一种用于钻井作业的安全预警系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于钻井作业的安全预警系统，包括：多个井场系统和监控中心；井场系统包括实时数据存储库、采集单元以及井场应用单元；监控中心包括数据接收单元、PETMS基础应用单元、PETMS集成应用单元、PETMS大数据应用单元、三维可视化单元、数据挖掘单元、基于PETMS的知识库；监控中心可根据井场系统的钻井作业数据以及基于PETMS的知识库进行挖掘用于数据分析及预警的数据，以实现方案推荐、预警及诊断分析；解决现有的随钻数据采集系统在实际使用中存在的系统整体功能性有待提升、历史数据价值没有充分发掘、作业前端和指挥中心双向沟通不畅的问题。通不畅的问题。通不畅的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于钻井作业的安全预警系统


[0001]本专利技术涉及钻井
，具体涉及一种用于钻井作业的安全预警系统。

技术介绍

[0002]钻井作业所在区域通常具有点多、线长、面广等特点，作业队伍多、管理难度大，随着钻井作业任务的逐步攀升，如何强化技术管理力度、提升技术支持效率、塑造远程支持模式是业内面对的难题。现有技术中钻井队通过随钻数据采集系统的现场应用，实现了钻井施工参数，例如钻参仪数据、轨迹数据、MWD数据和伽玛数据、井控数据等的实时采集和实时上传；监控中心通过远程智能支持端(后台)的运用实现了钻井施工过程的实时监管，初步具备了钻井参数单一超限预警、井眼轨迹控制等功能。
[0003]但上述随钻数据采集系统在实际使用中也存在以下不足之处：一是系统整体功能性有待提升：功能停留在实时数据调用和展示层面，不能有效满足优化钻井施工方案、减少事故复杂、缩短钻井周期的终极目标。二是历史数据价值没有充分发掘：历史数据没有进行系统全面的治理，没有构建起系统化的长庆区域钻井知识库，不能有效支撑钻井技术的创新发展；各应用系统之间数据无法共享使用，专家远程决策缺乏数据支撑，技术方案优化缺乏科学性，技术人员仍然依靠个人经验来进行判断、分析和处理。三是作业前端和指挥中心双向沟通不畅：钻井作业区域地广人稀、通信信号差，受限于低带宽网络条件，前端作业现场与远端指挥中心之间沟通手段单一、沟通实效性差，为了将技术指令、预警信息、执行反馈结果第一时间在公司、项目部、钻井队三级EISC之间流转，缩短远程决策与现场执行的响应时间，需要探索低带宽网络条件下的远程实时沟通应用研究。因此，有必要提出一种用于钻井作业的安全预警系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种用于钻井作业的安全预警系统，以解决现有的随钻数据采集系统在实际使用中存在的系统整体功能性有待提升、历史数据价值没有充分发掘、作业前端和指挥中心双向沟通不畅的问题。
[0005]本专利技术提供一种用于钻井作业的安全预警系统，包括：多个井场系统和监控中心，所述井场系统和监控中心通信连接，所述井场系统包括实时数据存储库、采集单元以及井场应用单元；所述采集单元与所述实时数据存储库通信连接，所述实时数据存储库与所述井场应用单元通信连接；所述采集单元用于采集井场的钻井作业数据，并将所述钻井作业数据发送至实时数据存储库；所述实时数据存储库用于接收并存储所述钻井作业数据；所述井场应用单元用于从所述实时数据存储库调取所述钻井作业数据实现井场应用相关功能；
[0006]所述监控中心包括数据接收单元、PETMS基础应用单元、PETMS集成应用单元、PETMS大数据应用单元、三维可视化单元、数据挖掘单元、基于PETMS的知识库；所述数据接收单元用于从所述井场系统接收钻井作业数据；所述PETMS基础应用单元、PETMS集成应用
单元、PETMS大数据应用单元用于基于所述钻井作业数据实现PETMS基础应用、PETMS集成应用及PETMS大数据应用相关功能；所述三维可视化单元用于对所述PETMS基础应用单元、PETMS集成应用单元、PETMS大数据应用单元的应用数据进行三维可视化显示；所述数据挖掘单元用于根据所述钻井作业数据以及所述基于PETMS的知识库进行挖掘用于数据分析及预警的数据，以实现方案推荐、预警及诊断分析。
[0007]进一步地，所述井场系统连接有参数仪、邻井事故复杂单元、单井施工优化单元、指令接收与回复单元以及预警单元；所述参数仪、邻井事故复杂单元、单井施工优化单元、指令接收与回复单元以及预警单元与所述监控中心通信连接。
[0008]进一步地，所述基于PETMS的知识库存储有钻井主数据，所述钻井主数据用于数据挖掘单元通过数据挖掘和数据综合分析实现多层精准筛选区块方案及事故复杂，并按区块、井型、井别使用大数据方法进行区块方案推荐并不断学习更新数据。
[0009]进一步地，所述基于PETMS的知识库存储有井基础信息表、钻井施工基础数据表、钻井液材料消耗信息、钻井液全性能、钻井日台帐、钻头使用情况、井下异常、复杂情况、材料定额、项目部队编号、区块、地层、井坐标、包含区块、钻井技术方案、技术方案材料清单、技术方案井段、技术方案性能、技术方案配方及要点。
