基于云服务的井场地面远程操控系统和操控方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云服务的井场地面远程操控系统和操控方法，系统包括：配置管理云服务模块、鉴权与授权云服务系统、日志管理云服务模块、指令下传云服务模块、井场随钻测井实时数据传输系统、井场实时视频系统、地面软件系统和远程决策系统；操控方法如下：1.分配具有不同权限的账号密码；2.配置管理员登录配置管理云服务模块；3.系统配置和仪器配置。4.从云服务器中获取实时视频流，监控钻台以及井场实时工况。5.地面软件系统将系统各模块运行日志上传日志至云服务器，生成系统运行报告，确认软件运行正常后进行钻井作业。6.得到测井数据，通过网络传输至云服务器，分析数据后下达最新指令文件。7.根据最新指令文件进行下一步工程作业。

Remote control system and control method of well site ground based on cloud service

【技术实现步骤摘要】
基于云服务的井场地面远程操控系统和操控方法
本专利技术涉及石油钻井工程
，特别涉及一种基于云服务的井场地面远程操控系统和操控方法。
技术介绍
定向钻井技术是使井身沿着预先设计的井斜和方位钻达目的层的钻井方法。定向钻井技术是当今世界石油勘探开发领域最先进的钻井技术之一，它可有效控制井眼轨迹，使钻头沿着特定方向钻达地下预定目标。定向钻井技术离不开随钻测井系统的“导航指路”。随钻测井系统相当井下设备的“千里眼”，能够随时将钻进沿途井下地质数据反馈至地面，用于优化钻井作业和地层评价。定向钻井和随钻测井两种技术的结合能够极大提升作业效率、降低工程风险。随钻测井作业是一项复杂的工程，地面软件系统是此项工程中重要的工具。它负责井场现场的工作管理，负责获得来自地面的传感器数据以及井下的仪器测量数据。井场现场工程师利用地面软件系统，实时采集井场现场的传感器数据，掌握现场的施工信息。同时根据泥浆压力传感器数据，进行压力信号解码，获得来自于井下工具的状态指示信息以及地层测量数据信息，从而掌握井下工具的工作状态，得到井下工具采集的地质信息。地面软件系统同时负责将井场现场的数据远程传输至远程基地服务中心，远程专家对获得的井场现场数据进行分析处理解释，指导工作现场，达到大幅降低钻井成本、有效提高钻井效益的目的。现有地面系统软件为单机操作，独立运行。井场工程师利用此套地面软件系统在现场进行操作，采集随钻测井数据。在需要向外传输数据时连接服务器，通过国际标准的WITS或者WITSML协议，将随钻测井的相关数据、钻井相关数据进行远程传输，远程专家在对数据进行处理分析后，利用电话等方式，与井场现场进行沟通。现有的地面软件系统无法解决以下3个问题：1.由于地面软件系统与井下硬件仪器结合紧密，其操作涉及到仪器系统的机密技术，因此需要严格细致的权限划分功能。现有技术采用固定的用户名及密码登陆，账户信息存储在本地电脑，鉴权系统也安装在本地，当用户忘记密码，本地电脑系统故障或者受到木马入侵，将可能导致账户丢失或被窃取，影响作业进度，危及技术安全，因此常规方法无法满足复杂安全的权限需求，远程基地无法控制井场现场的用户登陆，存在技术泄露风险。2.地面软件系统软件模块众多，功能复杂，其功能涉及钻井、测井、录井等多个专业，在系统运行时需专业人员对系统进行配置，从而完成相关功能。现有技术需专人到现场操作配置，时间与资金成本大且效率低，当现场操作人员在系统的配置方面遇到问题时，利用电话与远程管理员沟通解决，由于相关信息庞大繁杂，远程管理员无法获得现场情况以及地面软件全面具体信息，沟通时信息量受限，因此效率低。3.现有地面软件系统仅支持测井、钻井相关数据的远程传输，无法将软件系统运行日志等相关数据外传。由于系统的复杂性，测井数据结果受现场操作影响，远程专家无法获得对现场工作的全面了解，难以获得软件操作日志等信息，无法监控地面软件处理数据的过程是否正确，仅利用地面软件系统处理之后的井场测井数据进行分析处理，无法从源头上排查错误数据，从而影响远程数据分析的准确性。