СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ В ПРОЦЕССЕ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ СКВАЖИН

Система мониторинга технологических параметров в процессе цементирования скважин
Система мониторинга технологических параметров в процессе цементирования скважин относится к вычислительной, информационно-измерительной технике, используемой, в частности, в системах телеметрии нефтепромысловых объектов, и предназначена для оперативного контроля производственного процесса, проведения аналитической работы и передачи проанализированной информации во внешние информационные системы предприятия.
Заявленная полезная модель решает задачу создания эффективной системы мониторинга информационных потоков и предназначена для решения задач получения данных с «нижнего уровня» (буровая площадка) на «верхний» (офис руководителя).
Процесс цементирования скважин осуществляется с помощью комплекса специального оборудования, которое обеспечивает доставку порошкообразного тампонажного материала на буровую, механизированное приготовление тампонажного раствора и нагнетание его в затрубное пространство скважины. Весь процесс цементирования скважины должен занимать не более 75 % времени, предшествующего началу схватывания цементного раствора. Поскольку процесс цементирования скважин связан с закачкой большого количества цементного раствора в весьма короткий промежуток времени, ограниченный временем его схватывания, процесс этот должен выполняться при строгом соблюдении заданного режима. Параметрами, характеризующими процесс цементирования скважин, являются: расход и объем продавочной жидкости и цементного раствора, плотность его и давление, при котором осуществляется закачка.
Как правило, руководитель работ получает информацию о процессе
цементирования по окончанию работ в виде отчетной формы. Таким образом, он лишен возможности оперативного реагирования и принятия решений при цементировании скважины.
В настоящее время уделяется повышенное внимание предоставлению руководителю информации в оперативном режиме.
Известны системы, которые могли бы быть использованы для решения подобной задачи при условии их существенной доработки и адаптации к специфике работы цементирования скважин.
В качестве прототипа выбрана «Система поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки патенте» (патент РФ на полезную модель № 65666). Система, близкая по своей сути предлагаемой полезной модели и содержащая близкие по своему функциональному назначению блок источников данных телеметрии, блок обработки и очистки данных, базу данных телеметрии, блок формирования отчетов, направлена на повышение эффективности работы автоматизированной сортировочной горки, позволяющей принимать решения по управлению технологическим процессом работы. Но существующий недостаток данной системы состоит в невозможности получения информации пользователями в удобном виде из любого места, имеющего доступ к сетям интранет или интернет, без необходимости установки дополнительного программного обеспечения. Так же существенным недостатком является обработка данных, получаемых только из базы данных телеметрии.
Поставленная задача достигается тем, что система мониторинга технологических параметров в процессе цементирования скважин, включающая блок источников данных телеметрии, блок обработки и очистки данных, базу данных телеметрии, блок формирования отчетов, отличаю-щаяся тем, то система дополнительно включает блок предоставления информации из разнородных источников данных, блок подготовки и анализа данных, блок визуализации данных, блок администрирования, блок репозитория, блок внешних данных, причем блок источников данных телеметрии соединен с блоком обработки и очистки данных, блок обработки и очистки данных соединен с базой данных телеметрии, база данных телеметрии соединен с первым входом блока предоставления информации из разнородных источников данных, первый выход блока предоставления информации из разнородных источников данных соединен с первым входом блока визуализации данных, второй выход блока предоставления информации из разнородных источников данных соединен с блоком подготовки и анализа данных, первый выход блока подготовки и анализа данных соединен со вторым входом блока визуализации данных, второй выход блока подготовки и анализа данных соединен с блоком формирования отчетов, блок формирования отчетов соединен с третьим входом блока визуализации данных, первый выход блока администрирования соединен с четвертым входом блока визуализации данных, второй выход блока администрирования соединен двусторонней связью с первым входом блока репозитория, второй выход блока репозитория соединен двусторонней связью с пятым входом блока визуализации данных, блок внешних данных соединен со вторым входом блока предоставления информации из различных источников данных.
Заявленная система представлена на фиг. 1.
1.
Блок источников данных телеметрии
В данном блоке находится первичная оперативная информация АСУТП о процессе цементирования скважин.
2.
