基于3G技術的鉆井監督管理平臺的建設

王東城

[摘 要] 鉆井監督工作是鉆井施工質量和安全的重要保障。本文針對鉆井監督管理的需要，提出利用3G技術實現鉆井監督網絡化、信息化的思路，并介紹了基于3G技術的鉆井監督管理平臺的構建方式。

[關鍵詞] 3G；鉆井監督；管理平臺

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

[中圖分類號] F270.7；TP315 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）03- 0022- 02

1 引 言

鉆井工程是油氣勘探開發過程中一項高投資、高風險的工程環節，有效的鉆井工程監督能較好地保證鉆井施工過程中速度和效益的有機結合，是保證鉆井施工安全和質量的最有效、最直接的方式，對控制和保證鉆井施工質量起關鍵性作用，同時是履行HSE承諾，實現HSE管理的有力保證。

鉆井監督在油田鉆井施工中依據鉆井設計對鉆井作業的安全、質量、進度等負責，以確保工程設計的執行、鉆井技術的實施、作業風險的控制、環保方面的監督。鉆井施工的質量和鉆井監督的質量是密不可分的，而鉆井監督工作很大程度上依賴于鉆井監督人員的個人素質和責任心。而長期以來，鉆井監督工作都是采用傳統的“一部電話、一臺車、滿地跑”的工作模式，由于鉆井現場地理位置偏遠，缺乏有效通信手段，現場與基地之間的聯系主要通過電話。監督人員按規定要求，在固定時間通過電話將現場鉆井施工相關參數及工程進度等情況報送給基地的值班人員，由值班人員進行信息錄入并統計，供相關領導及技術人員查詢。而相關領導和技術人員通過現場“巡井”的方式，實地到現場了解各鉆井施工現場實際情況并對鉆井監督工作進行檢查。

本文探討如何在數字化油田、信息化油田發展的大背景下，利用先進的通訊技術、網絡技術及信息化手段實現鉆井監督的信息化、網絡化和移動化管理，實現鉆井工程的全過程、可追溯的平臺化管理，改變鉆井監督傳統工作模式，提高工作效率、質量和管理水平。

2 3G技術

隨著數字化油田建設的不斷發展，移動通訊技術，特別是GPRS技術在油田的數字化建設中得到了廣泛的應用。GPRS技術作為2.5G（2.5代）移動數據業務，是以封包（Packet）式進行數據傳輸，傳輸速率最高可達到114kbps。GPRS具有實時在線，網絡覆蓋好的特點，特別適用于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸，也適用于偶爾的大數據量傳輸。這一特點十分適合油田現場工況數據的遠程傳輸與監測。但對于大數據量的數據、圖片、影像資料的傳輸，由于傳輸速率低，GPRS技術難以穩定可靠地完成。

3G是第三代移動通信技術的簡稱，其代表特征是提供高速數據業務。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，目前主要有3種3G標準：WCDMA、CDMA 2000和TD-SCDMA，分別對應國內3家移動通信運營商：中國聯通、中國電信及中國移動。3G技術的主要優點是極大地增加系統容量、提高通信質量和數據傳輸速率，3G的傳輸速率一般在幾百kbps以上。經過國家近幾年的大力扶持，我國的3G網絡覆蓋面越來越廣。3G通信技術高速率、寬覆蓋、靈活傳輸的特點，更適合油田信息化建設對大數據量語音、圖像、流媒體的傳輸要求。

3 基于3G技術的鉆井監督管理平臺的實現

鉆井監督工作是鉆井質量和安全的重要保證。構建鉆井監督管理平臺，實現鉆井監督過程實時化、信息化、網絡化，對提高鉆井監督的管理水平具有重要意義。該系統的框架示意圖如圖1所示。構建該平臺要達到以下目標：

（1）鉆井施工的基礎數據、動態數據、過程數據，監督日志的遠程實時傳輸。

（2）鉆井施工、事故復雜異常數據的遠程實時傳輸。

（3）鉆井施工狀態及井場重點點位的視頻實時監控。

（4）實時鉆井監督日報、數據報表及數據統計的自動生成。

（5）實時通過移動終端對數據和視頻的瀏覽。

（6）鉆井監督管理流程的信息化。

（7）鉆井監督工作的遠程決策與指導。

鉆井監督管理平臺主要是基于3G移動網絡構建的。系統中現場大量的圖表、數據、視頻在以往很難通過移動網絡實現遠程傳輸，而隨著3G移動網絡的建設，3G網絡的覆蓋范圍越來越廣泛，而3G網絡的高速率及穩定性使得在油田現場應用3G技術實現大數據的遠程傳輸及交互成為可能。鉆井監督管理平臺的運行流程如圖1所示。

