БУРОВАЯ ИНФРАСТРУКТУРА ДЛЯ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ
DRILLING INFRASTRUCTURE FOR COMBINED WORK

Область техники
Настоящее изобретение относится к способам, системам и устройствам для использования в проектах строительства нефтяной скважины и/или бурения. В частности, настоящее изобретение обеспечивает способы, системы и устройства для создания инфраструктуры для облегчения совместной работы между членами команды строительства скважины и членами команды проектирования бурения нефтяной скважины в различных местоположениях.
Уровень техники изобретения
Нефтяные скважины сегодня характеризуются широким спектром, с одной стороны которого находятся сложные скважины, расположенные в высокозатратных окружающих условиях, таких как морская среда, с меньшим количеством доступного опытного персонала и ресурсов, с другой стороны находятся скважины, расположенные в низкозатратных окружающих условиях, с высокой производительностью, таких как наземная среда, с очень специфическими и повторяющимися процессами. Значительные улучшения в информационной технологии в соединении с быстрым прогрессом в технологии автоматизации буровой вышки перекрывают этот спектр.
Для обоих типов упомянутых выше окружающих условий действия по поддержке удаленных операций привлекают внимание и инвестиции. Это происходит, по меньшей мере частично, благодаря тому, что больше компаний понимает необходимость в обеспечении возможности реагирования в «режиме реального времени» на увеличивающееся количество буровых измерений. Действия по поддержке удаленных операций могут включать в себя, например, измененные рабочие процессы, основанные на улучшенных передовых моделях, а также планы, которые являются более интегрированными с современным процессом строительства скважины.
В обычном проекте строительства или бурения нефтяной скважины, где обеспечивается поддержка удаленных операций, определенные члены проектной команды находятся на буровой площадке, такой как морская буровая площадка, где собирают различные типы данных и принимают множество специфических для площадки решений. Другие члены проектной команды обеспечивают поддержку операций удаленно, например с наземной буровой площадки, включающую в себя мониторинг, обеспечение технического анализа и принятие стратегических решений, влияющих на весь буровой процесс. Связь и передача данных между двумя местоположениями обычно обеспечивается с помощью стандартного проводного и/или беспроводного соединения, такого как спутниковое соединение.
Члены команды в двух различных местоположениях должны иметь возможность тесно сотрудничать и эффективно работать вместе, особенно в высокотехнологичных проектах разработки. Однако применение обычных информационных технологий в проектах строительства или бурения нефтяной скважины может создать определенные проблемы, которые иначе не возникают или являются менее значительными в обычной офисной среде. Далее, ожидается возникновение сложностей при получении дополнительных измерений. Прогнозирующие модели все больше и больше используются вместе с более полным мониторингом работ на буровой установке, более высокой степенью автоматизации буровой установки, меньшим количеством людей на буровой площадке и большей удаленной поддержкой как от обслуживающих компаний, так и от компаний-операторов.
Соответственно, несмотря на современные достижения, существует необходимость в проектах строительства или бурения нефтяной скважины для более эффективной совместной работы членов проектной команды. В частности, существует необходимость в инфраструктуре, которая может облегчить более плотное взаимодействие между членами проектной команды в различных местоположениях.
Сущность изобретения
Ввиду упомянутых выше проблем задачей настоящего изобретения является обеспечение способов, устройств и систем для создания инфраструктуры для облегчения совместной работы между членами команды проекта строительства и бурения нефтяной скважины в различных местоположениях с одновременным исключением или минимизацией влияния описанных выше проблем и ограничений.
Способы и системы облегчают совместную работу пользователей на нефтяной буровой площадке и пользователей в удаленных местоположениях. Многие типы данных нефтяной скважины собираются на нефтяной буровой площадке для формирования агрегированных данных. Агрегированные данные хранятся на сервере агрегации данных на нефтяной буровой площадке. Пользователи на нефтяной буровой площадке и пользователи в удаленных местоположениях должны иметь доступ к агрегированным данным на сервере агрегации данных с использованием стандартного формата данных.
Дополнительно, локальная копия агрегированных данных может храниться на локальном сервере в удаленном местоположении. Пользователи в удаленном местоположении могут осуществить доступ к агрегированным данным на локальном сервере.
Пользователи на нефтяной буровой площадке могут осуществить доступ к множеству типов данных нефтяной скважины посредством одной или более частных виртуальных локальных сетей. Каждая локальная сеть позволяет осуществлять доступ разного уровня к множеству типов данных нефтяной скважины.
Пользователи в удаленном местоположении осуществляют доступ к множеству типов данных нефтяной скважины посредством спутниковой линии связи.
Центр поддержки операций в удаленном местоположении позволяет пользователям в удаленном местоположении осуществлять мониторинг сбора множества типов данных нефтяной скважины в режиме реального времени из центра поддержки операций.
Пользователи на нефтяной буровой площадке и пользователи в удаленном местоположении могут осуществлять доступ к множеству типов данных нефтяной скважины с использованием веб-ориентированной программы просмотра или интерактивной программы просмотра.
Нефтяная буровая площадка может быть морской буровой площадкой, и удаленное местоположение может быть наземным местоположением.
Краткое описание чертежей
Другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут понятны специалистам в данной области техники со ссылкой на описание, формулу изобретения и прилагающиеся чертежи, на которых:
Фиг.1A-1D изображают упрощенные типичные схематические виды месторождения, имеющего подземную формацию, содержащую пласт-коллектор, и изображают различные нефтепромысловые операции, выполняемые на месторождении;
Фиг.2A-2D являются графическими изображениями примеров данных, собранных инструментами с Фиг.1A-1D соответственно;
Фиг.3 является схематическим видом, частично в сечении, месторождения с инструментами сбора данных, размещенными в различных местоположениях на месторождении, для сбора данных о подземной формации;
Фиг.4 является подробным схематическим видом буровой площадки на месторождении, изображающим буровую операцию, такую как буровая операция на Фиг.1B;
Фиг.5 является схематическим видом системы для выполнения буровой операции на месторождении;
Фиг.6 является примером проекта строительства и/или бурения нефтяной скважины, где удаленные операции поддерживаются в соответствии с предшествующим уровнем техники;
Фиг.7 является основным планом инфраструктуры для совместной работы по строительству или бурению нефтяной скважины, как показано в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления;
Фиг.8 является главным планом для совместной работы множества буровых установок в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления;
Фиг.9 является примерной вычислительной сетью, которая может быть использована в инфраструктуре для совместной работы в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления; и
Фиг.10 является блок-схемой, иллюстрирующей этапы способа для обеспечения инфраструктуры для совместной работы в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Ниже представлено подробное описание предпочтительного варианта осуществления и других вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагающиеся чертежи. Следует понимать, что специалисты в данной области техники легко увидят другие варианты осуществления и то что могут быть сделаны изменения без выхода за объем изобретения.
