要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，就用10級(jí)移位寄存器產(chǎn)生m序列進(jìn)行傳輸。

如圖7所示，遠(yuǎn)程控制中心具有實(shí)時(shí)視頻瀏覽、錄像存儲(chǔ)回放、電子地圖、電視墻管理及授權(quán)管理功能。遠(yuǎn)程控制中心的上位機(jī)軟件采用NI Lab Windows/CVI開發(fā)環(huán)境和NI Vision視覺系統(tǒng)開發(fā)模塊來對(duì)返回的現(xiàn)場(chǎng)視頻信息進(jìn)行處理。

在遠(yuǎn)程控制中心的系統(tǒng)軟件中添加了現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境的地圖，是為了當(dāng)油田現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)緊急情況發(fā)出報(bào)警信息時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員能在最快的時(shí)間到達(dá)出故障的具體位置，以方便現(xiàn)場(chǎng)人員及時(shí)排障。

對(duì)于電視墻管理功能，就是將視頻圖像輸出到電視墻，并將電視墻進(jìn)行畫面分割，可以通過電視墻同時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)地方的情況，即實(shí)現(xiàn)多畫面監(jiān)視功能。

對(duì)于權(quán)限管理功能。不同權(quán)限的用戶可分配不同的管理權(quán)力，允許用戶自行定義用戶級(jí)別，分配權(quán)限?？梢詫?quán)限分配到每個(gè)探頭或是攝像機(jī)，對(duì)于不同用戶可查看不同的內(nèi)容。

本發(fā)明根據(jù)高寒地區(qū)油田的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)了在保障各種機(jī)器工具和人員安全的前提下，基于無線通信的遠(yuǎn)程監(jiān)控油田現(xiàn)場(chǎng)情況，并能使專家遠(yuǎn)程及時(shí)指揮現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行操作。本發(fā)明提供的油田井下壓裂施工的遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)具有如下有益效果：

(1)作為一種適應(yīng)于高寒地區(qū)移動(dòng)信號(hào)未能全覆蓋的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，能夠提高開采油田的工作效率，同時(shí)降低了人員浪費(fèi)；

(2)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無線傳輸，可中繼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮控制。技術(shù)性能穩(wěn)定、圖像清晰、伴音悅耳、無失真、圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于四級(jí)。采用BPSK調(diào)制方式，抗干擾性好，不受廣播電視、移動(dòng)通信影響，易于加密。

(3)采用鎖相技術(shù)，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。其抗震動(dòng)性能強(qiáng)，發(fā)射機(jī)體積小，重量輕，適應(yīng)任何地區(qū)。便于攜帶，耗電小，即裝即通免調(diào)試。兼容性強(qiáng)，可以駁接任何品牌的標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)和其他視音頻設(shè)備；

(4)利用虛擬儀器軟件LabWindows/CVI，可提高遠(yuǎn)程監(jiān)控油田系統(tǒng)的升級(jí)能力，操作十分簡(jiǎn)單，不需要花費(fèi)太多時(shí)間在學(xué)習(xí)如何操作軟件上。

(5)通過虛擬儀器的人機(jī)交互界面，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程平臺(tái)的全智能運(yùn)行管理，提高遠(yuǎn)程指揮控制系統(tǒng)的智能化水平。

(6)可以進(jìn)一步通過對(duì)大量油田相關(guān)的歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田壓裂施工過程的全面監(jiān)控。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。