趙恩普 劉曉晨

[摘 要]隨著科技的不斷進步和人們生活水平的提高，智能手機逐漸普及，WiFi/4G等無線網絡服務技術也得到了快速發(fā)展，從而也出現了很多手機APP。手機APP以其移動性、靈活性的特點被各個領域而廣泛應用，如移動繳費、移動辦公、移動監(jiān)控等應用方便工作人員隨時隨地開展工作，而不是僅僅局限于特定的環(huán)境，極大地提高了工作效率。本文介紹了1個井場信息服務手機應用系統(tǒng)，可實現井場信息在手機上實時查詢及監(jiān)控預警，是提高鉆井作業(yè)施工現場管理水平的重要技術手段。

[關鍵詞]井場；手機；APP；數據傳輸

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.18.031

[中圖分類號]TP277.2 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2018）18-00-02

0 引 言

由于鉆井井場環(huán)境的特殊性，油田勘探開發(fā)了各種信息管理系統(tǒng)，尤其是油田勘探開發(fā)鉆井現場信息管理，需要實施遠程、實時、移動式的掌控。井場信息遠傳系統(tǒng)，實現了通過APP實時訪問和下載鉆井現場的各類信息，包括鉆井參數、錄井參數、定向井參數、隨鉆測井參數和電纜測井參數。雖然可以借助于計算機、筆記本電腦等設備，通過局域網訪問相關數據，但對于二線支持的技術人員和生產專業(yè)管理人員或主管領導來說，不可能24小時不間斷坐在終端前瀏覽信息，指揮現場作業(yè)。但前線生產是不間斷，因此需要一種方便快捷的方法，讓技術或管理人員隨時了解或掌握現場作業(yè)動態(tài)，滿足生產管理需求。遠程監(jiān)控指揮、實時移動式辦公必定會給油田企業(yè)的辦公帶來高速、高效、便捷的服務。為此開發(fā)了一套井場信息遠程服務手機應用系統(tǒng)，以滿足技術人員、管理人員或技術專家的需求，達到快速指導與管理現場作業(yè)的目的。

1 井場數據遠程傳輸系統(tǒng)概述

井場數據遠程傳輸系統(tǒng)是根據油田勘探開發(fā)、鉆井現場生產、井控管理的實際需要和管理特點而設計的。系統(tǒng)架構采用嵌入式方式與C/S交互。傳輸方式采用WiFi或4G，只要帶寬大于200 kB/s，即可滿足使用需求。智能手機以無線方式直接從數據庫中同步提取數據，形成直觀的數據曲線、數字顯示等，實現實時移動式瀏覽。井場遠程數據傳輸APP可以分為數據傳輸實現與實時移動瀏覽軟件設計兩部分。

數據傳輸主要是直接從數據庫中同步提取數據外輸到智能手機上，提取的數據主要是井場鉆井參數儀、綜合錄井儀和隨鉆定向/測井儀采集的數據，以供各級人員通過智能手機實時瀏覽相關信息。主要包括以下內容：①基于無線網絡WiFi/4G實現，無論在鉆探開發(fā)現場還是其他4G信號或WiFi能夠覆蓋的地域，實時提取接收終端計算機的數據；②優(yōu)先使用WiFi網絡，在WiFi覆蓋范圍之內利用WiFi傳輸數據，在WiFi覆蓋范圍之外利用4G傳輸數據；③使用加密技術保證數據傳輸的可靠性和安全性。

通過手機瀏覽相關數據，工作人員可以實時瀏覽井場的相關信息。在手機上主要可顯示以下內容：①集合顯示井場上多種自動采集設備的輸出數據；②實時準確監(jiān)視井場數據（無線信號滿足時）；③具有液晶、曲線、儀表、報警、表格等多種顯示格式；④具有參數報警設置功能，超出報警界限時進行聲音報警提示；⑤具有中英文兩種語言顯示，具有單位轉換功能；⑥用戶可按照自身需要自由定制顯示格式；⑦具有多井分發(fā)管理功能。

2 井場數據遠程傳輸系統(tǒng)的總體要求和結構

2.1 系統(tǒng)總體要求

井場信息遠程服務手機應用系統(tǒng)主要面向鉆井現場人員以及各級管理人員，隨時掌握鉆井生產現場的情況，并便于查詢相關歷史信息。系統(tǒng)要滿足以下性能要求：①在不同環(huán)境下均能夠為鉆井生產現場提供實時信息；②用戶界面友好、操作方便；③安裝簡單，擴展性強，升級方便；④提供不同顯示模式與多頁面，以滿足使用者的不同要求。功能流程如圖1所示