总之，现有技术为单方向传输有限数据的方式，现有系统仅能向外传输随钻测井及钻井数据，没有涉及地面软件系统相关数据向外传输的方式以及从外部向内传输数据的方式。现有系统无法控制现场软件的登陆，技术泄露风险大且无法实现灵活的权限控制。由于地面软件系统非常复杂，软件模块众多，其配置与操作均需有专业人员维护，现有技术无法对现场软件系统进行远程操控，专家需要现场进行操作，人力成本高，时间成本高。现有技术在施工出现问题时远程人员无法获得井场现场的详细工作记录，井场与远程只能电话沟通，沟通的方式容易出错且效率低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种基于云服务的井场地面远程操控系统和操控方法，解决了现有技术中存在的缺陷。为了实现以上专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种基于云服务的井场地面远程操控系统，包括：配置管理云服务模块、鉴权与授权云服务系统、日志管理云服务模块、指令下传云服务模块、井场随钻测井实时数据传输系统、井场实时视频系统、地面软件系统和远程决策系统；鉴权与授权云服务系统：是整个软件系统的核心，所有要求登录的模块均与此系统连接，并通过鉴权与授权云服务系统获得权限的支持。需要通过鉴权与授权云服务系统登录的模块主要包括：指令下传云服务模块、配置管理云服务系统模块、日志管理云服务模块、井场随钻测井实时数据传输系统、井场实时视频系统、地面软件系统和远程决策系统；通过部署在云端的鉴权与授权云服务系统，本地机器可以不再保存账户信息，防止因忘记密码、系统崩溃、木马入侵等原因影响现场作业进度。具有权限的管理员可远程登陆至鉴权与授权云服务系统进行用户权限的设置，包括用户的添加、删除、用户密码的修改、用户的角色和权限设置。地面软件系统开启后需首先申请云服务的鉴权，鉴权通过后，鉴权与授权云服务系统对地面软件系统进行授权，授权内容主要包括：登陆用户在地面软件中可操作的模块、用户可见但无法操作的模块。用户获得授权登陆后，即可对地面软件系统进行现场操作。配置管理云服务模块：基于鉴权与授权云服务系统提供的权限功能，配置管理员可远程登陆至配置管理云服务系统，在系统中选择相应的井场对应的地面软件系统，进行系统配置。地面软件系统登陆后，向配置管理云服务申请其配置文件，地面软件系统根据获得的配置文件对其本身进行配置，配置内容包括：地面传感器配置文件、软件系统的配置文件、显示模板配置、测井仪器库配置、默认的仪器参数配置、仪器功能测试配置文件、仪器刻度文件配置、单位制配置文件和泥浆解码算法配置文件。日志管理云服务模块：基于鉴权与授权云服务系统，相关日志管理员可远程登陆。地面软件系统运行时，连接日志管理云服务模块，并上传系统产生的相关日志，日志管理员可实时采集获得来自于各井场的地面软件系统日志信息，日志包括：软件系统基本运行日志、软件操作日志、模块访问日志和软件错误日志。地面系统各项操作运行日志将随测井数据一同发往云平台数据库，远程专家可从源头上监控地面软件数据处理过程。地面软件系统：用于随钻测井系统在井场现场施工中涉及到的工程施工管理、仪器工作参数配置、仪器及井场现场信息数据采集、监测、处理及存储工作。地面软件系统基于配置管理、权限管理及日志管理的云服务提供后台服务支撑，前台界面负责仪器参数配置等操作。井场随钻测井实时数据传输系统：负责将井场地面系统的数据进行实时远程传输至远程云服务集成系统，供远程专家使用，同时监测远程云服务集成系统数据，当更新了作业指令，该系统将云端最新指令传输到地面软件系统。井场实时视频系统：井场实时视频系统包括安装在井架上的摄像机以及井场上空飞行的无人机。井架摄像机负责对井口现场的施工视频进行实时记录，无人机负责对井场的整体状态进行记录，二者录制的视频经井场视频系统实时传输到远程云服务集成系统中，作为远程决策系统中视频监控模块的数据源。