一种基于大数据的石油钻机运行监测分析系统的制作方法

本发明涉及钻机运行监测，具体是一种基于大数据的石油钻机运行监测分析系统。

背景技术：

1、石油钻机是用于石油、天然气开采的重要设备，在石油钻井中，石油钻机中的钻具破碎岩石并向地下钻进，直至钻出规定深度的井眼，供采油机或采气机获取石油或天然气，在钻探过程中，通过空心的钻杆向地下注入钻井液，钻具在破碎底层而产生的大量碎屑由循环的钻井液带到地面并对钻具进行降温；

2、钻具的运行状况和钻井液的有效循环对石油钻机的稳定顺利运行至关重要，目前在石油钻机的运行过程中难以对钻具状态进行有效监测并对钻探表现进行合理分析，以及无法对钻井液的回收处理效果和循环进行有效分析监管，难以保证石油钻机的稳定顺利运行；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于大数据的石油钻机运行监测分析系统，解决了现有技术中难以对钻具状态进行有效监测并对钻探表现进行合理分析，以及无法对钻井液的回收处理效果和循环进行有效分析监管，难以保证石油钻机稳定顺利运行的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于大数据的石油钻机运行监测分析系统，包括服务器、数据存储模块、钻具监测分析模块、钻探表现分析模块、回液处理分析模块和钻井液循环监管模块；

4、钻具监测分析模块，用于将石油钻机所对应的钻具进行钻具状态分析并生成钻具状态正常信号或钻具状态异常信号，将钻具状态正常信号或钻具状态异常信号发送至服务器；服务器接收到钻具状态正常信号时生成钻探表现分析信号，将钻探表现分析信号发送至钻探表现分析模块；钻探表现分析模块，用于在接收到钻探表现分析信号时将石油钻机所对应的钻具进行钻探表现分析并生成钻探表现合格信号或钻探表现不合格信号，将钻探表现合格信号或钻探表现不合格信号发送至服务器；

5、回液处理分析模块，用于将对应石油钻机所输送的钻井液进行回液处理分析并生成钻井液处理合格信号或钻井液处理不合格信号，将钻井液处理合格信号或钻井液处理不合格信号发送至服务器；服务器接收到钻井液处理合格信号时生成钻井液监管分析信号，将钻井液监管分析信号发送至钻井液循环监管模块；钻井液循环监管模块，用于在接收到钻井液监管分析信号时进行钻井液循环监管分析并生成钻井液循环合格信号或钻井液循环不合格信号，将钻井液循环合格信号或钻井液循环不合格信号发送至服务器。

6、进一步的，钻具监测分析模块的具体运行过程包括：

7、获取到检测时段石油钻机中钻具的钻具受压值、钻具旋速值和钻具温表值，通过数据存储模块调取预设钻具受压范围、预设钻具旋速范围和预设钻具温表范围，将钻具受压值、钻具旋速值和钻具温表值与预设钻具受压范围、预设钻具旋速范围和预设钻具温表范围分别进行数值比较；

8、若钻具受压值、钻具旋速值和钻具温表值中存在一项未处于对应预设范围内，则判定钻具运行不合格并生成钻具状态异常信号；若钻具受压值、钻具旋速值和钻具温表值均处于对应预设范围内，则通过分析获取到钻具运行值并基于钻具运行值进行比较分析以生成钻具状态异常信号或钻具状态正常信号。

9、进一步的，通过分析获取到钻具运行值并基于钻具运行值进行比较分析的具体分析过程如下：

10、将钻具受压值、钻具旋速值和钻具温表值进行数值计算获取到钻具运行值，通过数据存储模块调取预设钻具运行范围，将钻具运行值与预设钻具运行范围进行数值比较，若钻具运行值未处于预设钻具运行范围内，则生成钻具状态异常信号，若钻具运行值处于预设钻具运行范围内，则生成钻具状态正常信号。

11、进一步的，钻探表现分析模块的具体运行过程包括：

12、将检测时段石油钻机中钻具的钻具受压值和钻具旋速值进行比值计算获取到钻探表现值，通过数据存储模块调取预设钻探表现范围，将钻探表现值与预设钻探表现范围进行数值比较，若钻探表现值未处于预设钻探表现范围内，则生成钻探表现不合格信号；若钻探表现值处于预设钻探表现范围内，则通过分析获取到钻探运监值并基于钻探运监值进行比较分析以生成钻探表现合格信号或钻探表现不合格信号。

