一、應(yīng)用背景

石油鉆井工程是石油開采過程中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接決定著石油開采的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，而鉆井工程參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、分析處理和存儲(chǔ)是保證安全、可靠、高效鉆井的重要途徑。

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，尤其是自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，石油鉆井工程逐漸向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，其中鉆井工程參數(shù)監(jiān)測的研究和改善更是重中之重，此舉不僅可以提高鉆井安全性和鉆井效率，還可以提高鉆井工程的自動(dòng)化程度。

因此，開發(fā)高性能、安全可靠的鉆井工程參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)化鉆井的關(guān)鍵。

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二、面臨的難題

在石油鉆井過程中，不僅需要采集鉆井設(shè)備中的數(shù)據(jù)，還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。因此，在實(shí)現(xiàn)鉆井工程參數(shù)監(jiān)測時(shí)，面臨的難題主要有以下幾點(diǎn)：

（1）現(xiàn)場多協(xié)議鉆井設(shè)備數(shù)據(jù)的采集；

（2）數(shù)據(jù)的可視化處理，包括數(shù)據(jù)顯示（字段/曲線/儀表顯示）、邊緣計(jì)算、警報(bào)通知和管理、審計(jì)追蹤和配方管理等；

（3）鉆井工程數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（4）將采集到的鉆井工程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫；

（5）將采集到的鉆井工程數(shù)據(jù)上傳到SCADA、MES、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等。

三、方案介紹

虹科多功能物聯(lián)網(wǎng)人機(jī)界面 eX707G憑借其豐富強(qiáng)大的功能、高級別防護(hù)、海量通信支持、多行業(yè)認(rèn)證等特點(diǎn)而備受贊譽(yù)，是開發(fā)高性能鉆井工程參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的最佳選擇，整體的應(yīng)用框架如下所示。

該人機(jī)界面通過海量通訊協(xié)議完成現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的采集，再結(jié)合其配套軟件JMobile Studio完成頁面組態(tài)以及數(shù)據(jù)可視化處理，完成現(xiàn)場關(guān)鍵參數(shù)監(jiān)控畫面的制作。由于人機(jī)界面內(nèi)置Web、VNC服務(wù)器，現(xiàn)場操作人員通過web瀏覽器、VNC客戶端等便可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。此外，該人機(jī)界面可以一鍵配置連接到自家Corvina云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理；同時(shí)，虹科eX707G人機(jī)界面也可通過OPC UA、MQTT等協(xié)議對接到第三方云平臺(tái)，最大程度地滿足客戶的多樣化需求。

除了人機(jī)界面，我們還提供具有相同功能的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，以及可運(yùn)行在客戶X86設(shè)備中的軟件方案——JMobile PC Runtime，快速賦予客戶設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)功能，客戶可以根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需求選擇對應(yīng)的解決方案。

四、案例分享

為了實(shí)現(xiàn)鉆井過程中對鉆進(jìn)狀態(tài)、起下鉆狀態(tài)和泥漿池關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測，國內(nèi)某石油企業(yè)采用虹科多功能物聯(lián)網(wǎng)人機(jī)界面eX707G開發(fā)了一個(gè)鉆井工程多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)，快速、高效、可靠地完成現(xiàn)場鉆井參數(shù)的采集和可視化，提高了現(xiàn)場鉆井的安全性和效率。

（1）數(shù)據(jù)采集和可視化

支持200+通信協(xié)議，包括OPC UA、Modbus、MQTT以及西門子、三菱、歐姆龍等主流PLC協(xié)議，支持同時(shí)運(yùn)行8種通訊協(xié)議并且支持一萬點(diǎn)數(shù)據(jù)，最大程度地幫助客戶完成鉆井設(shè)備數(shù)據(jù)的采集；支持邊緣計(jì)算，客戶可以通過編寫JavaScript腳本完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理和分析。

此外，支持2000+現(xiàn)代風(fēng)格控件，根據(jù)現(xiàn)場鉆井工程參數(shù)的類別，分別選用數(shù)字字段、模擬儀表、實(shí)時(shí)和歷史趨勢曲線等控件對工程參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)展示。

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（2）警報(bào)管理

支持警報(bào)管理功能，可以對關(guān)鍵鉆井工程參數(shù)設(shè)置上下限，并判斷參數(shù)是否需要報(bào)警；支持上下限觸發(fā)、等值觸發(fā)、數(shù)值偏差觸發(fā)等四種觸發(fā)方式，滿足客戶的多樣化需求。此外，支持在線和歷史警報(bào)控件，幫助客戶完成警報(bào)狀態(tài)的查看，以及警報(bào)確認(rèn)、復(fù)位、保存等操作。

（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

支持對接MySQL、PostgreSQL、MariaDB等數(shù)據(jù)庫，可以幫助客戶讀取數(shù)據(jù)庫標(biāo)簽數(shù)據(jù)，以及存儲(chǔ)鉆井過程中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)、某一時(shí)間段的趨勢數(shù)據(jù)、事件等數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場優(yōu)化鉆井、故障排查提供數(shù)據(jù)依據(jù)，幫助現(xiàn)場操作人員掌握鉆井過程中鉆機(jī)的工作狀態(tài)，為工藝的改進(jìn)提供數(shù)據(jù)分析支持。

五、總結(jié)

通過虹科多功能物聯(lián)網(wǎng)人機(jī)界面eX707G，該石油企業(yè)高效、快速地完成了現(xiàn)場鉆井工程多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的部署，實(shí)現(xiàn)了鉆井過程中關(guān)鍵參數(shù)的監(jiān)測，提高了鉆井的安全性和效率，加快了鉆井工程智能化的發(fā)展進(jìn)程。

審核編輯 黃昊宇