远程决策系统：该系统获取井场测井数据流后，结合相关地质、邻井和地震数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于云服务的井场地面远程操控系统，其特征在于，包括：配置管理云服务模块、鉴权与授权云服务系统、日志管理云服务模块、指令下传云服务模块、井场随钻测井实时数据传输系统、井场实时视频系统、地面软件系统和远程决策系统；/n鉴权与授权云服务系统：是整个软件系统的核心，所有要求登录的模块均与此系统连接，并通过鉴权与授权云服务系统获得权限的支持；需要通过鉴权与授权云服务系统登录的模块主要包括：指令下传云服务模块、配置管理云服务系统模块、日志管理云服务模块、井场随钻测井实时数据传输系统、井场实时视频系统、地面软件系统和远程决策系统；通过部署在云端的鉴权与授权云服务系统，本地机器可以不再保存账户信息，防止因忘记密码、系统崩溃、木马入侵等原因影响现场作业进度；具有权限的管理员可远程登陆至鉴权与授权云服务系统进行用户权限的设置，包括用户的添加、删除、用户密码的修改、用户的角色和权限设置；/n地面软件系统开启后需首先申请云服务的鉴权，鉴权通过后，鉴权与授权云服务系统对地面软件系统进行授权，授权内容主要包括：登陆用户在地面软件中可操作的模块、用户可见但无法操作的模块；用户获得授权登陆后，即可对地面软件系统进行现场操作；/n配置管理云服务模块：基于鉴权与授权云服务系统提供的权限功能，配置管理员可远程登陆至配置管理云服务系统，在系统中选择相应的井场对应的地面软件系统，进行系统配置；地面软件系统登陆后，向配置管理云服务申请其配置文件，地面软件系统根据获得的配置文件对其本身进行配置，配置内容包括：地面传感器配置文件、软件系统的配置文件、显示模板配置、测井仪器库配置、默认的仪器参数配置、仪器功能测试配置文件、仪器刻度文件配置、单位制配置文件和泥浆解码算法配置文件；/n日志管理云服务模块：基于鉴权与授权云服务系统，相关日志管理员可远程登陆；地面软件系统运行时，连接日志管理云服务模块，并上传系统产生的相关日志，日志管理员可实时采集获得来自于各井场的地面软件系统日志信息，日志包括：软件系统基本运行日志、软件操作日志、模块访问日志和软件错误日志；地面系统各项操作运行日志将随测井数据一同发往云平台数据库，远程专家可从源头上监控地面软件数据处理过程；/n地面软件系统：用于随钻测井系统在井场现场施工中涉及到的工程施工管理、仪器工作参数配置、仪器及井场现场信息数据采集、监测、处理及存储工作；地面软件系统基于配置管理、权限管理及日志管理的云服务提供后台服务支撑，前台界面负责仪器参数配置等操作；/n井场随钻测井实时数据传输系统：负责将井场地面系统的数据进行实时远程传输至云服务集成系统，供远程专家使用，同时监测远程云服务集成系统数据，当更新了作业指令，该系统将云端最新指令传输到地面软件系统；/n井场实时视频系统：井场实时视频系统包括安装在井架上的摄像机以及井场上空飞行的无人机；井架摄像机负责对井口现场的施工视频进行实时记录，无人机负责对井场的整体状态进行记录，二者录制的视频经井场视频系统实时传输到云服务集成系统中，作为远程决策系统中视频监控模块的数据源；/n远程决策系统：该系统获取井场测井数据流后，结合相关地质、邻井和地震数据，利用地质导向软件进行分析和处理，专家根据该系统处理结果，形成下一步作业决策指令，后通过指令下传模块将指令传至云服务集成系统。当井场出现异常时，专家可通过视频监控模块排查问题。该系统主要包括实时WITS/WITSML数据处理与监控模块、视频监控模块和决策指令下传模块，/n远程云服务集成系统：远程云服务集成系统是各项云服务及各软件的集成与入口，负责鉴权与授权云服务、配置管理云服务、日志管理云服务的集成，远程云端的各程序模块及服务均集成进入远程云服务集成系统；远程云服务集成系统同时是各项服务的登陆总入口，各项服务通过统一的总入口分别进入各自的具体功能；另外，远程云服务集成系统负责相关数据的存储、管理、数据处理及井场数据可视化功能。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于云服务的井场地面远程操控系统，其特征在于，包括：配置管理云服务模块、鉴权与授权云服务系统、日志管理云服务模块、指令下传云服务模块、井场随钻测井实时数据传输系统、井场实时视频系统、地面软件系统和远程决策系统；
