石油钻机在线监测与故障诊断服务平台的制作方法

1.本实用新型涉及远程监测领域，特别是涉及一种石油钻机在线监测与故障诊断服务平台。


背景技术：

2.石油钻机产品常年在野外偏僻、通信不便、交通困难且经常搬家的场合中使用。在钻探作业过程中，日费用较高，且不允许关键设备故障停机，一旦故障停机可能造成工程井的报废，带来重大经济损失；另外设备作业时各工位均有人员在岗，一旦设备故障，还可能造成人员伤害。因此如何提前预警设备故障，正确使用和保养好设备，提前监测易损件使用情况，及时补充备品备件显得十分重要。此外设备制造商由于不能实时跟踪所销售的设备，其在使用、维护、故障排查等方面的经验和优势就不能及时应用于钻机作业现场。为此，急需开发石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，实现对现场钻机的实时在线监测与远程诊断服务，提前预防设备故障的发生，指导现场故障排除，保证设备正常工作。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以实时掌握出厂石油钻机的运行状态，可以为用户提供24小时在线技术支持和远程诊断协同管理服务的，可以保障钻机长周期安全运行、减少非计划停车风险的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台。
4.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，包括钻机现场采集单元、数据传输单元、物联网、云数据中心、钻机远程监控中心，其中，钻机现场采集单元用于对现场钻井工艺参数、设备运行参数、运维管理参数的信号进行采集和数据归档；云数据中心用于对被监测钻机数据存储、备份和管理；数据传输单元用于对钻机现场采集单元的数据实时远传；物联网用于实现数据传输单元与钻机远程监控中心之间的通讯；钻机远程监控中心通过访问物联网的服务器实时监测现场钻井设备的运行状态和运行数据及对钻机现场数据的进行实时分析和诊断并对外提供数据显示，钻机现场采集单元通过无线网络与数据传输单元连接，数据传输单元通过有线网络与物联网连接；云数据中心通过有线网络与物联网连接；钻机远程监控中心通过有线网络与物联网连接。
5.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，还包括：移动app监测终端、钻井公司客户端、远程专家客户端，其中，移动app监测终端用于对被监测钻机移动监测，钻井公司客户端用于对所属钻机监测和管理，远程专家客户端用于对被监测钻机的远程技术支持和协助，移动app监测终端通过无线网络与物联网连接；钻井公司客户端通过有线网络与物联网连接；远程专家客户端通过有线网络与物联网连接。
6.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，钻机现场采集单元包括分别安装于多个设备上的多个设备数据采集系统、适配器、有线通讯网络、现场服务器，数据传输单元包括路由器，适配器通过无线通讯网络与多个设备数据采集系统分别连接，现场服务器通过有线通讯网络与适配器相连，现场服务器通过有线通讯网络与路由器
相连，路由器通过无线通讯网络与物联网相连。
7.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，现场服务器与路由器之间设置有防火墙，路由器通过无线通讯网络与现场移动终端、基站相连，基站通过无线通讯网络与物联网相连。
8.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，适配器通过有线通讯网络与钻井仪表、火气报警系统、钻机集成控制系统、工业监视系统相连。
9.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台可以为钻井公司提供钻机实时数据，支撑设备的远程在线管理，科学决策，克服地域、时间限制，实现多台作业钻机的集成管理和指导；实时监测设备状态，提前获知设备故障征兆，规避作业风险；避免钻机检修不及时所造成的损失，从而做到预防事故的发生，保证人身和设备的安全。当钻井现场出现疑难故障时，通过钻机在线监测与故障诊断服务平台，可给予现场专业化的远程诊断和维护指导，为现场人员提供及时在线服务，减少现场服务人员配备，缩短故障排除时间，提高服务效率，并可根据需要及时提供现场所需备品备件。
附图说明
10.图1是本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台的总体通讯框图；
11.图2是本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台中的钻机现场数据采集单元通讯示意图。
12.图中：1.钻机现场采集单元，2.数据传输单元，3.中石油物联网，4.中石油云数据中心，5.钻机远程监控中心，6.移动app监测终端，7.钻井公司客户端，8.远程专家客户端，9.钻井仪表，10.火气报警系统，11.钻机集成控制系统， 12.工业监视系统，13.适配器，14.设备1数据采集系统，15.设备n数据采集系统，16.现场服务器，17.防火墙，18.4g路由器，19.现场移动终端，20.3/4g 基站。
具体实施方式
13.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，包括钻机现场采集单元、数据传输单元、物联网、云数据中心、钻机远程监控中心，其中，钻机现场采集单元用于对现场钻井工艺参数、设备运行参数、运维管理参数的信号进行采集和数据归档；云数据中心用于对被监测钻机数据存储、备份和管理；数据传输单元用于对钻机现场采集单元的数据实时远传；物联网用于实现数据传输单元与钻机远程监控中心之间的通讯；钻机远程监控中心通过访问物联网的服务器实时监测现场钻井设备的运行状态和运行数据及对钻机现场数据的进行实时分析和诊断并对外提供数据显示，钻机现场采集单元通过无线网络与数据传输单元连接，数据传输单元通过有线网络与物联网连接；云数据中心通过有线网络与物联网连接；钻机远程监控中心通过有线网络与物联网连接。