Фиг.1A-1D изображают упрощенные типичные схематические виды месторождения 100, имеющего подземную формацию 102, содержащую пласт-коллектор 104, и изображают различные промысловые операции, выполняемые на месторождении. Фиг.1A изображает выполнение каротажной операции с помощью каротажного инструмента, такого как передвижная сейсмическая станция 106a, для измерения свойств подземной формации. Каротажная операция является сейсмической каротажной операцией для производства звуковых колебаний. На Фиг.1A одно такое звуковое колебание, как звуковое колебание 112, сгенерированное источником 110, отражается от горизонтов 114 в земной формации 116. Множество звуковых колебаний, таких как звуковые колебания 112, принимается датчиками, такими как сейсмоприемники 118, расположенными на земной поверхности. В ответ на получение этих колебаний сейсмоприемники 118 вырабатывают электрические выходные сигналы, называемые принятыми данными 120 на Фиг.1A.
В ответ на получение звукового колебания(й) 112, описываемого различными параметрами (такими, как амплитуда и/или частота) звукового колебания(й) 112, сейсмоприемники 118 вырабатывают электрические выходные сигналы, содержащие данные, относящиеся к подземной формации. Принятые данные 120 направляются в качестве входных данных в компьютер 122a передвижной сейсмической станции 106a, и в ответ на входные данные компьютер 122a генерирует сейсмические выходные данные 124. Эти сейсмические выходные данные могут быть сохранены, переданы или дополнительно обработаны при необходимости, например, с помощью сжатия данных.
Фиг.1B изображает выполнение буровой операции с помощью буровых инструментов 106b, подвешенных на буровой вышке 128 и углубленных в подземные формации 102 для формирования скважины 136. Бассейн 130 бурового раствора используется для подачи бурового раствора в буровые инструменты посредством подводящего трубопровода 132 для циркуляции бурового раствора через буровые инструменты вверх по скважине 136 и обратно на поверхность. Буровой раствор обычно фильтруется и возвращается в бассейн бурового раствора. Система циркуляции может быть использована для хранения, управления или фильтрации протекающих буровых растворов. Буровые инструменты углубляются в подземные формации 102 для достижения пласта-коллектора 104. Каждая скважина может достичь одного или более резервуаров. Буровые инструменты предпочтительно приспособлены для измерения скважинных параметров с использованием инструментов для измерения во время бурения. Инструменты для измерения во время бурения могут также быть приспособлены для взятия образца 133 керна, как показано, или не использоваться, так что образец керна может быть взят с использованием другого инструмента.
Наземный блок 134 используется для связи с буровыми инструментами и/или внешними операциями. Наземный блок 134 выполнен с возможностью связи с буровыми инструментами для отправки команд буровым инструментам и приема от них данных. Наземный блок 134 предпочтительно снабжен компьютерным оборудованием для получения, хранения, обработки и/или анализа данных с месторождения. Наземный блок 134 собирает данные, генерируемые во время буровой операции, и вырабатывает выходные данные 135, которые могут быть переданы или сохранены. Компьютерное оборудование, такое как в наземном блоке, может быть размещено в различных местах месторождения и/или в удаленных местоположениях. Датчики S, такие как измерители, могут быть размещены по месторождению для сбора данных, относящихся к промысловым операциям, как было описано выше. Как показано, датчик S расположен в одном или более местоположениях в буровых инструментах и/или буровой вышке 128 для измерения параметров бурения, таких как вес долота, давление, температура, скорость потоков, составы, скорость вращения, и/или других параметров промысловой операции. Датчики S также могут быть расположены в одном или более местах системы циркуляции.
Данные, собранные датчиками S, могут быть собраны наземным блоком 134 и/или другими источниками сбора данных для анализа или другой обработки. Данные, собранные датчиками S, могут быть использованы сами по себе или в сочетании с другими данными. Данные могут быть собраны в одну или более баз данных и/или переданы по территории или за ее пределы. Все или выбранные части данных могут быть избирательно использованы для анализа и/или прогнозирования промысловых операций на текущей и/или других скважинах. Данные могут быть историческими данными, данным в режиме реального времени или их комбинацией. Данные в режиме реального времени могут быть использованы в режиме реального времени или сохранены для последующего использования. Данные также могут быть совмещены с историческими данными или другими входными данными для дальнейшего анализа. Данные могут быть сохранены в раздельных базах данных или совмещены в единой базе данных.
Собранные данные могут быть использованы для выполнения анализа, такого как моделирование операций. Например, сейсмические выходные данные могут быть использованы для выполнения геологического, геофизического исследования и/или для проектирования технологии разработки пласта-коллектора. Данные пласта-коллектора, скважины, поверхности и/или процесса могут быть использованы для выполнения моделирования пласта-коллектора, геологических, геофизических или других моделирований. Выходные данные из промысловых операций могут быть сгенерированы непосредственно из датчиков или после некоторой предобработки или моделирования. Эти выходные данные могут выступать в роли входных данных для последующего анализа.
Данные могут быть собраны и могут храниться в наземном блоке 134. Один или более наземных блоков могут быть расположены на месторождении 100 или подсоединены к нему удаленно. Наземный блок 134 может быть единым блоком или сложной сетью блоков, используемых для выполнения необходимых функций управления данными на месторождении. Наземный блок 134 может быть ручной или автоматической системой. Наземный блок 134 может управляться и/или настраиваться пользователем.
Наземный блок 134 может быть снабжен приемопередатчиком 137 для осуществления соединения между наземным блоком 134 и различными частями месторождения 100 или другими местоположениями. Наземный блок 134 может быть также снабжен или функционально подсоединен к одному или более контроллерам для приведения в действие механизмов на месторождении 100. Наземный блок 134 может затем посылать управляющие сигналы на месторождение 100 в ответ на получение данных. Наземный блок 134 может принимать команды через приемопередатчик или может сам выполнять команды для контроллера. Процессор может быть обеспечен для анализа данных (локально или удаленно), принятия решений и/или приведения в действие контроллера. Таким образом, месторождение 100 может быть избирательно настроено на основании собранных данных. Эта техника может быть использована для оптимизации частей промысловой операции, таких как управление бурением, весом долота, скоростями насосов или другими параметрами. Эти настройки могут быть сделаны автоматически на основании компьютерного протокола и/или вручную оператором. В некоторых случаях планы скважин могут быть скорректированы для выбора оптимальных условий работы или для предотвращения проблем.
Фиг.1C изображает операцию, выполняемую с помощью прибора 106c на кабеле, опускаемого с буровой вышки 128 в скважину 136 на Фиг.1B. Прибор 106c на кабеле предпочтительно приспособлен для размещения в скважине для генерации каротажных диаграмм, выполнения скважинных испытаний и/или сбора образцов. Прибор 106c на кабеле может быть использован для обеспечения другого способа и устройства для сбора информации о подземных формациях. Прибор 106c на кабеле на Фиг.1C может иметь, например, взрывной, радиоактивный, электрический или акустический источник 114 энергии, который отправляет и/или принимает сигналы от окружающих подземных формаций 102 и флюиды из них.
Прибор 106c на кабеле может быть оперативно подсоединен, например, к сейсмоприемникам 118 и компьютеру 122a на передвижной сейсмической станции 106a на Фиг.1A. Прибор 106c на кабеле может также обеспечивать данные для наземного блока 134. Наземный блок 134 собирает данные, сгенерированные во время операции с прибором на кабеле и производит выходные данные 135, которые могут быть сохранены или переданы. Прибор 106c на кабеле может быть расположен в скважине на различных глубинах для обеспечения сейсмической или другой информации, относящейся к подземной формации.