鉴权与授权云服务系统：是整个软件系统的核心，所有要求登录的模块均与此系统连接，并通过鉴权与授权云服务系统获得权限的支持；需要通过鉴权与授权云服务系统登录的模块主要包括：指令下传云服务模块、配置管理云服务系统模块、日志管理云服务模块、井场随钻测井实时数据传输系统、井场实时视频系统、地面软件系统和远程决策系统；通过部署在云端的鉴权与授权云服务系统，本地机器可以不再保存账户信息，防止因忘记密码、系统崩溃、木马入侵等原因影响现场作业进度；具有权限的管理员可远程登陆至鉴权与授权云服务系统进行用户权限的设置，包括用户的添加、删除、用户密码的修改、用户的角色和权限设置；
地面软件系统开启后需首先申请云服务的鉴权，鉴权通过后，鉴权与授权云服务系统对地面软件系统进行授权，授权内容主要包括：登陆用户在地面软件中可操作的模块、用户可见但无法操作的模块；用户获得授权登陆后，即可对地面软件系统进行现场操作；
配置管理云服务模块：基于鉴权与授权云服务系统提供的权限功能，配置管理员可远程登陆至配置管理云服务系统，在系统中选择相应的井场对应的地面软件系统，进行系统配置；地面软件系统登陆后，向配置管理云服务申请其配置文件，地面软件系统根据获得的配置文件对其本身进行配置，配置内容包括：地面传感器配置文件、软件系统的配置文件、显示模板配置、测井仪器库配置、默认的仪器参数配置、仪器功能测试配置文件、仪器刻度文件配置、单位制配置文件和泥浆解码算法配置文件；
日志管理云服务模块：基于鉴权与授权云服务系统，相关日志管理员可远程登陆；地面软件系统运行时，连接日志管理云服务模块，并上传系统产生的相关日志，日志管理员可实时采集获得来自于各井场的地面软件系统日志信息，日志包括：软件系统基本运行日志、软件操作日志、模块访问日志和软件错误日志；地面系统各项操作运行日志将随测井数据一同发往云平台数据库，远程专家可从源头上监控地面软件数据处理过程；
地面软件系统：用于随钻测井系统在井场现场施工中涉及到的工程施工管理、仪器工作参数配置、仪器及井场现场信息数据采集、监测、处理及存储工作；地面软件系统基于配置管理、权限管理及日志管理的云服务提供后台服务支撑，前台界面负责仪器参数配置等操作；
井场随钻测井实时数据传输系统：负责将井场地面系统的数据进行实时远程传输至云服务集成系统，供远程专家使用，同时监测远程云服务集成系统数据，当更新了作业指令，该系统将云端最新指令传输到地面软件系统；
井场实时视频系统：井场实时视频系统包括安装在井架上的摄像机以及井场上空飞行的无人机；井架摄像机负责对井口现场的施工视频进行实时记录，无人机负责对井场的整体状态进行记录，二者录制的视频经井场视频系统实时传输到云服务集成系统中，作为远程决策系统中视频监控模块的数据源；
远程决策系统：该系统获取井场测井数据流后，结合相关地质、邻井和地震数据，利用地质导向软件进行分析和处理，专家根据该系统处理结果，形成下一步作业决策指令，后通过指令下传模块将指令传至云服务集成系统。当井场出现异常时，专家可通过视频监控模块排查问题。该系统主要包括实时WITS/WITSML数据处理与监控模块、视频监控模块和决策指令下传模块，
远程云服务集成系统：远程云服务集成系统是各项云服务及各软件的集成与入口，负责鉴权与授权云服务、配置管理云服务、日志管理云服务的集成，远程云端的各程序模块及服务均集成进入远程云服务集成系统；远程云服务集成系统同时是各项服务的登陆总入口，各项服务通过统一的总入口分别进入各自的具体功能；另外，远程云服务集成系统负责相关数据的存储、管理、数据处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：付长民，王啸天，底青云，刘宇，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11