（1）在鉆井施工現場，鉆井監督通過安裝有3G無線網卡的客戶端（計算機），主要采用手工錄入的方式將鉆井施工的基礎數據、動態數據、過程數據、監督日志等及時錄入。部分數據為現場的錄井記錄儀的實時監控數據。

（2）鉆井監督管理平臺接收數據后，各類數據需要依據流程，經過區塊總監及監督中心兩級審核，以確保鉆井監督數據的質量。

（3）現場重點點位的視頻監控圖像首先傳輸并存儲在現場的3G視頻服務器。3G視頻服務器具有通過3G網絡傳輸視頻圖像及實現語音對講的功能。鉆井監督管理平臺負責對遠程視頻監控和遠程語音對講的授權，只有授權用戶方可瀏覽現場實時畫面，并與現場鉆井監督人員進行語音對講。授權管理一方面可確保系統安全，另一方面可有效控制3G網絡流量。無用戶進行視頻瀏覽時，現場的3G視頻服務器不會主動發送視頻圖像，這樣可有效地控制流量，節省費用。

（4）鉆井監督管理平臺可每日按時統計數據，生成鉆井監督日報。

（5）平臺開發了適用Android及IOS平臺的移動終端（手機、平板電腦等）進行視頻圖像及關鍵數據查詢的功能。此外，鉆井監督管理平臺在信息安全及運行費用方面也做了考慮。

（6）3G網絡傳輸過程中采用APN（接入點名稱）及VPDN企業專線相結合的手段，確保利用3G網絡傳輸數據的信息安全。

（7）對大數據，如監控視頻，實現“按需傳輸”，即大數據均存儲于現場，只當有用戶需要瀏覽時進行遠程傳輸，以此來控制通訊流量，降低系統運行成本。

4 鉆井監督管理平臺的應用效果

鉆井監督管理平臺的應用改變了傳統的鉆井監督的工作方式和管理方式，實現了鉆井監督管理工作數字化、網絡化、規范化，提升了管理水平和工作效率。具體表現在：

（1）通過3G網絡，將最新的數據信息及時傳輸和發布到服務器，保證了現場數據的實時性，改變了傳統的數據匯報和傳遞方式，增強了時效性。

（2）現場數據通過區塊總監和監督中心兩級審核，并將不合格的數據信息及相關技術指導意見反饋回現場，保證數據的真實性和有效性。同時審核流程在管理平臺上留痕跡，可查詢，以此促進鉆井監督管理的規范化。

（3）重要點位視頻監控不僅讓現場鉆井監督更加方便地了解鉆井施工工程，同時為鉆井監督工作提供了可追溯性。對不正確、不安全的施工作業行為進行了記錄，更加有效地促進鉆井施工的規范化。同時遠程的視頻監控結合鉆井監督管理平臺的各類數據，使得處于基地的領導及技術人員在不親臨現場的情況下即可準確了解現場的實際情況，并可通過平臺的審核意見及實時語音對講功能更好地實現遠程決策及技術指導。

（4）系統自動生成鉆井監督日報，自動統計相關數據，不僅減輕管理人員工作強度，也確保統計數據及監督日報的準確性。

（5）移動終端支持的功能確保了管理人員更方便及時地了解鉆井施工情況，增加了系統的移動性。

5 結束語

鉆井監督管理平臺利用3G技術有效地解決了鉆井現場數據傳輸和共享困難的問題，實現鉆井監督現場信息的有效應用，為管理人員及技術人員在鉆井實施過程中有效地發揮決策作用提供信息支持，有利于鉆井管理工作效率的提高。系統的應用推廣將會帶來鉆井監督工作方式的進步，促進鉆井監督管理方式進一步改進，有利于實現鉆井監督工作的標準化和規范化。

主要參考文獻

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