Датчики S, такие как измерители, могут быть расположены по месторождению 100 для сбора данных, относящихся к разным промысловым операциям, как было описано выше. Как показано, датчик S расположен в приборе 106c на кабеле для измерения скважинных параметров, которые относятся, например, к пористости, проницаемости, составу флюида и/или к другим параметрам промысловой операции.
Фиг.1D изображает операцию по добыче, выполняемую с помощью прибора 106d для исследования в действующих скважинах, опущенного из добывающего блока или фонтанной арматуры 129 в законченную скважину 136 на Фиг.1C для выкачивания флюида из подземных пластов-коллекторов в наземные объекты 142. Флюид течет из пласта-коллектора 104 через перфорации в обсадную колонну (не показана) и в прибор 106d для исследования в действующих скважинах (в скважине 136) и в наземные объекты 142 посредством системы 146 сбора нефти.
Датчики S, такие как измерители, могут быть расположены по месторождению 100 для сбора данных, относящихся к разным промысловым операциям, как было описано выше. Как показано, датчики S могут быть расположены в приборе 106d для исследования в действующих скважинах или связанном с ним оборудовании, таком как фонтанная арматура 129, система 146 сбора нефти, наземные объекты 142 и/или эксплуатационное оборудование, для измерения параметров флюида, таких как состав флюида, скорости потоков, давление, температуры, и/или других параметров операции по добыче.
Несмотря на то что показана упрощенная конфигурация буровой площадки, следует понимать, что месторождение может покрывать часть земных, морских и/или водных местоположений, на которых расположены одна или более буровых площадок. Эксплуатация может также включать в себя нагнетание скважин (не показано) для дополнительного извлечения. Одна или более систем сбора нефти могут быть оперативно соединены с одной или более буровыми площадками для избирательного сбора скважинных флюидов с буровой площадки(ок).
Несмотря на то что Фиг.1B-Фиг.1D изображают приборы, используемые для измерения свойств месторождения, следует понимать, что приборы могут быть использованы в соединении с непромысловыми операциями, такими как операции с шахтами, водоносными слоями, хранилищами или другими подземными объектами. Также, несмотря на то что изображены конкретные приборы для получения данных, следует понимать, что могут быть использованы различные измерительные приборы, способные измерять параметры, такие как сейсмическое полное время распространения, плотность, удельное сопротивление, скорость добычи и так далее, подземной формации и/или ее геологических формаций. Различные датчики S могут быть расположены в разных местах по всей протяженности скважины и/или приборов для мониторинга для сбора и/или мониторинга требуемых данных. Другие источники данных могут быть также получены с морских местоположений.
Конфигурация месторождения на Фиг.1A-Фиг.1D служит в качестве краткого описания примера месторождения, используемого с настоящим изобретением. Часть или все месторождение 100 может быть земной поверхностью, водой и/или морем. Также, несмотря на то что изображено единственное месторождение, измеренное в единственном месте, настоящее изобретение может быть использовано с любой комбинацией одного или более месторождений, одним или более обрабатывающими объектами и одной или более буровыми площадками.
Фиг.2A-Фиг.2D являются графическим изображением примеров данных, собранных приборами на Фиг.1A-Фиг.1D соответственно. Фиг.2A изображает сейсмотрассу 202 подземной формации на Фиг.1A, полученной с помощью передвижной сейсмической станции 106a. Сейсмотрасса 202 может быть использована для получения данных, таких как двустороннее прохождение за период времени. Фиг.2B изображает образец 133 керна, взятый буровыми инструментами 106b. Образец 133 керна может быть использован для получения данных, таких как график плотности, пористости, проницаемости, или другого физического свойства образца керна по всей длине керна. Испытания по плотности и вязкости могут быть выполнены с флюидами в керне при различных давлениях и температурах. Фиг.2C изображает каротажную диаграмму 204 подземной формации на Фиг.1C, полученной с помощью прибора 106с на кабеле. Кабельный каротаж обычно дает удельное сопротивление или другое измерение формации на разных глубинах. Фиг.2D изображает кривую падения добычи или график 206 протекания флюида через подземную формацию на Фиг.1D, измеренную на наземных объектах 142. Кривая падения добычи обычно дает дебит Q как функцию от времени t.
Соответствующие графики на Фиг.2A-Фиг.2C изображают примеры статических измерений, которые могут быть описаны, или дают информацию о физических характеристиках формации и содержащихся в ней пластов-коллекторов. Эти измерения могут быть проанализированы для лучшего определения свойств формации(й) и/или для определения точности измерений и/или для проверки ошибок. Графики каждого из соответствующих измерений могут быть выровнены и отмасштабированы для сравнения и проверки свойств.
Фиг.2D изображает пример динамического измерения свойств флюида на всем протяжении скважины. По мере течения флюида через скважину делаются измерения свойств флюида, таких как скорости потоков, давление, составы и так далее. Как описывалось выше, статические и динамические измерения могут быть проанализированы и использованы для генерации моделей подземной формации для определения ее характеристик. Подобные измерения могут быть также использованы для измерения изменений параметров формации на протяжении времени.
Фиг.3 является схематическим видом, частично в сечении, месторождения 300 с приборами 302a, 302b, 302c и 302d для сбора данных, расположенных в различных местах по всему месторождению для сбора данных о подземной формации 304. Приборы 302a-302d для сбора данных могут быть такими же, как приборы 106a-106d для сбора данных на Фиг.1A-Фиг.1D соответственно, или другими, которые не изображены. Как показано, приборы 302a-302d для сбора данных генерируют данные графиков или измерений 308a-308d соответственно. Эти графики данных изображены для всего месторождения для демонстрации данных, сгенерированных различными операциями.
Графики 308a-308c данных являются примерами статических графиков данных, которые могут быть сгенерированы приборами 302a-302d для сбора данных. Статический график 308a данных является сейсмическим полным временем отклика и может быть таким же, как сейсмотрасса 202 на Фиг.2A. Статический график 308b данных является данными образца керна, измеренными из образца керна формации 304, подобно образцу 133 керна на Фиг.2B. Статический график 308c данных является каротажной кривой, подобной каротажной диаграмме 204 на Фиг.2C. Кривая падения добычи или график 308d является динамическим графиком данных скорости потока флюида относительно времени подобно графику 206 на Фиг.2D. Могут быть собраны другие данные, такие как исторические данные, пользовательский ввод, экономическая информация и/или другие данные измерений и другие интересующие параметры.
Подземная структура 304 имеет множество геологических формаций 306a-306d. Как показано, эта структура имеет несколько формаций или слоев, включающих в себя сланцевый слой 306a, карбонатный слой 306b, сланцевый слой 306c и песчаный слой 306d. Сдвиг 307 проходит через сланцевый слой 306a и карбонатный слой 306b. Приборы для сбора статических данных предпочтительно предназначены для выполнения измерений и определения характеристик формаций.
