本技術涉及石油鉆井，尤其涉及一種頂驅協議轉換裝置及方法。

背景技術：

1、在石油鉆井行業中，頂部驅動鉆井裝置(簡稱“頂驅”)作為關鍵設備，其性能與智能化水平直接影響到鉆井作業的效率、安全性和成本。然而，要實現鉆井作業整體效能的最大化，頂驅與其他關鍵裝備之間的數據交互顯得尤為重要。數據的實時共享與精確同步，如同鉆井作業的神經系統，確保著各個環節之間的緊密協作與資源最優配置。

2、目前，頂驅通過與泥漿泵、鉆機以及遠程監控中心等設備的深度集成與數據交互，能夠實時監測鉆井過程中的各項參數，如鉆壓、扭矩、轉速、懸重等，從而實現對鉆井過程的高效作業。全方位的數據互通，為快速響應異常情況、優化鉆井策略、預防事故提供了堅實的數據基礎。

3、然而，目前在頂驅的數據交互方面還存在許多阻礙。鉆井設備制造商眾多，通信協議各異，導致設備間直接通信困難。相關技術中自動化鉆機的星狀通信結構極度依賴中心節點，且數據傳輸效率低。頂驅底層設備、儀表協議不一致，增加頂驅自身數據整合難度。老舊頂驅協議與新協議不兼容，阻礙了頂驅的升級與改造。遠程控制時，協議的不兼容性限制設備數據交互，影響鉆井作業集成管理等。如何實現頂驅裝置協議的標準化與統一化成為亟待解決的問題。

技術實現思路

1、本技術實施例提供一種頂驅協議轉換裝置及方法，能夠解決頂驅裝置內部，以及其與其他關鍵鉆井裝備的數據交互能力差的技術問題。

2、為達到上述目的，本技術的實施例采用如下技術方案：

3、第一方面，本技術實施例提供一種頂驅協議轉換裝置，該頂驅協議轉換裝置包括：協議統一集成控制模塊、中繼通信模塊、數據遠程上傳模塊、空中下載技術遠程升級模塊、多端訪問支持模塊；協議統一集成控制模塊，內置多協議解析引擎和協議轉換裝置，被配置為接收不同頂驅的頂驅原始數據；頂驅原始數據包括不同頂驅的異構協議；通過多協議解析引擎，將異構協議轉換為統一的中間層協議；中間層協議為配置文件的形式；通過協議轉換裝置，將中間層協議封裝成標準化數據包；還被配置為生成與下發控制指令；中繼通信模塊，被配置為構建頂驅、傳感器節點與第一設備間的通信網絡，以使頂驅、傳感器節點和第一設備實現數據的直接收發；第一設備包括遠程監控中心或云端服務器；數據遠程上傳模塊，被配置為將標準化數據包通過通信網絡上傳至遠程監控中心或云端服務器；標準化數據包包括頂驅狀態參數和故障報警；空中下載技術遠程升級模塊，被配置為支持頂驅的頂驅固件、頂驅軟件和協議統一集成控制模塊的協議轉換裝置本身的遠程升級；多端訪問支持模塊，被配置為支持多種終端設備的訪問。

4、基于上述對本技術實施例提供的頂驅協議轉換裝置的描述，可知，該頂驅協議轉換裝置包括協議統一集成控制模塊、中繼通信模塊、數據遠程上傳模塊、空中下載技術遠程升級模塊、多端訪問支持模塊。頂驅的底層設備、儀器儀表之間、頂驅新舊型號之間、頂驅與其他設備之間的協議，實現了統一的中間層協議，便于后續數據的傳輸與處理。解決了頂驅與其他鉆井設備間無法直接通信，必須借助中間節點的問題，以自動選擇節點路徑的無線傳輸方式，提高了數據傳輸效率，提升了傳輸可靠性。解決了遠程調試不易、終端設備訪問不便的問題，提高了設備維護的便捷性和效率，實現信息的實時共享與協同工作。實現不同工業協議數據到標準化數據的轉換，以便于提供統一的接口，解決了頂驅通信接口繁雜的問題，也為鉆井智能化奠定了基礎。推動頂驅裝置協議的標準化與統一化，這樣，提高頂驅裝置內部，以及其與其他關鍵鉆井裝備的數據交互能力。

5、在第一方面可行的實現方式中，多協議解析引擎，還被配置為確認異構協議的協議類型，以及提取轉換信息；將協議類型、轉換信息映射到目標協議的數據結構中，得到映射數據；根據目標協議的格式，將映射數據、傳輸方式和頭部信息封裝，得到數據映射配置文件；數據映射配置文件包括應用對象、組合對象、原協議數據塊和配置下發；將數據映射配置文件發送給協議轉換裝置。

6、在第一方面可行的實現方式中，協議統一集成控制模塊還包括數據通信站，協議轉換裝置，還被配置為獲取數據映射配置文件對應的寄存器點位，并寫入緩存；按照數據映射配置文件，完成頂驅原始數據的轉換操作，得到標準化數據包；將標準化數據包對應的寄存器點位寫入待轉發緩存列表；根據待轉發緩存列表，將標準化數據包存入數據通信站；數據通信站，還被配置為與中繼通信模塊交換數據。

