一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及钻井领域，特别是涉及一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统。
【背景技术】
[0002]在井场信息远程监控系统中，由于井场分布不集中，现场条件恶劣等特点，给井场的维护与管理带来了不便。油井开采成了一项复杂而艰巨的任务，提高钻井技术的安全性，同时能够将现场数据实时传输，对于井场的工作尤为重要。二十世纪末，数据远程传输技术在国际石油钻井市场上就已经得到广泛的应用，各大石油公司在总部数据服务中心就可以调出各钻井现场的施工数据，非常便利地了解和分析钻井现场的各种状况。目前，国内在这方面还很薄弱，钻井日常管理大多采用人工方式，由井场负责人每日定时检查设备运行情况并记录井场数据，这种方式不仅增加了工人的劳动强度，而且影响了井场数据的实时性。再者由于少数井场负责人责任心不强，旷工与漏检现象时有发生，胡乱编造数据，严重影响了钻井数据的真实性，从而影响生产决策，当钻井设备及其附属设备出现突发故障时又往往不能及时发现，给生产造成巨大的损失。
[0003]为了解决现有技术中的上述不足，本实用新型提出了一种新的解决方案。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，能够及时、准确的对远端钻机数据进行监控，提高对钻井现场的领导和决策能力。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，它包括一个或多个井场控制系统、一个或多个PLC处理单元、第一通信网络、中心服务器和WEB发布系统，所述的一个或多个PLC处理单元的一端分别与井场负载连接，其另一端分别与一个或多个井场控制系统连接，一个或多个井场控制系统的另一端均通过第一通信网络与中心服务器连接，中心服务器的另一端与WEB发布系统连接，WEB发布系统的另一端通过第二通信网络与上位机连接。
[0006]所述的PLC处理单元通过PN接口与井场控制系统连接，所述的PLC处理单元通过DP接口与井场负载连接。
[0007]所述的PLC处理单元通过OPC通信方式与井场控制系统进行相互通信。
[0008]所述的第一通信网络包括卫星通信网络。
[0009]所述的第二通信网络包括无线通信网络。
[0010]所述的井场控制系统通过Socket方式与中心服务器进行相互通信。
[0011]所述的井场负载包括信号采集装置和控制执行装置，信号采集装置的采集输入端与控制执行装置的信号输出端连接，信号采集装置的信号输出端与PLC处理单元的信号采集端连接，控制执行装置的控制输入端与PLC处理单元的控制输出端连接。
[0012]所述的信号采集装置包括转盘速度传感器、电机电流传感器和扭矩传感器中的一种或多种的组合。
[0013]所述的控制执行装置包括电机、绞车、传动箱、钻井泵、转盘和泥浆泵中的一种或多种的组合。
[0014]所述的PLC处理单元包括电机调速器和PCL处理器。
[0015]转盘速度传感器的输入端与转盘的转速信号输出端连接，转盘速度传感器的输出端与PCL处理器的转速输入端连接。
[0016]扭矩传感器的输入端与转盘的扭矩信号输出端连接，扭矩传感器的输出端与PCL处理器的扭矩输入端连接。
[0017]电机电流传感器的输入端与电机的电流信号输出端连接，电机电流传感器的输出端与PCL处理器的电机电流信号输入端连接。
[0018]PCL处理器通过电机调速器与电机连接。电机通过传动箱分别与绞车、钻井泵、转盘和泥浆泵连接。
[0019]本实用新型的有益效果是:
[0020]I)本实用新型能够实现管理部门对井场、井下信息的实时监控，实现管理信息化、指挥远程化。
[0021]2)本实用新型为一种高效安全的机制，使数据易于管理。
[0022]3)本实用新型采用卫星通信网络，不受井场现场网络信号的限制，通信稳定可靠、速度快。可采用北斗卫星模块，进一步增强通信网络的可靠性和稳定性。
[0023]4)本实用新型能够及时汇总并发布各井场数据，用户只需要安装有IE浏览器，就能远程查询使用各井队数据。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的系统原理框图；
[0025]图2为本实用新型中井场负载的系统框图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
[0027]如图1所示，一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，它包括一个或多个井场控制系统、一个或多个PLC处理单元、第一通信网络、中心服务器和WEB发布系统，所述的一个或多个PLC处理单元的一端分别与井场负载连接，其另一端分别与一个或多个井场控制系统连接，一个或多个井场控制系统的另一端均通过第一通信网络与中心服务器连接，中心服务器的另一端与WEB发布系统连接，WEB发布系统的另一端通过第二通信网络与上位机连接。
[0028]所述的PLC处理单元通过PN接口与井场控制系统连接，所述的PLC处理单元通过DP接口与井场负载连接。DP接口支持PROFIBUS协议，使用RS-485通信物理层，可ET200从站连接，PN接口支持PR0FINET工业以太网TCP/IP协议，使用RJ-45通信物理层。
[0029]所述的PLC处理单元通过OPC通信方式与井场控制系统进行相互通信。
[0030]所述的井场控制系统通过Socket方式与中心服务器进行相互通信。
[0031]所述的第一通信网络包括卫星通信网络。井场控制系统和中心服务器均设置有卫星通信模块，卫星通信模块包括GPS卫星模块和北斗卫星模块等。
[0032]所述的第二通信网络可为无线通信网络。WEB发布系统和上位机均设置有无线通信模块，无线通信模块包括GPRS通信模块和3G通信模块。