Несмотря на то, что изображена конкретная подземная формация с конкретными геологическими структурами, следует понимать, что месторождение может содержать различные геологические структуры и/или формации, имеющие иногда крайнюю сложность. В некоторых местах, обычно ниже водного горизонта, флюид может занимать поровое пространство формации. Каждый измерительный прибор может быть использован для измерения свойств формаций и/или их геологических признаков. Несмотря на то, что каждый прибор для сбора данных показан находящимся в конкретных местах на месторождении, следует понимать, что один (или более) тип измерений может быть выполнен в одном или более местоположениях на одном или более месторождениях или других местоположениях для сравнения и/или анализа.
Данные, собранные из различных источников, таких как приборы для сбора данных на Фиг.3, могут затем быть обработаны и/или оценены. Обычно сейсмические данные, изображенные на графике 308a статических данных из прибора 302a для сбора данных, используются геофизиком для определения характеристик подземных формаций и особенностей. Данные керна, показанные на статическом графике 308b, и/или каротажные данные из каротажной диаграммы 308c обычно используются геологом для определения различных характеристик подземной формации. Данные о добыче из графика 308d обычно используются инженером по разработке для определения характеристик потока флюида пласта-коллектора. Данные, анализируемые геологом, геофизиком и инженером по разработке, могут быть проанализированы с использованием методик моделирования. Примеры методик моделирования описаны в US5992519, WO2004049216, WO 1999/064896, US6313837, US2003/0216897, US7248259, US20050149307 и US2006/0197759. Системы для выполнения таких методик моделирования описаны, например, в патенте США №7248259, полное содержание которого включено в виде ссылки.
Фиг.4 является схематическим видом буровой площадки 400, изображающим буровую операцию, такую как буровая операция на Фиг.1B, на месторождении в подробностях. Буровая площадка 400 включает в себя буровую систему 402 и наземный блок 404. В проиллюстрированном варианте осуществления скважина 406 образована ротационным бурением с использованием хорошо известного способа. Специалисты в данной области техники, имеющие преимущества этого раскрытия, поймут, однако, что настоящее изобретение также находит применение в буровых приложениях, отличных от обычного ротационного бурения (например, направленное бурение с использованием гидравлического забойного двигателя), и не ограничено наземными буровыми установками.
Буровая система 402 включает в себя буровую колонну 408, опущенную в скважину 406, с буровым долотом 410 на ее нижнем конце. Буровая система 402 также содержит наземную платформу и узел 412 подъемного крана, расположенный над скважиной 406, пронизывающей подземную формацию F. Узел 412 включает в себя роторный стол 414, ведущую буровую трубу 416, крюк 418 и вертлюг 419. Буровая колонна 408 вращается роторным столом 414, приводимым в действие средством (не показано), которое захватывает ведущую буровую трубу 416 у верхнего конца буровой колонны. Буровая колонна 408 подвешена на крюке 418, прикрепленном к талевому блоку (не показан), через ведущую буровую трубу 416 и вертлюг 419, который позволяет вращаться буровой колонне относительно крюка.
Буровая система 402 дополнительно содержит буровой флюид или раствор 420, хранящийся в бассейне 422, приготавливаемом на буровой площадке. Насос 424 доставляет буровой флюид 420 внутрь буровой колонны 408 через канал в вертлюге 419, заставляя буровой флюид течь вниз через буровую колонну 408, как показано направленной стрелкой 424. Буровой флюид выходит из буровой колонны 408 через отверстия в буровом долоте 410 и затем циркулирует вверх через область между внешней стороной буровой колонны 408 и стенкой скважины 406, называемую затрубным пространством 426. Таким образом, буровой флюид смазывает буровое долото 410 и выносит буровой шлам на поверхность по мере возвращения в бассейн 422 для рециркуляции.
Буровая колонна 408 дополнительно включает в себя компоновку 430 низа бурильной колонны (КНБК), как правило, около бурового долота 410 (другими словами, в пределах нескольких длин утяжеленных буровых труб от бурового долота). КНБК 430 включает в себя средства для измерения, обработки и хранения информации, а также соединения с наземным блоком 404. КНБК 430 дополнительно содержит утяжеленные буровые трубы 428 для выполнения других различных измерительных функций.
Датчики S расположены вокруг буровой площадки 400 для сбора данных, предпочтительно в режиме реального времени, относящихся к работе буровой площадки 400, а также к условиям на буровой площадке 400. Датчики S на Фиг.3 могут быть такими же, как датчики S на Фиг.1A-D. Датчики S на Фиг.3 могут также иметь признаки или возможности мониторов, таких как камеры (не показаны), для обеспечения изображений работы. Датчики S, которые могут включать в себя наземные датчики или измерители, могут быть размещены вокруг наземных систем для обеспечения информации вокруг наземного блока 404, такой как, среди прочего, давление в стояке, нагрузка на крюк, глубина, вращающий момент на поверхности, скорость вращения роторного стола. В дополнение, датчики S, которые включают в себя скважинные датчики или измерители, расположены вокруг бурового инструмента и/или скважины для обеспечения информации о скважинных условиях, таких как, среди прочего, скважинное давление, вес долота, вращающий момент на долоте, направление, наклон, скорость вращения утяжеленной буровой трубы, температура инструмента, температура в кольцеобразном зазоре и торце инструмента. Информация, собранная датчиками и камерами, передается различным частям буровой системы и/или наземному блоку управления.
Буровая система 402 оперативно подсоединена к наземному блоку 404 для связи с ним. КНБК 430 снабжен подузлом 452 связи, который соединяется с наземным блоком 404. Подузел 452 связи приспособлен для отправки сигналов и приема сигналов с поверхности с использованием гидроимпульсной телеметрии. Подузел 452 связи может включать в себя, например, передатчик, который генерирует сигнал, такой как акустический или электромагнитный сигнал, который представляет измеренные буровые параметры. Соединение между скважинными и наземными системами изображено как гидроимпульсная телеметрия, как описано в патенте США №5517464. Специалисты в данной области техники должны понимать, что могут быть использованы различные телеметрические системы, такие как проводные буровые трубы, электромагнитные или другие известные телеметрические системы.
Обычно бурение скважины осуществляется в соответствии с буровым планом, который создается перед бурением. Буровой план обычно описывает оборудование, давления, траектории и/или другие параметры, которые определяют буровой процесс для буровой площадки. Буровая операция затем может быть выполнена в соответствии с буровым планом. Однако по мере сбора информации буровая операция может требовать отклонения от бурового плана. Дополнительно, по мере выполнения бурения или других операций подземные условия могут меняться. Модель геологической среды также может требовать корректировки по мере сбора новой информации.
