一、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節，直接決定著石油開采的質量和經濟效益，而鉆井工程參數的實時監測、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展，石油鉆井工程逐漸向數字化、智能化方向發展，其中鉆井工程參數監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，開發高性能、安全可靠的鉆井工程參數監測系統是實現科學化鉆井的關鍵。

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二、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據，還需要對數據進行處理和分析。因此，在實現鉆井工程參數監測時，面臨的難題主要有以下幾點：

（1）現場多協議鉆井設備數據的采集；

（2）數據的可視化處理，包括數據顯示（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）鉆井工程數據的遠程監控。

（4）將采集到的鉆井工程數據存儲到數據庫；

（5）將采集到的鉆井工程數據上傳到SCADA、MES、物聯網平臺等。

三、方案介紹

虹科多功能物聯網人機界面 eX707G憑借其豐富強大的功能、高級別防護、海量通信支持、多行業認證等特點而備受贊譽，是開發高性能鉆井工程參數監測系統的最佳選擇，整體的應用框架如下所示。

該人機界面通過海量通訊協議完成現場設備數據的采集，再結合其配套軟件JMobile Studio完成頁面組態以及數據可視化處理，完成現場關鍵參數監控畫面的制作。由于人機界面內置Web、VNC服務器，現場操作人員通過web瀏覽器、VNC客戶端等便可實現設備的遠程監控。此外，該人機界面可以一鍵配置連接到自家Corvina云平臺，實現設備數據的遠程監控和管理；同時，虹科eX707G人機界面也可通過OPC UA、MQTT等協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，我們還提供具有相同功能的物聯網網關，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網功能，客戶可以根據現場實際需求選擇對應的解決方案。

四、案例分享

為了實現鉆井過程中對鉆進狀態、起下鉆狀態和泥漿池關鍵參數的監測，國內某石油企業采用虹科多功能物聯網人機界面eX707G開發了一個鉆井工程多參數監控系統，快速、高效、可靠地完成現場鉆井參數的采集和可視化，提高了現場鉆井的安全性和效率。

（1）數據采集和可視化

支持200+通信協議，包括OPC UA、Modbus、MQTT以及西門子、三菱、歐姆龍等主流PLC協議，支持同時運行8種通訊協議并且支持一萬點數據，最大程度地幫助客戶完成鉆井設備數據的采集；支持邊緣計算，客戶可以通過編寫JavaScript腳本完成現場數據的處理和分析。

此外，支持2000+現代風格控件，根據現場鉆井工程參數的類別，分別選用數字字段、模擬儀表、實時和歷史趨勢曲線等控件對工程參數進行數據展示。

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（2）警報管理

支持警報管理功能，可以對關鍵鉆井工程參數設置上下限，并判斷參數是否需要報警；支持上下限觸發、等值觸發、數值偏差觸發等四種觸發方式，滿足客戶的多樣化需求。此外，支持在線和歷史警報控件，幫助客戶完成警報狀態的查看，以及警報確認、復位、保存等操作。

（3）數據存儲

支持對接MySQL、PostgreSQL、MariaDB等數據庫，可以幫助客戶讀取數據庫標簽數據，以及存儲鉆井過程中的標簽數據、某一時間段的趨勢數據、事件等數據，為現場優化鉆井、故障排查提供數據依據，幫助現場操作人員掌握鉆井過程中鉆機的工作狀態，為工藝的改進提供數據分析支持。

五、總結

通過虹科多功能物聯網人機界面eX707G，該石油企業高效、快速地完成了現場鉆井工程多參數監測系統的部署，實現了鉆井過程中關鍵參數的監測，提高了鉆井的安全性和效率，加快了鉆井工程智能化的發展進程。

審核編輯 黃昊宇