本實用新型涉及一種鉆井綜合數據實時傳輸儀。

背景技術：

隨著信息技術的發展，各大油(氣)田公司在工程技術方面做了大量的調研與研究，同時也為各大專業(鉆、錄、測、井下)建立了大量的應用軟件，為井場的安全作業、高效作業提供了便利。

隨著網絡技術高速發展、物聯網的崛起，那么對井場現有作業模式又提出了新的挑戰。關于井場信息不再局限于各個專業單獨的數字化、簡單應用，而是趨向于多源信息集中采集、數據統一傳輸與共享、數據集中管理及融合應用，最終實現多源信息統一管理、多工種協同作業及遠程決策與生產指揮。因此，井場信息一體化服務平臺建設是一個必然趨勢，也是各大油(氣)田公司志在建立的新的井場作業模式和服務模式。井場多源信息集中采集、管理是井場信息一體化服務平臺的基礎，尤其是井場各種儀器、設備數據的自動識別、集中采集與統一管理，是井場信息一體化服務平臺的根基。

在油田信息化系統中，井場數據傳輸的高效性、穩定性一直是油田生產過程中難以解決的問題，由于井場往往在比較偏遠的地區，如沙漠等惡劣環境，目前常用的解決方案有租用衛星通道或者使用遠距離微波傳輸。租用衛星通道存在數據傳輸不穩定，需要將發射天線實時對準衛星，而現場中經常出現大風天氣，導致天線輕微移位，數據傳輸鏈路因此而中斷。遠距離微波傳輸則對距離有限制，一般在幾十公里到幾百公里不等，而且傳輸設備也存在惡劣天氣引起的數據鏈路中斷。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種鉆井綜合數據實時傳輸儀，以實現對不同種類井場儀器數據的采集及穩定性傳輸。

為達到上述目的，本實用新型的鉆井綜合數據實時傳輸儀包括：用于采集井場實時儀器數據并將采集到的數據進行上傳的數傳模塊、數據處理器、數據存儲器及無線傳輸組件，所述數傳模塊、數據存儲器和無線傳輸組件分別與數據處理器連接；所述數傳模塊上設置有與井場實時儀器相適配的接口適配器。

所述無線傳輸組件包括3G/4G模塊，用于將采集到的井場實時儀器數據傳輸到基地服務器。

所述無線傳輸組件包括WIFI模塊，用于用戶通過移動終端獲取井場實時儀器數據。

所述無線傳輸組件上設置有Zigbee數據連接處理模塊，用于接收處理來自具有Zigbee協議的無線儀器儀表的數據。

所述無線傳輸組件上設置有433MHz模塊，用于接收處理來自具有433MHZ協議的無線儀器儀表的數據。

該傳輸儀上設置有RJ45、RS232和/或USB接口。

該傳輸儀上設置有安卓組件，所述安卓組件包括顯示屏，用于現場數據展示。

該傳輸儀上設置有用于供電的電源組件，所述電源組件包括充電模塊和升壓模塊。

所述井場實時儀器包括綜合錄井設備和/或隨鉆設備。

本實用新型的有益效果：該傳輸儀能夠對井場多種儀器進行數據采集，通過設置在數傳模塊上的接口適配器，實現油田現場各種專業儀器設備數據的采集和傳輸，并且具有無線傳輸組件，該組件提供了現場自組網，通過點對點的無線鏈路，減少了繁瑣現場布線工程，同時也減少了以往從現場到基地用戶多網關造成的實時數據堵塞問題。

為現場提供寬域wifi網絡環境，提供覆蓋面積半徑300M-500M，使用戶通過移動終端能夠連接網絡，為下一步的移動終端的應用提供擴展；

通過工業以太網接口及設備智能匹配算法就能采集LWD/MWD等井場儀器的實時數據，同時可讓用戶根據移動終端對設備進行相關操作，及時校正相關參數，保證用戶最終傳輸的數據具備實時性，安全性，格式標準化，應用性強等特點，此設備具有滿足現場復雜條件應用、使用范圍廣、可靈活配置、支持多終端應用等特點。

附圖說明

圖1為本實施例鉆井綜合數據實時傳輸儀的結構框圖；

圖2為本實施例的鉆井綜合數據實時傳輸儀的網絡部署圖；

圖3為本實施例的自動采集接口結構圖；

圖4為本實施例的鉆井綜合數據實時傳輸儀的技術架構圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步詳細介紹。

如圖1所示，本實施例的鉆井綜合數據實時傳輸儀包括該傳輸儀用于采集井場實時儀器數據并將采集到的數據進行上傳的數傳模塊、數據處理器、數據存儲器及無線傳輸組件，所述數傳模塊、數據存儲器和無線傳輸組件分別與數據處理器連接。

