基于3G技术的钻井监督管理平台的建设

王东城

[摘 要] 钻井监督工作是钻井施工质量和安全的重要保障。本文针对钻井监督管理的需要，提出利用3G技术实现钻井监督网络化、信息化的思路，并介绍了基于3G技术的钻井监督管理平台的构建方式。

[关键词] 3G；钻井监督；管理平台

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 03. 012

[中图分类号] F270.7；TP315 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）03- 0022- 02

1 引 言

钻井工程是油气勘探开发过程中一项高投资、高风险的工程环节，有效的钻井工程监督能较好地保证钻井施工过程中速度和效益的有机结合，是保证钻井施工安全和质量的最有效、最直接的方式，对控制和保证钻井施工质量起关键性作用，同时是履行HSE承诺，实现HSE管理的有力保证。

钻井监督在油田钻井施工中依据钻井设计对钻井作业的安全、质量、进度等负责，以确保工程设计的执行、钻井技术的实施、作业风险的控制、环保方面的监督。钻井施工的质量和钻井监督的质量是密不可分的，而钻井监督工作很大程度上依赖于钻井监督人员的个人素质和责任心。而长期以来，钻井监督工作都是采用传统的“一部电话、一台车、满地跑”的工作模式，由于钻井现场地理位置偏远，缺乏有效通信手段，现场与基地之间的联系主要通过电话。监督人员按规定要求，在固定时间通过电话将现场钻井施工相关参数及工程进度等情况报送给基地的值班人员，由值班人员进行信息录入并统计，供相关领导及技术人员查询。而相关领导和技术人员通过现场“巡井”的方式，实地到现场了解各钻井施工现场实际情况并对钻井监督工作进行检查。

本文探讨如何在数字化油田、信息化油田发展的大背景下，利用先进的通讯技术、网络技术及信息化手段实现钻井监督的信息化、网络化和移动化管理，实现钻井工程的全过程、可追溯的平台化管理，改变钻井监督传统工作模式，提高工作效率、质量和管理水平。

2 3G技术

随着数字化油田建设的不断发展，移动通讯技术，特别是GPRS技术在油田的数字化建设中得到了广泛的应用。GPRS技术作为2.5G（2.5代）移动数据业务，是以封包（Packet）式进行数据传输，传输速率最高可达到114kbps。GPRS具有实时在线，网络覆盖好的特点，特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点十分适合油田现场工况数据的远程传输与监测。但对于大数据量的数据、图片、影像资料的传输，由于传输速率低，GPRS技术难以稳定可靠地完成。

3G是第三代移动通信技术的简称，其代表特征是提供高速数据业务。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，目前主要有3种3G标准：WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA，分别对应国内3家移动通信运营商：中国联通、中国电信及中国移动。3G技术的主要优点是极大地增加系统容量、提高通信质量和数据传输速率，3G的传输速率一般在几百kbps以上。经过国家近几年的大力扶持，我国的3G网络覆盖面越来越广。3G通信技术高速率、宽覆盖、灵活传输的特点，更适合油田信息化建设对大数据量语音、图像、流媒体的传输要求。

3 基于3G技术的钻井监督管理平台的实现

钻井监督工作是钻井质量和安全的重要保证。构建钻井监督管理平台，实现钻井监督过程实时化、信息化、网络化，对提高钻井监督的管理水平具有重要意义。该系统的框架示意图如图1所示。构建该平台要达到以下目标：

（1）钻井施工的基础数据、动态数据、过程数据，监督日志的远程实时传输。

（2）钻井施工、事故复杂异常数据的远程实时传输。

（3）钻井施工状态及井场重点点位的视频实时监控。

（4）实时钻井监督日报、数据报表及数据统计的自动生成。

（5）实时通过移动终端对数据和视频的浏览。

（6）钻井监督管理流程的信息化。

（7）钻井监督工作的远程决策与指导。

钻井监督管理平台主要是基于3G移动网络构建的。系统中现场大量的图表、数据、视频在以往很难通过移动网络实现远程传输，而随着3G移动网络的建设，3G网络的覆盖范围越来越广泛，而3G网络的高速率及稳定性使得在油田现场应用3G技术实现大数据的远程传输及交互成为可能。钻井监督管理平台的运行流程如图1所示。

（1）在钻井施工现场，钻井监督通过安装有3G无线网卡的客户端（计算机），主要采用手工录入的方式将钻井施工的基础数据、动态数据、过程数据、监督日志等及时录入。部分数据为现场的录井记录仪的实时监控数据。

（2）钻井监督管理平台接收数据后，各类数据需要依据流程，经过区块总监及监督中心两级审核，以确保钻井监督数据的质量。

（3）现场重点点位的视频监控图像首先传输并存储在现场的3G视频服务器。3G视频服务器具有通过3G网络传输视频图像及实现语音对讲的功能。钻井监督管理平台负责对远程视频监控和远程语音对讲的授权，只有授权用户方可浏览现场实时画面，并与现场钻井监督人员进行语音对讲。授权管理一方面可确保系统安全，另一方面可有效控制3G网络流量。无用户进行视频浏览时，现场的3G视频服务器不会主动发送视频图像，这样可有效地控制流量，节省费用。

（4）钻井监督管理平台可每日按时统计数据，生成钻井监督日报。

（5）平台开发了适用Android及IOS平台的移动终端（手机、平板电脑等）进行视频图像及关键数据查询的功能。此外，钻井监督管理平台在信息安全及运行费用方面也做了考虑。

（6）3G网络传输过程中采用APN（接入点名称）及VPDN企业专线相结合的手段，确保利用3G网络传输数据的信息安全。

（7）对大数据，如监控视频，实现“按需传输”，即大数据均存储于现场，只当有用户需要浏览时进行远程传输，以此来控制通讯流量，降低系统运行成本。

4 钻井监督管理平台的应用效果

钻井监督管理平台的应用改变了传统的钻井监督的工作方式和管理方式，实现了钻井监督管理工作数字化、网络化、规范化，提升了管理水平和工作效率。具体表现在：

（1）通过3G网络，将最新的数据信息及时传输和发布到服务器，保证了现场数据的实时性，改变了传统的数据汇报和传递方式，增强了时效性。

（2）现场数据通过区块总监和监督中心两级审核，并将不合格的数据信息及相关技术指导意见反馈回现场，保证数据的真实性和有效性。同时审核流程在管理平台上留痕迹，可查询，以此促进钻井监督管理的规范化。

（3）重要点位视频监控不仅让现场钻井监督更加方便地了解钻井施工工程，同时为钻井监督工作提供了可追溯性。对不正确、不安全的施工作业行为进行了记录，更加有效地促进钻井施工的规范化。同时远程的视频监控结合钻井监督管理平台的各类数据，使得处于基地的领导及技术人员在不亲临现场的情况下即可准确了解现场的实际情况，并可通过平台的审核意见及实时语音对讲功能更好地实现远程决策及技术指导。

（4）系统自动生成钻井监督日报，自动统计相关数据，不仅减轻管理人员工作强度，也确保统计数据及监督日报的准确性。

（5）移动终端支持的功能确保了管理人员更方便及时地了解钻井施工情况，增加了系统的移动性。

5 结束语

钻井监督管理平台利用3G技术有效地解决了钻井现场数据传输和共享困难的问题，实现钻井监督现场信息的有效应用，为管理人员及技术人员在钻井实施过程中有效地发挥决策作用提供信息支持，有利于钻井管理工作效率的提高。系统的应用推广将会带来钻井监督工作方式的进步，促进钻井监督管理方式进一步改进，有利于实现钻井监督工作的标准化和规范化。

主要参考文献

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