7、在第一方面可行的實現方式中，數據遠程上傳模塊，還被配置為根據設備地址功能表，生成配置文件，指定公有地址和私有地址的一對一映射關系。

8、第二方面，本技術實施例提供一種頂驅協議轉換方法，該頂驅協議轉換方法包括：接收不同頂驅的頂驅原始數據；頂驅原始數據包括不同頂驅的異構協議；通過多協議解析，將異構協議轉換為統一的中間層協議；中間層協議為配置文件的形式；將中間層協議封裝成標準化數據包；構建頂驅、傳感器節點與第一設備間的通信網絡，以使頂驅、傳感器節點和第一設備實現數據的直接收發；第一設備包括遠程監控中心或云端服務器；將標準化數據包通過通信網絡上傳至遠程監控中心或云端服務器；標準化數據包包括頂驅狀態參數和故障報警。

9、基于上述對本技術實施例提供的頂驅協議轉換方法的描述，可知，該頂驅協議轉換方法包括頂驅的底層設備、儀器儀表之間、頂驅新舊型號之間、頂驅與其他設備之間的協議，實現了統一的中間層協議，便于后續數據的傳輸與處理。解決了頂驅與其他鉆井設備間無法直接通信，必須借助中間節點的問題，以自動選擇節點路徑的無線傳輸方式，提高了數據傳輸效率，提升了傳輸可靠性。解決了遠程調試不易、終端設備訪問不便的問題，提高了設備維護的便捷性和效率，實現信息的實時共享與協同工作。實現不同工業協議數據到標準化數據的轉換，以便于提供統一的接口，解決了頂驅通信接口繁雜的問題，也為鉆井智能化奠定了基礎。推動頂驅裝置協議的標準化與統一化，這樣，提高頂驅裝置內部，以及其與其他關鍵鉆井裝備的數據交互能力。

10、在第二方面可行的實現方式中，頂驅協議轉換方法還包括：確認異構協議的協議類型，以及提取轉換信息；將協議類型、轉換信息映射到目標協議的數據結構中，得到映射數據；根據目標協議的格式，將映射數據、傳輸方式和頭部信息封裝，得到數據映射配置文件；數據映射配置文件包括應用對象、組合對象、原協議數據塊和配置下發；將數據映射配置文件發送給協議轉換裝置。

11、在第二方面可行的實現方式中，頂驅協議轉換方法還包括：獲取數據映射配置文件對應的寄存器點位，并寫入緩存；按照數據映射配置文件，完成頂驅原始數據的轉換操作，得到標準化數據包；將標準化數據包對應的寄存器點位寫入待轉發緩存列表；根據待轉發緩存列表，將標準化數據包存入數據通信站。

12、在第二方面可行的實現方式中，頂驅協議轉換方法還包括：根據設備地址功能表，生成配置文件，指定公有地址和私有地址的一對一映射關系。

13、第三方面，本技術實施例提供一種頂驅協議轉換系統，該頂驅協議轉換系統包括：至少一個處理器；與至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，存儲器存儲有可被至少一個處理器執行的指令，指令被至少一個處理器執行，以使至少一個處理器能夠執行第二方面提供的方法。

14、頂驅協議轉換系統通過執行第二方面提供的方法，頂驅的底層設備、儀器儀表之間、頂驅新舊型號之間、頂驅與其他設備之間的協議，實現了統一的中間層協議，便于后續數據的傳輸與處理。解決了頂驅與其他鉆井設備間無法直接通信，必須借助中間節點的問題，以自動選擇節點路徑的無線傳輸方式，提高了數據傳輸效率，提升了傳輸可靠性。解決了遠程調試不易、終端設備訪問不便的問題，提高了設備維護的便捷性和效率，實現信息的實時共享與協同工作。實現不同工業協議數據到標準化數據的轉換，以便于提供統一的接口，解決了頂驅通信接口繁雜的問題，也為鉆井智能化奠定了基礎。推動頂驅裝置協議的標準化與統一化，這樣，提高頂驅裝置內部，以及其與其他關鍵鉆井裝備的數據交互能力。

15、第四方面，本技術實施例提供一種計算機可讀介質，其上存儲有計算機程序指令，計算機程序指令可被處理器執行以實現如第二方面提供的方法。

16、計算機可讀介質中的計算機程序指令通過實現第二方面提供的方法，頂驅的底層設備、儀器儀表之間、頂驅新舊型號之間、頂驅與其他設備之間的協議，實現了統一的中間層協議，便于后續數據的傳輸與處理。解決了頂驅與其他鉆井設備間無法直接通信，必須借助中間節點的問題，以自動選擇節點路徑的無線傳輸方式，提高了數據傳輸效率，提升了傳輸可靠性。解決了遠程調試不易、終端設備訪問不便的問題，提高了設備維護的便捷性和效率，實現信息的實時共享與協同工作。實現不同工業協議數據到標準化數據的轉換，以便于提供統一的接口，解決了頂驅通信接口繁雜的問題，也為鉆井智能化奠定了基礎。推動頂驅裝置協議的標準化與統一化，這樣，提高頂驅裝置內部，以及其與其他關鍵鉆井裝備的數據交互能力。