Фиг.5 является схематическим видом системы 500 для выполнения буровой операции на месторождении. Система 500 включает в себя наземный блок 502, подсоединенный к буровой площадке 504, серверы 506, оперативно подсоединенные к наземному блоку 502, и инструмент 508 моделирования, оперативно подсоединенный к серверам 506. Как показано, линии 510 связи обеспечены между буровой площадкой 504, наземным блоком 502, серверами 506 и инструментом 508 моделирования. Разнообразные линии могут быть обеспечены для облегчения передачи данных через систему. Линии связи могут обеспечивать непрерывное, прерываемое, одностороннее, двустороннее и/или избирательное соединение во всей системе 500. Линии связи могут быть любого типа, такого как проводной, беспроводной и так далее. Буровая площадка 504 и наземный блок 502 могут быть такими же, как буровая площадка и наземный блок на Фиг.3. Наземный блок 502 предпочтительно снабжен компонентом 512 сбора, контроллером 514, блоком 516 отображения, процессором 518 и приемопередатчиком 520. Компонент 512 сбора собирает и/или хранит данные месторождения. Эти данные могут быть данными, измеренными датчиками S буровой площадки, как описано в отношении Фиг.3. Эти данные могут быть также данными, полученными из других источников. Контроллер 514 может выдавать команды на месторождении 500. Контроллер 514 может быть снабжен приводами, которые могут выполнять буровые операции, такие как управление, продвижение или какое-либо еще действие на буровой площадке. Буровые операции могут также включать в себя, например, получение и анализ данных месторождения, моделирование данных месторождения, управление имеющимися месторождениями, идентификация параметров добычи, техническое обслуживание или любые другие действия. Команды могут быть сгенерированы на основе логического процессора 518 или командами, принятыми из других источников. Процессор 518 предпочтительно снабжен средством для управления и анализа данных. Процессор может быть снабжен дополнительной функциональностью для выполнения промысловых операций.
Блок 516 отображения может быть обеспечен на буровой площадке 504 и/или в удаленных местоположениях для просмотра данных месторождения. Отображаемые данные месторождения могут быть исходными данными, обработанными данными и/или выходными данными, сгенерированными из различных данных. Дисплей предпочтительно предназначен для обеспечения гибких изображений данных, так что экраны могут быть настроены при необходимости.
Приемопередатчик 520 обеспечивает средство для предоставления доступа к данным из других источников. Приемопередатчик 520 также обеспечивает средство для соединения с другими компонентами, такими как серверы 506, буровая площадка 504, наземный блок 502 и/или инструмент 508 для моделирования.
Сервер 506 может быть использован для передачи данных с одной или более буровых площадок инструменту 508 для моделирования. Как показано, сервер 506 включает в себя местные серверы 522, удаленные серверы 524 и серверы 526 третьих сторон. Местные серверы 522 могут быть расположены на буровой площадке 504 и/или в других местоположениях для распределения данных из наземного блока 502. Удаленный сервер 524 расположен в местоположении, удаленном от месторождения 504, и обеспечивает данные из удаленных источников. Сервер 526 третьей стороны может быть местным или удаленным, но управляемый третьей стороной, такой как клиент.
Серверы 506 предпочтительно способны передавать буровые данные, такие как каротажные диаграммы, буровые события, траекторию и/или другие данные месторождения, такие как сейсмические данные, исторические данные, экономические данные или другие данные, которые могут быть использованы во время анализа. Тип сервера не является ограничением для изобретения. Предпочтительно система 500 способна функционировать с любым типом сервера, который может быть задействован.
Серверы 506 соединяются с инструментом 508 для моделирования, как показано линиями 510 связи между ними. Как обозначено множеством стрелок, серверы 506 могут иметь раздельные линии связи с инструментом 508 для моделирования. Один или более серверов из серверов 506 могут быть объединены или соединены для обеспечения объединенной линии связи.
Серверы 506 собирают широкий спектр данных. Данные могут быть собраны из различных каналов, которые обеспечивают определенные типы данных, такие как каротажные диаграммы. Данные из серверов 506 поступают в инструмент 508 для моделирования для обработки. Серверы 506 могут быть использованы для хранения и/или передачи данных.
Инструмент 508 для моделирования оперативно соединен с наземным блоком 502 для получения от него данных. В некоторых случаях инструмент 508 для моделирования и/или сервер(ы) могут быть расположены на буровой площадке 504. Инструменты 508 для моделирования и/или сервер(ы) могут быть расположены в различных местах. Инструмент 508 для моделирования могут быть оперативно подсоединены к наземному блоку 502 через сервер(ы) 506. Инструмент 508 для моделирования может быть включен в или располагаться рядом с наземным блоком 502.
Инструмент 508 для моделирования включает в себя интерфейс 503, блок 532 обработки, блок 548 моделирования, хранилище 534 данных и блок 536 визуализации данных. Интерфейс 503 соединяется с другими компонентами, такими как серверы 506. Интерфейс 503 может также позволять соединение с другими местными или удаленными источниками. Интерфейс 503 принимает данные и сопоставляет данные для обработки. Данные из серверов 506 обычно поступают по заранее определенным каналам, которые могут быть выбраны с помощью интерфейса 503. Как показано на Фиг.5, интерфейс 503 выбирает канал данных сервера(ов) 506 и принимает данные. Интерфейс 503 также сопоставляет каналы данных с данными с буровой площадки 504. Данные могут быть затем направлены в блок 532 обработки инструмента 508 для моделирования. Предпочтительно, данные сразу помещаются в инструмент 508 для моделирования для сессий или моделирования в режиме реального времени. Интерфейс 503 создает запросы данных (например, сейсмоданные, каротажные диаграммы и риски), отображает пользовательский интерфейс и поддерживает события состояния соединения. Он также преобразует данные в объект данных для обработки.
Блок 532 обработки включает в себя модули 540 форматирования, модули 542 обработки, модули 544 координирования и модули 546 обслуживания. Эти модули предназначены для манипулирования данными месторождения для анализа в режиме реального времени.
Модули 540 форматирования используются для преобразования данных в требуемый формат для обработки. Входные данные могут требовать форматирования, перевода, конвертации или другой манипуляции для использования. Модули 540 форматирования сконфигурированы для того, чтобы данные из различных источников могли быть отформатированы и использованы так, чтобы они обрабатывались и отображались в режиме реального времени.
Как показано, модули 540 форматирования включают в себя компоненты для форматирования данных, такие как конвертер единиц измерений и компоненты для сопоставления. Конвертер единиц измерений конвертирует отдельные значения данных, принятых из интерфейса 503 в формат, требуемый для обработки. Формат может быть определен для конкретных единиц измерений, обеспечивая конвертационный коэффициент для конвертации требуемых единиц измерений или позволяя определять единицы измерений и/или конвертационный коэффициент. Для облегчения обработки конвертации могут быть отключены для требуемых единиц измерения.
Компоненты для сопоставления сопоставляют данные в соответствии с заданным типом или классификацией, такой как определенная единица измерения, каротажная мнемоника, точность, максимальное/минимальное значение в настройках цветовой таблицы и так далее. Тип для заданного набора данных может быть назначен, в частности, когда тип является неизвестным. Назначенный тип и соответствующее сопоставление для данных может быть сохранено в файле (например, в формате XML (расширенный язык разметки)) и повторно использовано для будущих неизвестных типов данных.