所述數傳模塊上設置有與井場實時儀器相適配的接口適配器。數傳模塊上設置了多個接口適配器以適用于采用不同端口通信協議的現場儀器設備的接入。端口通信協議包括RS485/232、RJ45、WIFI、airmax、Zigbee、433MHz等。對于采用上述協議進行數據交互的現場儀器設備，實施例的傳輸儀可設置相應的接口，設置的接口如下：

RJ45：鏈接至用戶工作區域內的自建網絡，通過網絡獲取儀器設備的數據；

RS232：因有些儀器設備只提供RS232接口，設備通過RS232鏈接儀器可讀取、接收此接口數據。

USB：提供usb數據接口的儀器，鉆井綜合數據實時傳輸儀提供usb接口可以和現場儀器設備進行鏈接，獲取儀器設備數據。

Zigbee：鉆井綜合數據實時傳輸儀提供現場具有zigbee協議的無線儀器儀表的連接處理模塊。

433MHz：鉆井綜合數據實時傳輸儀提供現場具有433MHZ協議的無線儀器儀表的鏈接處理模塊。

Wifi、AP：鉆井綜合數據實時傳輸儀提供小范圍wifi覆蓋(100㎡)范圍和AP覆蓋(半徑300m或者500M)范圍，使用戶通過移動終端能夠連接網絡，為下一步的移動終端的應用提供擴展功能。

在傳輸儀上設置3G/4G模塊，用于將采集到的井場實時儀器數據傳輸到基地服務器。具體來說，3G/4G模塊可采用電信、移動、聯通等3G數據卡，安裝在實時傳輸儀上，通過這些公共的3G/4G通訊網絡實現從鉆井現場到基地的數據傳輸服務。。

該傳輸儀提供安卓組件，該安卓組件包括高分屏，用于進行現場數據展示，該安卓組件也可用于提供WIFI網絡環境，用戶的安卓系統手機就可以通過鉆井專業的APP應用，通過實時采傳儀將數據或圖片等信息上傳到基地服務器上，如每天的鉆井生產日報數據，就可以通過手機鉆井生產日報APP應用上報當天鉆井生產數據。

該傳輸儀上還設置有電源組件，通過該電源組件為傳輸儀的各個部分供電。電源組件包括充電模塊、升壓模塊、濾波模塊及電磁屏蔽環。

現場儀器設備的種類及型號如表1所示。

表1為各種類型的現場儀器設備

具體來說，現場儀器設備包括鉆井參數儀、LWD/MWD、巖芯掃描儀、綜合錄井儀、攝像儀、熒光錄井儀等。

下面詳細介紹本實施例傳輸儀的工作原理：

該傳輸儀通過采集程序和專業設備接口從綜合錄井儀或隨鉆設備上采集實時數據，傳輸部分連接采集程序的數據服務，實時發送數據，并將接收到的實時數據和當前工況一起打包傳輸到服務器；采集程序會將采集到的數據實時保存到日文件中，一口井一個目錄，目錄名為井場名稱，采集程序負責原始數據的采集和補采，將實采數據和補采數據合并在一起，成為統一的數據源，傳輸客戶端需要補傳時從該處采集數據，打包成實時數據文件，壓縮后通過FTP通道上傳到服務器。

該傳輸儀還具備以下功能：

參數管理，讀取xml文件中存儲的參數信息，用戶可以設置井場名稱、數據服務端口、日文家能存儲位置、數據存儲時間間隔，選擇綜合錄井儀型號、設置實時數據采集、補采數據采集的數據源，并保存在xml文件中。

數據服務，將請求實時數據的應用程序連接保存在一個連接鏈表中，將采集處理后的實時數據(含工況信息)發送給所有建立連接的應用程序，需要根據連接建立、中斷動態維護該鏈表。

采樣插件管理，根據用戶選擇的綜合錄井儀的類型，動態加載相應的設備采樣插件(DLL),在綜合錄井儀類型發生變化時將原來的加載的DLL卸載、重新加載相應的新的采樣插件(DLL)。

采樣插件，負責從實時、補采數據源采集原始數據、進行數據抽取、映射、變比例等處理、產生原始數據體和標準的數據體，通知采樣程序接收數據。

數據采集，實時接收采樣插件采集的數據。自動補采：本次開始實時采集前，自動補采自上次停止采集到目前的數據。

數據合并，按照時間排序，合并同一天的補采數據和實時數據合并。

數據存儲，在存儲目錄下，以井為單位建立各自的子目錄，日文件的命名格式：YYYYMDD.rtd，文件頭部有版本號、數據項的順序、名稱，記錄為定長記錄格式，方便讀取。

工況狀態維護，對當前工況進行自動判斷和手動更改。

工礦處理，當前工況為自動狀態時，根據工況計算算法，程序實時計算當前的工況，保留在實時數據包的工況數據域中。

數據顯示，文本顯示：逐次顯示選擇的各個數據項。曲線顯示，根據用戶定義的模板要求、顯示ige個數據項的實時曲線。原始數據顯示：實時才能使采集到的未作任何處理原始數據。