14.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，还包括：移动app监测终端、钻井公司客户端、远程专家客户端，其中，移动app监测终端用于对被监测钻机移动监测，钻井公司客户端用于对所属钻机监测和管理，远程专家客户端用于对被监测钻机的远程技术支持和协助，移动app监测终端通过无线网络与物联网连接；钻井公司客户端通过有线网络与物联网连接；远程专家客户端通过有线网络与物联网连接。
15.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，钻机现场采集单元包括分别安装于多个设备上的多个设备数据采集系统、适配器、有线通讯网络、现场服务器，数据传输单元包括路由器，适配器通过无线通讯网络与多个设备数据采集系统分别连接，现场服务器通过有线通讯网络与适配器相连，现场服务器通过有线通讯网络与路由器相连，路由器通过无线通讯网络与物联网相连。
16.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，现场服务器与路由器之间设置有防火墙，路由器通过无线通讯网络与现场移动终端、基站相连，基站通过无线通讯网络与物联网相连。
17.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，其中，适配器通过有线通讯网络与钻井仪表、火气报警系统、钻机集成控制系统、工业监视系统相连。
18.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台可以为钻井公司提供钻机实时数据，支撑设备的远程在线管理，科学决策，克服地域、时间限制，实现多台作业钻机的集成管理和指导；实时监测设备状态，提前获知设备故障征兆，规避作业风险；避免钻机检修不及时所造成的损失，从而做到预防事故的发生，保证人身和设备的安全。当钻井现场出现疑难故障时，通过钻机在线监测与故障诊断服务平台，可给予现场专业化的远程诊断和维护指导，为现场人员提供及时在线服务，减少现场服务人员配备，缩短故障排除时间，提高服务效率，并可根据需要及时提供现场所需备品备件。
19.本实用新型公开了一种石油钻机在线监测与故障诊断服务平台，包括钻机现场采集单元、数据传输单元、物联网、云数据中心、钻机远程监控中心、移动app监测终端、钻井公司客户端、远程专家客户端。
20.本实用新型的石油钻机在线监测与故障诊断服务平台以油田在用钻机为监测对象，利用物联网平台，以信息通信技术为工具，实现钻井装备状态参数以及相关过程参数的网络化、信息化远程在线监测；同时通过对关键设备的监测数据进行分析处理、故障诊断、系统研究，帮助钻机设备故障征兆预判和诊断，实时掌握出厂石油钻机的运行状态，为用户提供24小时在线技术支持和远程诊断协同管理服务，为保障钻机长周期安全运行、减少非计划停车风险提供支持，为预知维修、按需维修提供可靠依据，使产品服务价值得到提升。
21.通过该平台可为钻井公司提供钻机实时数据，提前获知设备故障征兆，规避作业风险，当钻井现场出现疑难故障时，通过钻机在线监测与故障诊断服务平台，可给与现场专业化的远程诊断和维护指导，为现场人员提供及时在线服务，从而做到预防事故的发生，保证人身和设备的安全。
22.钻机现场采集单元完成现场钻井工艺参数、设备运行参数、运维管理参数等的信号采集和数据归档。
23.数据传输单元搭建现场采集单元与云数据中心间的通讯网络，实现现场数据的实时远传。
24.物联网是为实现现场钻机与监控中心通讯的专用网络。
25.数据中心是实现被监测钻机数据的存储、备份和管理的数据中心。
26.钻机远程监控中心通过访问物联网平台服务器实时监测现场钻井设备的运行状态和运行数据，对钻机现场数据进行实时分析和诊断；同时预留对接接口，通过b/s架构方式可对外提供数据显示。
27.移动app监测终端面向的用户是开放了权限的专家、钻探公司管理人员和系统管理人员，通过访问物联网实现对被监测钻机的移动监测。
28.钻井公司客户端面向的用户是开放了权限的钻探用户管理人员，通过访问物联网平台实现对所属钻机的监测和管理。
29.远程专家客户端面向的用户是开放了权限的领域专家人员，通过访问物联网平台实现被监测钻机的远程技术支持和协助。
30.参照图1，钻机现场采集单元1通过无线网络实现与数据传输单元2的连接，数据传输单元2通过有线网络实现与中石油物联网3的连接；中石油云数据中心4通过有线网络实现与中石油物联网3的连接；钻机远程监控中心5 通过有线网络实现与中石油物联网3的连接；移动app监测终端6通过无线网络实现与中石油物联网3的连接；钻井公司客户端7通过有线网络实现与中石油物联网3的连接；远程专家客户端8通过有线网络实现与中石油物联网3 的连接。
31.参照图2，适配器13通过有线通讯网络(a网段)实现与钻井仪表9、火气报警系统10、钻机集成控制系统11、工业监视系统12、现场服务器16的相连，通过无线通讯网络实现与设备1数据采集系统14和设备n数据采集系统15的相连；现场服务器16通过有线通讯网络(a网段)与适配器13相连，通过有线通讯网络(b网段)与防火墙17相连；防火墙17通过有线通讯网络 (a网段)与现场服务器16相连，通过有线通讯网络(b网段)与4g路由器18相连；4g路由器18通过无线通讯网络实现与现场移动终端19、3/4g基站20相连；3/4g基站20通过无线通讯网络实现与中石油物联网3的相连。
32.现场数据采集子系统通过搭建与现有钻机配套各子系统的有线通讯网络，实现对现场参数、数据和报警信息的采集，还通过新配套各单元设备数据采集系统实现对关键件、易损件的实时数据采集，以实现对钻机各单元设备的远程监测和故障诊断。
33.为了确保现场控制网络和数据传输网络的隔离，提高控制系统的安全级别，避免监测网络因病毒等原因对控制网络造成攻击，影响钻机的正常作业，采取a、b双网段通讯模式，实现了控制网络和数据传输网络的有效隔离，提高了系统的稳定性和安全性。
34.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。