[0033]所述的第二通信网络也可为有线通信网络。WEB发布系统和上位机均设置有有线通信模块，有线通信模块包括RJ45通信模块。当然，上位机还可通过路由器与有线通信网络连接。
[0034]所述的井场控制系统通过Socket方式与中心服务器进行相互通信。
[0035]如图2所示，所述的井场负载包括信号采集装置和控制执行装置，信号采集装置的采集输入端与控制执行装置的信号输出端连接，信号采集装置的信号输出端与PLC处理单元的信号采集端连接，控制执行装置的控制输入端与PLC处理单元的控制输出端连接。
[0036]所述的信号采集装置包括转盘速度传感器、电机电流传感器和扭矩传感器中的一种或多种的组合。
[0037]所述的控制执行装置包括电机、绞车、传动箱、钻井泵、转盘和泥浆泵中的一种或多种的组合。
[0038]所述的PLC处理单元包括电机调速器和PCL处理器。
[0039]转盘速度传感器的输入端与转盘的转速信号输出端连接，转盘速度传感器的输出端与PCL处理器的转速输入端连接。
[0040]扭矩传感器的输入端与转盘的扭矩信号输出端连接，扭矩传感器的输出端与PCL处理器的扭矩输入端连接。
[0041]电机电流传感器的输入端与电机的电流信号输出端连接，电机电流传感器的输出端与PCL处理器的电机电流信号输入端连接。
[0042]PCL处理器通过电机调速器与电机连接。电机通过传动箱分别与绞车、钻井泵、转盘和泥浆泵连接。
[0043]井场控制系统读取PLC处理单元的存储器内数据，通过压缩加密模块，对该读取的数据进行压缩加密，并将其通过Socket协议，通过卫星通信网络，发送到中心服务器，中心服务器对该数据进行解压解密，并存储在SQL服务器中，WEB发布系统连接中心服务器，将必要的数据发布到网上，上位机通过IE浏览器即可对各个钻井井场进行实时监控。
[0044]上位机可为电脑、笔记本或智能终端。
【主权项】
1.一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:它包括一个或多个井场控制系统、一个或多个PLC处理单元、第一通信网络、中心服务器和WEB发布系统，所述的一个或多个PLC处理单元的一端分别与井场负载连接，其另一端分别与一个或多个井场控制系统连接，一个或多个井场控制系统的另一端均通过第一通信网络与中心服务器连接，中心服务器的另一端与WEB发布系统连接，WEB发布系统的另一端通过第二通信网络与上位机连接。
2.根据权利要求1所述的一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:所述的PLC处理单元通过PN接口与井场控制系统连接，所述的PLC处理单元通过DP接口与井场负载连接。
3.根据权利要求1所述的一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:所述的PLC处理单元通过OPC通信方式与井场控制系统进行相互通信。
4.根据权利要求1所述的一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:所述的第一通信网络包括卫星通信网络。
5.根据权利要求1所述的一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:所述的第二通信网络包括无线通信网络。
6.根据权利要求1所述的一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:所述的井场控制系统通过Socket方式与中心服务器进行相互通信。
7.根据权利要求1所述的一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:所述的井场负载包括信号采集装置和控制执行装置，信号采集装置的采集输入端与控制执行装置的信号输出端连接，信号采集装置的信号输出端与PLC处理单元的信号采集端连接，控制执行装置的控制输入端与PLC处理单元的控制输出端连接。
8.根据权利要求1所述的一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，其特征在于:所述的信号采集装置包括转盘速度传感器、电机电流传感器和扭矩传感器中的一种或多种的组合； 所述的控制执行装置包括电机、绞车、传动箱、钻井泵、转盘和泥浆泵中的一种或多种的组合； 所述的PLC处理单元包括电机调速器和PCL处理器； 转盘速度传感器的输入端与转盘的转速信号输出端连接，转盘速度传感器的输出端与PCL处理器的转速输入端连接； 扭矩传感器的输入端与转盘的扭矩信号输出端连接，扭矩传感器的输出端与PCL处理器的扭矩输入端连接； 电机电流传感器的输入端与电机的电流信号输出端连接，电机电流传感器的输出端与PCL处理器的电机电流信号输入端连接； PCL处理器通过电机调速器与电机连接；电机通过传动箱分别与绞车、钻井泵、转盘和泥浆泵连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种多台石油钻机的运行跟踪监控系统，它包括一个或多个井场控制系统、一个或多个PLC处理单元、第一通信网络、中心服务器和WEB发布系统，所述的一个或多个PLC处理单元的一端分别与井场负载连接，其另一端分别与一个或多个井场控制系统连接，一个或多个井场控制系统的另一端均通过第一通信网络与中心服务器连接，中心服务器的另一端与WEB发布系统连接，WEB发布系统的另一端通过第二通信网络与上位机连接。本实用新型能够及时、准确的对远端钻机数据进行监控，提高对钻井现场的领导和决策能力。
【IPC分类】E21B44-00
【公开号】CN204386585
【申请号】CN201420822546
【发明人】赵军民, 刘育生, 陈克利, 周小双
【申请人】四川中曼电气工程技术有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月23日