13、进一步的，通过分析获取到钻探运监值并基于钻探运监值进行比较分析的具体分析过程如下：

14、获取到检测时段石油钻机中钻具的钻具下降值，将钻具受压值、钻具旋速值和钻具下降值进行数值计算获取到钻探运监值；钻具下降值表示检测时段对应钻具的下降距离；通过数据存储模块调取预设钻探运监阈值，将钻探运监值与预设钻探运监阈值进行数值比较，若钻探运监值大于等于预设钻探运监阈值，则生成钻探表现合格信号，若钻探运监值小于预设钻探运监阈值，则生成钻探表现不合格信号。

15、进一步的，回液处理分析模块的具体运行过程包括：

16、获取到检测时段所输入钻井液的温度和所输入钻井液中的碎屑浓度值并标记为液温表现值和液屑浓度值，以及获取到检测时段所输入钻井液的粘稠度并标记为液稠表现值，通过数据存储模块调取预设液温表现阈值、预设液屑浓度阈值和预设液稠表现阈值，将液温表现值、液屑浓度值和液稠表现值与预设液温表现阈值、预设液屑浓度阈值和预设液稠表现阈值分别进行数值比较；

17、若液温表现值、液屑浓度值和液稠表现值均小于等于预设阈值，则将液温表现值、液屑浓度值和液稠表现值进行归一化计算获取到回液处理系数，否则生成钻井液处理不合格信号。

18、进一步的，在获取到回液处理系数时，通过数据存储模块调取预设回液处理系数阈值，将回液处理系数与预设回液处理系数阈值进行数值比较，若回液处理系数小于等于预设回液处理系数阈值，则生成钻井液处理合格信号，若回液处理系数大于预设回液处理系数阈值，则生成钻井液处理不合格信号。

19、进一步的，钻井液循环监管模块的具体运行过程包括：

20、获取到检测时段石油钻机中钻具的钻具下速值和钻具温表值，将钻具下速值和钻具温表值进行数值计算获取到钻具影响值；获取到检测时段钻井液的输入速度和钻井液的回收速度并标记为输液表现值和回液表现值；

21、将输液表现值与钻具影响值进行比值计算获取到输液反馈值，将输液表现值与回液表现值进行比值计算获取到液体平衡值；通过数据存储模块调取预设输液反馈范围和预设液体平衡范围，将输液反馈值和液体平衡值与预设输液反馈范围和预设液体平衡范围分别进行数值比较，若输液反馈值和液体平衡值均处于对应预设范围内，则生成钻井液循环合格信号，其余情况则生成钻井液循环不合格信号。

22、进一步的，服务器通信连接钻机预警反馈模块，服务器将钻具状态异常信号或钻具状态正常信号、钻探表现合格信号或钻探表现不合格信号、钻井液处理合格信号或钻井液处理不合格信号以及钻井液循环合格信号或钻井液循环不合格信号发送至钻机预警反馈模块；

23、钻机预警反馈模块接收到钻具状态异常信号、钻探表现不合格信号、钻井液处理不合格信号或钻井液循环不合格信号时生成相应的预警信息，钻机预警反馈模块通信连接对应钻机监管人员的智能终端，钻机预警反馈模块将对应预警信息发送至对应钻机监管人员的智能终端。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、1、本发明中，通过钻具监测分析模块进行钻具状态分析并生成钻具状态正常信号或钻具状态异常信号，实现对石油钻机所对应钻具状态的有效监测和合理分析；在生成钻具状态正常信号时，通过钻探表现分析模块将石油钻机所对应的钻具进行钻探表现分析并生成钻探表现合格信号或钻探表现不合格信号，实现对石油钻机检测时段钻探结果的合理分析；

26、2、本发明中，通过回液处理分析模块进行回液处理分析生成钻井液处理合格信号或钻井液处理不合格信号，钻井液循环监管模块通过钻井液循环监管分析生成钻井液循环合格信号或钻井液循环不合格信号，实现钻井液循环过程的有效监管，通过将钻具状态分析、钻探表现分析、回液处理分析和钻井液循环分析相结合并进行合理化分析判定，有助于保证石油钻机的稳定顺利运行。