2.2 系統(tǒng)結構

系統(tǒng)采用分層的數據模型，包括APP、Web Service、Data Server。在系統(tǒng)的數據模型中，底層為手機APP，面向各級使用人員，可以直用使用手機APP瀏覽相關信息；中間層為Web Service，用于接收手機APP的請求，向后臺數據庫發(fā)起查詢請求；后臺是Data Server，負責提供數據傳送至APP中進行處理。

3 井場數據遠程傳輸系統(tǒng)的詳細設計

3.1 APP的設計與實現

3.1.1 APP軟件設計流程

智能手機與服務器之間數據傳輸與接收方式的設計與開發(fā)等，主要包括局域網數據傳輸（WiFi技術）、3G/4G傳輸。系統(tǒng)采用WiFi與TCP/IP技術，實現無線網絡連接，具備高速數據傳輸能力并具有一定的斷點續(xù)傳功能。系統(tǒng)還具備網絡自動切換功能，有WiFi條件下優(yōu)化使用WiFi，登錄時具備用戶身份認證與權限分級功能，保證訪問安全。APP軟件設計流程如圖2所示。

3.1.2 功能模塊設計

系統(tǒng)主要用于實時查詢鉆井現場信息，軟件主要包括用戶登錄、井名信息查詢、實時數據瀏覽和歷史數據查詢4個模塊。

（1）用戶登錄。APP通過無線網絡連接后臺Data Server，根據登錄用戶的權限提供不同工作界面。

（2）井名信息查詢。登錄成功后首先以井名與更新時間進行索引，給出當前最新的深度和當前工況信息，讓用戶掌握現場的最新生產狀態(tài)，點擊關注的井名即可查詢該單井信息。數據查詢界面包括實時數據、現場模擬、儀表數據、時間數據曲線、深度數據曲線和報表信息等。

（3）實時數據。實時數據主要顯示最新的現場生產數據，變化數據用不同顏色、方式進行強調顯示。

（4）錄井剖面。包括單井的地層、井深、顏色、巖性描述等信息，以柱狀圖形式進行顯示。

3.1.3 移動APP軟件的屏幕

移動APP軟件主要包括以下6個屏幕。

（1）井場結構模擬圖監(jiān)視屏幕。該屏幕可顯示施工狀態(tài)、井名、模擬泵、各泥漿池的體積、立管壓力和套管壓力，還可以顯示模擬地層數據，包括井深、鉆頭位置、大色高度、鉆壓、轉盤轉速及扭矩。每項參數均可設置報警門限，超出時將以深亮顏色閃爍顯示，提示有緊急情況。

（2）實時仿真儀表監(jiān)視屏幕。在顯示施工狀態(tài)、顯示井名、井深的基本信息的基礎上，實時仿真儀表顯示：鉆壓儀表+大鉤負荷儀表、立管壓力儀表、扭矩儀表、套壓儀表。儀表盤內包括刻度、儀表名稱、單位、指針等，每1個表盤背景默認顏色不同并均可進行自定義修改。

（3）實時曲線顯示監(jiān)視屏幕。在顯示施工狀態(tài)、顯示井名、井深的基本信息的基礎上，實時曲線下設6項：鉆井參數、氣測參數、泵參數、液罐體積、鉆井液性能和錄井剖面。每屏能夠同時顯示多條參數曲線，每條曲線特性可自定義顏色、測量范圍、線型。

（4）參數表格顯示監(jiān)視屏幕。參數表格顯示下設7項：鉆井參數、氣測參數、泵參數、鉆井液性能、巖屑描述和工況；

（5）實時參數顯示監(jiān)視屏幕。實時參數顯示監(jiān)視屏幕下設5個屏幕：鉆井參數、氣測參數、泵參數、液罐體積和鉆井液性能。

（6）柱狀圖顯示監(jiān)視屏幕。實時柱狀圖顯示下設5個屏幕：鉆井參數、氣測參數、泵參數、液罐體積和鉆井液參數。

所有顯示屏幕均可通過翻頁實現多屏展示，每屏可顯示多項參數數據，參數的顯示順序可隨意調整，具有任意添加參數項功能，展示數據均具備按日歷查詢歷史數據的功能。

3.2 Server端的設計與實現

Server端采用Web Service技術，軟件結構主要是C/S結構模式，Server端使用Web Service方式讀取底層數據。Web Service實現以下功能：①連接APP與DataServer；②提供對外服務接口；③保護數據安全，防止數據泄密。

4 結 語

使用井場動態(tài)信息跟蹤APP，用戶在登錄界面輸入密碼后，選擇需要跟蹤的井，幾秒后便能看到井場數據，并有導航鍵切換方便瀏覽各種信息，實現實時移動式瀏覽查看相關信息，具有廣闊的應用前景。