Модули 544 координирования управляют потоками данных через инструмент 508 для моделирования. Данные управляются так, что они перемещаются в соответствии с разработанным планом. Данные могут быть помещены в очередь или синхронизированы, так что они обрабатываются в соответствии с таймером и/или заданным размером очереди. Модули координирования включают в себя компоненты очередей, компоненты синхронизации, компонент управления, компонент медиатора инструмента 508 для моделирования, компонент настроек и компонент поддержки режима реального времени.
Модуль очереди группирует данные в очередь для обработки в системе. Система очередей обеспечивает определенное количество данных в заданное время, так что они могут быть обработаны в режиме реального времени.
Компонент синхронизации связывает определенные данные вместе, так что наборы разнородных данных могут быть сохранены и визуализированы в инструменте 508 для моделирования одновременно. Таким образом, определенные различные или подобные части данных могут быть организованы так, что они связываются с другими данными по мере прохождения их через систему. Компонент синхронизации обеспечивает возможность избирательной синхронизации определенных данных для обработки. Например, каротажные данные могут быть синхронизированы с данными траектории. Там где образцы каротажной диаграммы имеют глубину ниже скважины, образцы могут быть показаны на изображении с использованием тангенциальной проекции, а когда данные о реальной траектории являются доступными, образцы каротажной диаграммы будут переустановлены вдоль скважины. В качестве альтернативы, входные образцы каротажной диаграммы, которые не находятся на траектории, могут быть помещены в кэш, а когда данные о траектории станут доступны, образцы данных могут быть отображены. В случае если кэш образцов каротажной диаграммы переполнился до получения данных о траектории, образцы могут быть зафиксированы и отображены.
Компонент настроек определяет настройки для интерфейса. Компонент настроек может быть установлен в требуемый формат и скорректирован при необходимости. Формат может быть сохранен, например, в файле формата XML для последующего использования.
Компонент поддержки режима реального времени реализует и отображает интерфейс и поддерживает его события. Компонент поддержки режима реального времени также создает соответствующие запросы для канала или типов каналов и поддерживает сохранение и восстановление состояния интерфейса, когда набор данных или его выходные данные сохраняются или загружаются.
Компонент управления реализует требуемые интерфейсы, чтобы позволить модулю быть инициализированным и интегрированным для обработки. Компонент медиатора принимает данные из интерфейса. Медиатор кэширует данные и комбинирует данные с другими данными при необходимости.
Например, входные данные, относящиеся к траекториям, рискам и каротажным диаграммам, могут быть добавлены к скважинам, сохраненным в инструменте 508 для моделирования. Медиатор также может также объединять данные, такие как сейсмоданные и каротажная диаграмма.
Модули 546 обслуживания обеспечивают поддержку функций буровой системы. Модули 546 обслуживания включают в себя компонент журналирования и компонент управления пользовательским интерфейсом (UI). Компонент журналирования обеспечивает общий вызов для всех журнальных данных. Этот модуль позволяет осуществить установку назначения журналирования с помощью приложения. Модуль журналирования может быть также снабжен другими компонентами, такими как, среди прочего, отладчик, система передачи сообщений и система предупреждений. Отладчик отправляет отладочное сообщение пользователям системы. Система передачи сообщений отправляет информацию подсистемам, пользователям и другим. Информация может прерывать или может не прерывать операцию и может быть распределена по различным местоположениям и/или пользователям по всей системе. Система предупреждений может быть использована для отправки сообщений об ошибках и предупреждений в различные пункты и/или пользователям по всей системе. В некоторых случаях предупреждающие сообщения могут прерывать процесс и отображать уведомление.
Компонент управления пользовательским интерфейсом создает элементы пользовательского интерфейса для отображения. Компонент управления пользовательским интерфейсом определяет пользовательские экраны ввода, такие как элементы меню, контекстные меню, тулбары и окна настроек. Управление пользователями может быть также использовано для поддержки событий, относящихся к этим пользовательским экранам ввода.
Модуль 542 обработки используется для анализа данных и генерации выходных данных. Модуль 542 обработки включает в себя компонент управления траекторией.
Компонент управления траекторией обслуживает случай, когда входная информация о траектории показывает специальную ситуацию или требует специального обслуживания. Компонент управления траекторией может таким образом обслуживать ситуации, где данные относятся к глубинам, которые не строго увеличиваются, или данные показывают, что должен быть создан боковой ствол скважины. Например, когда образец получен с измеренной глубиной, меньшей, чем глубина скважины, модуль управления траекторией определяет, как обрабатывать данные. Модуль управления траекторией может игнорировать все входящие точки съемки до тех пор, пока измеренная глубина (MD) не превысит предыдущую MD по траектории скважины, объединять все входящие точки съемки ниже определенной глубины с существующими образцами на траектории, игнорировать точки над заданной глубиной, удалять существующие данные о траектории и заменять их новыми точками съемки, которые начинаются с входной точкой съемки, создавать новую скважину и присваивать ее траекторию входящим данным, добавлять входящие данные к этой новой скважине и запрашивать пользователя о каждой неправильной точке. Все эти дополнения могут быть выполнены в комбинациях и могут быть автоматизированы или устанавливаться вручную.
Хранилище 534 данных хранит данные для блока 548 моделирования. Данные предпочтительно хранятся в формате, подходящем для использования в режиме реального времени. Данные передаются в хранилище 534 данных из компонента обработки. Они могут существовать в файловой системе (например, в файле формата XML) или в базе данных. Система определяет, какое хранилище является наиболее подходящим для использования для заданной части данных, и сохраняет данные в нем таким способом, который позволяет осуществлять автоматическое перемещение данных через оставшуюся систему беспрепятственным и интегрированным способом. Это также облегчает ручные и автоматизированные процессы, такие как моделирование, геологическое и геофизическое, на основании существующих данных.
Блок 536 визуализации обеспечивает один или более дисплеев для визуализации данных. Блок 536 визуализации может содержать 3-х мерное изображение, изображение сечения скважины и другие изображения по необходимости. Блок 536 визуализации может избирательно отображать любую комбинацию из одного или более изображений. Изображения могут быть или могут не быть синхронизированы друг с другом во время отображения. Блок отображения предпочтительно снабжен механизмами для активирования различных изображений или других функций в системе.
Несмотря на то что изображены и/или описаны конкретные компоненты для использования в модулях инструмента 508 для моделирования, следует понимать, что различные компоненты с различными функциями могут быть использованы для обеспечения функций форматирования, обработки, обслуживания и координирования, необходимых для обеспечения обработки в режиме реального времени в инструменте 508 для моделирования. Компоненты и/или модули могут иметь комбинированную функциональность.
Блок 548 для моделирования выполняет ключевые функции моделирования для генерации сложных выходных данных месторождения. Блок 548 для моделирования может быть обычным инструментом для моделирования, способным выполнять функции моделирования, такие как генерация, анализ и управление моделями геологической среды. Модели геологической среды обычно содержат данные разведки и добычи, такие как показанные на Фиг.1. Следует понимать, что специалисты в данной области техники легко увидят другие варианты осуществления и изменения, которые можно сделать без выхода за объем изобретения.
