應用背景
石油鉆井工程是石油開采過程中最為關鍵的一個環(huán)節(jié)，直接決定著石油開采的質量和經(jīng)濟效益，而鉆井工程參數(shù)的實時監(jiān)測、分析處理和存儲是保證安全、可靠、高效鉆井的重要途徑。
隨著科學技術的飛速進步，尤其是自動化技術的發(fā)展，石油鉆井工程逐漸向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，其中鉆井工程參數(shù)監(jiān)測的研究和改善更是重中之重，此舉不僅可以提高鉆井安全性和鉆井效率，還可以提高鉆井工程的自動化程度。
因此，開發(fā)高性能、安全可靠的鉆井工程參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)是實現(xiàn)科學化鉆井的關鍵。
面臨的難題
在石油鉆井過程中，不僅需要采集鉆井設備中的數(shù)據(jù)，還需要對數(shù)據(jù)進行處理和分析。因此，在實現(xiàn)鉆井工程參數(shù)監(jiān)測時，面臨的難題主要有以下幾點：
(1)現(xiàn)場多協(xié)議鉆井設備數(shù)據(jù)的采集;
(2)數(shù)據(jù)的可視化處理，包括數(shù)據(jù)顯示(字段/曲線/儀表顯示)、邊緣計算、警報通知和管理、審計追蹤和配方管理等;
(3)鉆井工程數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控。
(4)將采集到的鉆井工程數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫;
(5)將采集到的鉆井工程數(shù)據(jù)上傳到SCADA、MES、物聯(lián)網(wǎng)平臺等。
虹科方案介紹
虹科eX707G人機界面
虹科多功能物聯(lián)網(wǎng)人機界面 eX707G憑借其豐富強大的功能、高級別防護、海量通信支持、多行業(yè)認證等特點而備受贊譽，是開發(fā)高性能鉆井工程參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的最佳選擇，整體的應用框架如下所示。
虹科eX707G人機界面通過海量通訊協(xié)議完成現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)的采集，再結合其配套軟件JMobile Studio完成頁面組態(tài)以及數(shù)據(jù)可視化處理，完成現(xiàn)場關鍵參數(shù)監(jiān)控畫面的制作。由于虹科eX707G人機界面內置Web、VNC服務器，現(xiàn)場操作人員通過web瀏覽器、VNC客戶端等便可實現(xiàn)設備的遠程監(jiān)控。此外，虹科eX707G人機界面可以一鍵配置連接到自家Corvina云平臺，實現(xiàn)設備數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控和管理;同時，虹科eX707G人機界面也可通過OPC UA、MQTT等協(xié)議對接到第三方云平臺，最大程度地滿足客戶的多樣化需求。
除了人機界面，虹科還提供具有相同功能的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，以及可運行在客戶X86設備中的軟件方案——JMobile PC Runtime，快速賦予客戶設備物聯(lián)網(wǎng)功能，客戶可以根據(jù)現(xiàn)場實際需求選擇對應的解決方案。
案例分享
為了實現(xiàn)鉆井過程中對鉆進狀態(tài)、起下鉆狀態(tài)和泥漿池關鍵參數(shù)的監(jiān)測，國內某石油企業(yè)采用虹科多功能物聯(lián)網(wǎng)人機界面eX707G開發(fā)了一個鉆井工程多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)，快速、高效、可靠地完成現(xiàn)場鉆井參數(shù)的采集和可視化，提高了現(xiàn)場鉆井的安全性和效率。
(1)數(shù)據(jù)采集和可視化
虹科eX707G人機界面支持200+通信協(xié)議，包括OPC UA、Modbus、MQTT以及西門子、三菱、歐姆龍等主流PLC協(xié)議，支持同時運行8種通訊協(xié)議并且支持一萬點數(shù)據(jù)，最大程度地幫助客戶完成鉆井設備數(shù)據(jù)的采集;支持邊緣計算，客戶可以通過編寫JavaScript腳本完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的處理和分析。
此外，虹科eX707G人機界面支持2000+現(xiàn)代風格控件，根據(jù)現(xiàn)場鉆井工程參數(shù)的類別，分別選用數(shù)字字段、模擬儀表、實時和歷史趨勢曲線等控件對工程參數(shù)進行數(shù)據(jù)展示。
(2)警報管理
虹科eX707G人機界面支持警報管理功能，可以對關鍵鉆井工程參數(shù)設置上下限，并判斷參數(shù)是否需要報警;支持上下限觸發(fā)、等值觸發(fā)、數(shù)值偏差觸發(fā)等四種觸發(fā)方式，滿足客戶的多樣化需求。此外，虹科eX707G人機界面支持在線和歷史警報控件，幫助客戶完成警報狀態(tài)的查看，以及警報確認、復位、保存等操作。
(3)數(shù)據(jù)存儲
虹科eX707G人機界面支持對接MySQL、PostgreSQL、MariaDB等數(shù)據(jù)庫，可以幫助客戶讀取數(shù)據(jù)庫標簽數(shù)據(jù)，以及存儲鉆井過程中的標簽數(shù)據(jù)、某一時間段的趨勢數(shù)據(jù)、事件等數(shù)據(jù)，為現(xiàn)場優(yōu)化鉆井、故障排查提供數(shù)據(jù)依據(jù)，幫助現(xiàn)場操作人員掌握鉆井過程中鉆機的工作狀態(tài)，為工藝的改進提供數(shù)據(jù)分析支持。
總結
通過虹科多功能物聯(lián)網(wǎng)人機界面eX707G，該石油企業(yè)高效、快速地完成了現(xiàn)場鉆井工程多參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的部署，實現(xiàn)了鉆井過程中關鍵參數(shù)的監(jiān)測，提高了鉆井的安全性和效率，加快了鉆井工程智能化的發(fā)展進程。
（虹科）