[0010]进一步地，所述监控中心用于进行邻井事故复杂预警及事故复杂分地层相关分析；所述监控中心按机械钻速、钻井周期不同维度推荐方案，同时可以查到邻井的详细井史、日动态信息，并且推荐最优指标方案并发送至井场系统。
[0011]进一步地，所述监控中心用于建立事故复杂诊断规则，根据具体指标数据生成对应处置方案发送至井场系统。
[0012]进一步地，所述监控中心用于根据不同维度分类样本，使用神经网络的算法生成单井推荐方案，并可模拟预测指标变化对钻井提速的影响，主要优化参数包括：大钩负荷、钻压、顶驱扭矩、顶驱转速、立管压力、入口流量、密度、粘度、失水。
[0013]进一步地，其他参数包括：相对流量、大钳油压、泥浆入口密度、泥浆出口密度、大钩高度、大绳做功、钻时、钻头时间、泵冲速、累计泵冲总和、离开井底时间、钻具总长、钻具重量、钻头进尺、转盘扭矩、转盘转速、转盘油压、泵油压、井斜、方位、工具面。
[0014]进一步地，所述监控中心用于按区块、邻井及本井数据生成钻头推荐方案。
[0015]进一步地，所述三维可视化单元用于对井眼轨迹数据进行三维展示；显示参数仪实时数据及历史曲线，预警信息显示。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种用于钻井作业的安全预警系统，包括：多个井场系统和监控中心；井场系统包括实时数据存储库、采集单元以及井场应用单元；监控中心包括数据接收单元、PETMS基础应用单元、PETMS集成应用单元、PETMS大数据应用单元、三维可视化单元、数据挖掘单元、基于PETMS的知识库；监控中心可根据井场系统的钻井作业数据以及基于PETMS的知识库进行挖掘用于数据分析及预警的数据，以实现方案推荐、预警及诊断分析；解决现有的随钻数据采集系统在实际使用中存在的系统整体功能性有待提升、历史数据价值没有充分发掘、作业前端和指挥中心双向沟通不畅的问题。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的一种用于钻井作业的安全预警系统的组成示意图；
[0018]图2为本专利技术提供的一种用于钻井作业的安全预警系统筛选区块方案示意图；
[0019]图3为本专利技术提供的一种用于钻井作业的安全预警系统邻井事故复杂预警示意图；
[0020]图4为本专利技术提供的一种用于钻井作业的安全预警系统显示的井眼轨迹数据示意图。
具体实施方式
[0021]请参阅图1，本专利技术实施例提供一种用于钻井作业的安全预警系统，包括：多个井场系统1和监控中心2。井场系统1和监控中心2通信连接。
[0022]其中，井场系统1包括实时数据存储库11、采集单元12以及井场应用单元13；采集单元12与实时数据存储库11通信连接，实时数据存储库11与井场应用单元13通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钻井作业的安全预警系统，其特征在于，包括：多个井场系统(1)和监控中心(2)，所述井场系统(1)与监控中心(2)通信连接；所述井场系统(1)包括实时数据存储库(11)、采集单元(12)以及井场应用单元(13)；所述采集单元(12)与所述实时数据存储库(11)通信连接，所述实时数据存储库(11)与所述井场应用单元(13)通信连接；所述采集单元(12)用于采集井场的钻井作业数据，并将所述钻井作业数据发送至实时数据存储库(11)；所述实时数据存储库(11)用于接收并存储所述钻井作业数据；所述井场应用单元(13)用于从所述实时数据存储库(11)调取所述钻井作业数据实现井场应用相关功能；所述监控中心(2)包括数据接收单元(21)、PETMS基础应用单元(22)、PETMS集成应用单元(23)、PETMS大数据应用单元(24)、三维可视化单元(25)、数据挖掘单元(26)、基于PETMS的知识库(27)；所述数据接收单元(21)用于从所述井场系统(1)接收钻井作业数据；所述PETMS基础应用单元(22)、PETMS集成应用单元(23)、PETMS大数据应用单元(24)用于基于所述钻井作业数据实现PETMS基础应用、PETMS集成应用及PETMS大数据应用相关功能；所述三维可视化单元(25)用于对所述PETMS基础应用单元(22)、PETMS集成应用单元(23)、PETMS大数据应用单元(24)的应用数据进行三维可视化显示；所述数据挖掘单元(26)用于根据所述钻井作业数据以及所述基于PETMS的知识库(27)进行挖掘用于数据分析及预警的数据，以实现方案推荐、预警及诊断分析。2.根据权利要求1所述的一种用于钻井作业的安全预警系统，其特征在于，所述井场系统(1)连接有参数仪(14)、邻井事故复杂单元(15)、单井施工优化单元(16)、指令接收与回复单元(17)以及预警单元(18)；所述参数仪(14)、邻井事故复杂单元(15)、单井施工优化单元(16)、指令接收与回复单元(17)以及预警单元(18)与监控中心(2)通信连接。3.根据权利要求1所述的一种用于钻井作业的安全预警系统，其特征在于，所述基于PETMS的知识库(27)存储有钻井主数据，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，张琳，李宝宝，苏兴华，
申请(专利权)人：张琳李宝宝苏兴华，
类型：发明
国别省市：