Фиг.6 иллюстрирует пример проекта строительства и/или бурения нефтяной скважины, где поддержка удаленных операций обеспечивается в соответствии с предшествующим уровнем техники. Буровая площадка 610 является буровой площадкой, такой как буровая площадка на Фиг.4, и может быть морской буровой площадкой. Набор различных типов данных и специфических для площадки решений имеет место на буровой площадке 610. Для выполнения сбора этих данных и действий по принятию решения определенные члены проектной команды находятся на буровой площадке 610.
Центр 620 поддержки операций обычно расположен за пределами буровой площадки 610. Другие члены проектной команды в центре 620 поддержки операций обеспечивают поддержку операций, состоящих из мониторинга, проведения технического анализа, принятия стратегических решений, влияющих на весь буровой процесс, осуществляемый на буровой площадке 610, но не ограничиваясь ими.
Линия 630 связи обеспечивает соединение и передачу данных между буровой площадкой 610 и центром 620 поддержки операций. Соединение и передача данных, обеспечиваемые линией 630 связи между буровой площадкой 610 и центром 620 поддержки операций обычно реализуется через стандартную проводную и/или беспроводную линию связи, которая может быть спутниковой линией связи, но не ограничена ею.
Разные иллюстративные варианты осуществления подтверждают, что в схеме на Фиг.6 члены команды на буровой площадке 610 и члены команды в центре 620 поддержки операций расположены раздельно, но нуждаются в возможности тесно взаимодействовать и работать вместе эффективно, особенно в высокотехнологичных проектах разработки. Однако применение инфраструктуры обычных информационных технологий в проектах строительства и/или бурения нефтяной скважины может вызвать специальные проблемы, которые иначе не возникают или являются менее значимыми в обычной офисной среде. Дополнительные трудности возникают при получении дополнительных измерений (в частности, наземных измерений), и прогнозирующие модели все больше и больше используются вместе с более полным мониторингом работ на буровой установке, более высокой степенью автоматизации буровой установки, меньшим количеством людей на буровой площадке и большей удаленной поддержкой как от обслуживающих компаний, так и от компаний-операторов. Разные иллюстративные варианты осуществления подтверждают, что инфраструктура на Фиг.6 не способна обеспечить требуемую инфраструктуру для облегчения эффективного совместного использования данных между членами проектной команды в проекте строительства и/или бурения нефтяной скважины.
На Фиг.7 показана общая схема инфраструктуры для совместной работы при строительстве и/или бурении нефтяной скважины в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Инфраструктура соединяет членов проектной команды на буровой площадке 710, которая может быть буровой площадкой 400 на Фиг.4, с членами проектной команды в офисе 712. Офис 712 является пунктом, расположенным удаленно по отношению к буровой площадке 710. Офис 712 может быть реальной офисной структурой; однако офис 712 не ограничен такой структурой. Офис 712 может быть любым пунктом, удаленным от буровой площадки 710, способным обеспечивать поддержку операций для бурового процесса, который осуществляется на буровой площадке 710. Поддержка операций может включать в себя мониторинг, проведение технического анализа, принятие стратегических решений, влияющих на весь буровой процесс, осуществляемый на буровой площадке 710, но не ограничиваясь ими.
Инфраструктура на Фиг.7 позволяет членам проектной команды на буровой площадке 710 обеспечивать связь и обмениваться данными с членами проектной команды в офисе 712. Данные 714 собирают из многочисленных источников на буровой площадке 710 с помощью сервера 716 агрегации данных, который надежно хранит данные. Данные 714 могут включать в себя, но не ограничиваться ими, данные газового каротажа, данные каротажа во время бурения, данные мониторинга во время бурения, данные датчика буровой установки и другие данные, которые могут быть собраны на буровой установке. Сервер 716 агрегации данных, который может включать в себя множество серверов для формирования набора серверов агрегации данных, подсоединен к свитчу 718 и роутеру 720. Вместе свитч 718 и роутер 720 обеспечивают сеть для сбора и доступа к данным на буровой площадке 710. Сеть, обеспеченная свитчом 718 и роутером 720, может быть любой подходящей сетью, известной специалистам в данной области техники, и может включать в себя проводную или беспроводную локальную сеть 722. Локальная сеть 722, в свою очередь, подсоединена к внешней сети 724, такой как Интернет, посредством линии 728 связи, которая может быть спутниковой линией связи. Региональный хаб 726 (повторитель) может обеспечивать линию связи между различными буровыми площадками. Члены проектной команды в офисе 712 могут подсоединяться к серверу 716 агрегации данных через внешнюю сеть 724 для доступа к данным 714 на сервере 716 агрегации данных.
Офис 712 может включать в себя центр поддержки операций, такой как центр 620 поддержки операций на Фиг.6. Центр поддержки операций может быть создан в заранее определенной области офиса 712 для обеспечения пространства и компьютерного оборудования для работы членов проектной команды. Члены проектной команды в офисе 712 выполняют разные действия в центре поддержки операций для поддержки членов проектной команды на буровой площадке 710.
В типичной схеме инженеры технического контроля в офисе 712 обеспечены техническим контролем в режиме реального времени различных действий, имеющих место на буровой площадке 710. Технический контроль может проводиться с использованием программного обеспечения 730 для технического контроля в режиме реального времени, выполняющегося в системе 732 обработки данных в центре поддержки операций в офисе 712 и на буровой площадке 710. Объекты инфраструктуры для совместной работы, показанные на Фиг.7, позволяют осуществлять более тесную совместную работы между членами проектной команды на буровой площадке 710 и членами проектной команды в офисе 712.
На Фиг.8 показана общая схема для множества инфраструктур для совместной работы на буровых площадках в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Буровые площадки 810, 812 и 814 могут быть буровыми площадками, такими как буровая площадка 710 (Фиг.7). Репликация инфраструктур для совместной работы на множестве буровых площадок на данном месторождении позволяет осуществлять удаленную поддержку множества буровых площадок из единого центра поддержки операций, такого как центр поддержки операций в офисе 712 (Фиг.7). Члены проектной команды на различных буровых площадках 810, 812, и 814 (фиг.8) могут работать вместе, используя инфраструктуру для совместной работы для управления всем буровым процессом для всего промыслового ресурса, обеспечивая тем самым огромный потенциал увеличения эффективности по всему ресурсу.
Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы иллюстративных вариантов осуществления могут быть использованы вне зависимости от того, пробурены ли скважины в низкозатратной наземной среде с высокой производительностью или в высокозатратной среде с низкой производительностью, такой как морская среда. Несмотря на то что буровые проекты обычно являются частью территориально распределенной «виртуальной» команды, иллюстративная инфраструктура для совместной работы облегчает взаимодействие между различным вовлеченным персоналом, включающим в себя команду управления ресурсом в офисе 816, начальника участка на буровых площадках 810, 812, и 814, буровых подрядчиков и других поставщиков на буровых площадках 810, 812, и 814 и инженеров и вспомогательный персонал, расположенных в обоих местоположениях. В предпочтительных вариантах осуществления инфраструктура для совместной работы осуществляет связь между буровыми площадками 810, 812, 814 и офисом 816 посредством регионального хаба 818, который может быть региональным хабом 726 на Фиг.7. Инфраструктура для совместной работы использует компоненты корпоративного класса в соединении с процессами и вспомогательными учреждениями, соответствующими задачам и трудностям условий в нефтяной скважине.