數據映射管理，由于原始數據和標準數據不是意義對應，各種綜合錄井儀的實時數據通道個數、標識差異很大，原始數據的單位也各不相同，允許用戶在運行過程中實時調整各標準數據項的原始通道號，修改比例系數。

回填處理，根據用戶設置的回填深度，刪除日文件中該深度以后的數據；刪除數據可以選擇備份，根據用戶指定的目錄下，在該目錄下將井場名稱命名的子目錄，將數據備份到該目錄下。

遠程服務器連接，連接實時數據接收服務器，該程序接收實時數據采集模塊傳送的實時數據，在鏈路連接正常的情況下，將實時數據及時、正確地傳輸到服務器；如果網絡鏈路不通，則將實時數據緩存起來，系統隨后會在網絡連接重新建立后，將緩沖數據打包成文件，自動通過FTP文件傳輸模塊上傳到服務器。該程序除了傳輸實時數據，同時還要對網絡鏈路進行實時監視，判斷當前鏈路狀態，對于已經斷開的鏈路要及時地的處理，重新連接服務器，建立新的鏈路，保證實時數據傳輸通暢。在有實時數據的情況下發送實時數據，否則定時發送心跳數據。

斷開服務器連接，該模塊停止將實時數據傳輸到服務器，停止傳輸實時數據。

服務器參數配置，設定服務器的名稱，IP地址，實時數據端口，FTP端口。

井基本參數配置，設定井場名稱、密碼，數據采集過程中累積數據數目的閾值。

數據服務參數配置，設置運行采樣程序的計算機的IP地址、數據服務端口、日文件的存儲目錄。

完井庫參數配置，設定完井庫所在文件的路徑、完井庫的密碼，業務字段名。

工況狀態維護，對當前工況進行自動判斷和手動更改。

啟動采集，負責從錄井儀采集鉆井過程中的實時數據，對采集到的數據進行必要的處理，形成系統所需要的標準數據，提交實時數據傳輸模塊進行實時傳輸，如果系統由于其他原因，如果在某個時間段未采集數據，則系統提供了歷史數據補采機制，系統支持自動和手動兩種方式補采數據，補采數據按照一定的格式保存到文件。

工況傳輸，該工況傳輸分成自動傳輸和手動傳輸。

數據補采，設定開始補采的時間或者井深，結束補采的時間或者井深，從采樣程序產生的日文件中提取負荷條件的數據，打包成文件、壓縮、上傳到文件接收服務器。

完井庫數據提取，顯示完井庫分類樹形結構，根據用戶選擇，分別采取數據整表提取和查新提取的處理邏輯，并對產生的上傳數據庫進行緊縮、壓縮處理，保存在上傳目錄下。

文件上傳，實現文件的上傳，并支持斷點續傳，如果傳輸過程中出現異常，系統能夠重新建立新的連接，從上次傳輸中斷的地方開始傳輸文件中剩余的數據；對于傳輸失敗的文件，在收到服務器文件傳輸失敗的回復包后，能夠實現自動地重傳。文件在傳輸前自動壓縮，壓縮文件名的命名格式：井名名稱(時戳).ZIP。

設備在完成采集傳輸功能的基礎上，對外提供監控和控制面板，如安卓組件，通過監控面板，用戶直接看到設備采集到的數據是否正確以及傳輸狀態。設備提供多種數據監控方式，比如實時數據、實時曲線、實時井眼軌跡等。

該傳輸儀所能達到的技術效果是：該井場實時傳輸儀主要應用于石油行業工程技術及油田開發板塊涉及物探、鉆井、錄井、測井、井下作業、采油、管輸等專業，滿足作業現場各個專業的儀器設備數據采集、傳輸、控制、數據共享及后端應用為一體的數據整合，是典型的物聯網解決方案，具體包括：

1)為用戶提供一套集采、傳為一體的解決方案，減少原工作模式的事物復雜度，設備，應用的聯網無縫連接，提高采傳應用一體化效率；

2)實現油田現場各種專業各種儀器設備的智能識別、采集與傳輸；

3)基于WITSML標準進行采集與傳輸；

4)提供信號放大增強功能，便于傳輸的穩定性；

5)提供實時、準確、完整、標準的數據服務，支撐井場第三方應用；

6)提供了現場自組網，通過點對點的無線鏈路，減少了繁瑣現場布線工程，同時也減少了以往從現場到基地用戶多網關造成的實時數據堵塞問題；

7)為現場提供wifi網絡環境，提供覆蓋面積半徑300M-500M，使用戶通過移動終端能夠連接網絡，為下一步的移動終端的應用提供擴展；

8)為井場信息一體化服務平臺提供實時的、標準的、統一的數據支撐，從而實現多專業協同作業、遠程決策及生產指揮，改變井場現有作業模式。