Обработка и очистка данных
Блок обработки и очистки данных предназначен для сбора и первичной обработки информации.
3.
База данных телеметрии
Блок накопления оперативной и исторической информации по функционированию оборудования для цементирования скважин реализует единую точку доступа к данным с возможностью получения данных за предыдущий период. Хранение данных происходит в унифицированном формате. Ниже перечислены сущности, на которых построена база данных и которые позволяют хранить разнородные данные в едином месте в унифицированном формате:
организационная единица - организация или ее структурное подразделение, за кем закреплено технологическое место;
технологическое место - сущность, определяющая физический объект (скважину), на котором установлены метрологические датчики, являющиеся источником исходных данных;
параметр - сущность, определяющая один или несколько видов данных (показателей), получаемых с метрологических датчиков;
тэг - формализованное краткое описание каждого параметра, связанного с технологическим местом. Тэг однозначно определяет источник данных и его параметры;
•
замер - значение параметра, описанного тэгом, во времени. В базе данных телеметрии организована справочная система, содержащая информацию о подключенных системах АСУТП, структурных подразделениях и организациях, о собираемых параметрах.
4. Блок предоставления информации из разнородных источников данных
Данный блок предназначен для унификации способа взаимодействия с базой данных телеметрии и отделения логики сбора данных от логики отображения и анализа информации. В блоке реализовано получение данных по показателям цементирования скважин, их представление в определенном протоколе, редактирование информации в соответствии с бизнес-алгоритмами, реализованными в программе. Бизнес-логика представляет собой набор реализованных в программе алгоритмов обработки (анализа и подготовки) данных. Взаимодействие с базой данной построено на основе web-сервисов.
5.
Блок подготовки и анализа данных
В данном блоке проводится подготовка информации к требуемому виду, формату и фильтрация данных.
6.
Блок формирования отчетов
Этот блок предназначен для формирования отчетов по процессу цементирования скважин.
7.
Блок визуализации данных
Данный блок имеет удобный интерфейс взаимодействия пользователей с системой мониторинга, разработанный с использованием современных web-технологий на базе портального решения. Блок представляет из себя набор компонентов отображения. Эти компоненты предназначены специально для решения задач просмотра данных как в графическом виде, так и в виде отчетных форм.
8.
Блок администрирования
Этот блок предназначен для администрирования портального решения путем настройки отображения, создание и администрирование пользователей и разделения прав доступа.
9.
Блок репозитория
Блок репозитория предназначен для хранения конфигурационной информации портального решения.
10.
Блок внешних данных
Другие источники данных телеметрии в виде различных систем сбора данных, вебсервисов или баз данных.
Система функционирует следующим образом.
В процессе цементирования скважины с оборудования происходит накопление данных телеметрии на блоке источника данных (плотность, температура, объем, давление, расход технологических жидкостей при цементировании скважин). Далее информация через блок обработки и очистки данных поступает в базу данных телеметрии, для хранения всей поступающей информации. В блоке визуализации данных информация, полученная через блоки предоставления данных, подготовки и анализа данных и формирования отчетов, отображается пользователю в графическом виде и в виде отчета. Для управления работой всей системой и отображения информации реализован блок администрирования, конфигурирования и управления доступом в виде информационной подсистемы, базирующейся на портальных Web-технологиях. Данная подсистема позволяет выполнять поисковые запросы к данным, просматривать историю транзакций передач данных в рамках информационных потоков, управлять правами доступа пользователей и хранение конфигурационной информации в блоке репозитория.
Поставленная задача решается консолидацией данных, которая представляет собой распределенную сеть сбора, передачи и визуализации данных о процессе цементирования скважин.
Задача, на решение которой направлена полезная модель - создание системы мониторинга технологических параметров в процессе цементирования скважин путем:
организации информационной системы мониторинга и контроля цементирования в реальном масштабе времени,
визуализации полученных данных (плотность, температура, объем, давление, расход технологических жидкостей при цементировании скважин),
обеспечения конфиденциальности данных защищенными каналами связи.
Это позволяет исключить многие проблемы, связанные и с ресурсами предприятия и с ошибками, возникающими в процессе передачи данных.