В общем, способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы иллюстративного варианта осуществления обеспечивает надежное поддерживаемое управляемое решение с эффективным глобальным доступом к данным и сервисами резервного копирования и восстановления для всех данных.
Инфраструктура для совместной работы на буровых площадках 810, 812 и 814 агрегирует данные из различных информационных источников в агрегированные данные 820, 822 и 824. Эти источники могут включать в себя, но не ограничены ими, информацию от бурового подрядчика, данные контролера бурового раствора, данные измерений во время бурения, данные каротажа во время бурения, информацию, полученную от начальника участка, данные мониторинга порового давления, информацию об оптимизации бурения, и эпизодические данные, такие как данные приборов на кабеле, данные о цементировании и данные испытаний буровой колонны.
Инфраструктура для совместной работы также предпочтительно обеспечивает доступ в режиме реального времени к агрегированным данным 820, 822 и 824 команде совместной работы независимо от того, находятся они на буровых площадках 810, 812, и 814 или в офисе 816. Агрегированные данные 820, 822 и 824 могут быть доступны в режиме реального времени для процессов, таких как веб-ориентированные программы просмотра, интерактивные программы просмотра, импорт в аналитические приложения и ручной доступ.
Инфраструктура для совместной работы может также облегчать соединение между работающими совместно членами проектной команды на подобных или идентичных площадках, как между членами команды одной буровой площадки, такой как буровые площадки 810, 812 и 814. Инфраструктура для совместной работы тем самым может обеспечивать набор приложений и/или функций, таких как, например, приложения электронного чата, приложения мгновенных сообщений, анализ совместно используемых данных, факсимильная связь, отчетность, электронная почта и IP-телефония. Инфраструктура для совместной работы может дополнительно обеспечивать другие приложения, такие как, но не ограниченные ими, проводные и/или беспроводные локальные сети, видеонаблюдение, факсимильный прием и передача, доступ к частным сетям, соединение с подсетями, изображения опасной зоны и другие изображения в режиме реального времени, интеграция персональных цифровых помощников, удаленное администрирование, удаленный мониторинг и поддержка.
Инфраструктура для совместной работы также обеспечивает различные элементы безопасности для ограничения доступа к агрегированным данным 820, 822 и 824. Различные элементы безопасности в одном иллюстративном варианте осуществления могут включать в себя, но не ограничены ими, файрвол (защитную систему), управление обновлениями системы безопасности, персонифицированный контроль доступа, сертификацию опасных зон, выделение полосы пропускания и качество обслуживания (QoS), а также возможность отслеживать опасные действия.
В офисе 816 инфраструктура для совместной работы на Фиг.8 предпочтительно обеспечивает гибкое размещение внутри и снаружи корпоративной сети (т. е. размещение), простую интеграцию с существующей инфраструктурой компании, доступ к множеству буровых площадок 810, 812 и 814 при необходимости, достаточную область просмотра и изображений в режиме реального времени, быстрое внедрение агрегированных данных 820, 822 и 824 и простое переключение контекста. Инфраструктура для совместной работы на Фиг.8 также предпочтительно обеспечивает доступ в режиме реального времени к агрегированным данным 820, 822 и 824 для удаленной команды в офисе 816. Доступ в режиме реального времени к агрегированным данным 820, 822 и 824 может включать в себя, но не ограничен ими, веб-ориентированные программы просмотра, интерактивные программы просмотра, импорт в аналитические приложения и ручной доступ. Взаимная коммуникация между удаленным членами проектной команды в офисе 816 также предпочтительно обеспечена и включает в себя чат, обмен мгновенными сообщениями, анализ совместно используемых данных, факсимильную связь, отчетность, электронную почту и IP-телефонию. Другие сервисы, обеспечиваемые инфраструктурой для совместной работы, могут включать в себя проводные и/или беспроводные локальные сети, видеомониторинг, персональные цифровые помощники, гибкое администрирование (удаленное/локальное) и гибкий мониторинг и поддержку (удаленную/локальную). Что касается безопасности, то инфраструктура для совместной работы предпочтительно обеспечивает файрвол, управление обновлениями системы безопасности, контроль доступа, сертификацию опасных зон, выделение полосы пропускания и качество обслуживания (QoS) и может легко приспосабливаться к клиентской среде.
Многие из упомянутых выше признаков могут поставляться с использованием оборудования для малого офиса/домашнего офиса (SOHO), практически не требующего управления или конфигурации. Однако для обеспечения надежной управляемой и развиваемой локальной сети, которая может обеспечивать требуемые признаки, методы, система и устройства инфраструктуры для совместной работы иллюстративного варианта осуществления используют роутер и свитч корпоративного класса.
Что касается агрегации агрегированных данных 820, 822 и 824 и доступа к ним в офисе 816, то, несмотря на существование множества возможных инфраструктурных решений для агрегации данных, один иллюстративный вариант осуществления использует серверы 826, 828 и 830 агрегации данных на отдельных буровых площадках 810, 812 и 814. Расположение серверов 826, 828 и 830 агрегации данных на отдельных буровых площадках 810, 812 и 814 обеспечивает преимущества, которые перевешивают большинство логистических проблем. Например, серверы 826, 828 и 830 агрегации данных на буровой площадке обеспечивают интерфейс к различным системам поставщиков на буровой площадке и также обеспечивают локальный доступ к агрегированным данным 820. Расположение серверов 826, 828 и 830 агрегации данных на буровой площадке исключает потенциальный трафик по линии связи, такой как линия 728 связи (Фиг.7) с буровой площадки в офис 816. Если бы серверы 826, 828 и 830 агрегации данных были расположены удаленно от буровой площадки, как офис 816, члены проектной команды на буровой площадке 810 должны были бы осуществлять доступ к серверам агрегации данных 826, 828 и 830 по относительно дефицитной и дорогой полосе пропускания линии связи, такой как линия 728 связи (Фиг.7).
Серверы 826, 828 и 830 агрегации данных агрегируют данные вместе для создания агрегированных данных 820 таким образом, что агрегированные данные 820 могут просматриваться и анализироваться с использованием соответствующего набора инструментов. То есть агрегированные данные 820 не ограничены строго встроенными инструментами и программными средами, поставляемыми различными поставщиками.
Серверы 826, 828 и 830 агрегации данных преобразуют агрегированные данные 820, 822 и 824 в подходящий и независимый от поставщика формат предоставления данных. При использовании серверов 826, 828 и 830 агрегации данных для агрегации данных в стандартное хранилище со стандартным набором аналитических инструментов ценность данных немедленно возрастает. Время, которое раньше тратилось на анализ данных, в котором данные могли быть подготовлены и преобразованы в подходящий формат, исключается. Таким образом, все данные, собранные на буровых площадках 810, 812 и 814, могут быть использованы. С различными вариантами осуществления данные не просто удаляются вследствие сложности изучения различных инструментов от каждого поставщика или для каждого типа данных.
Вследствие ограничения передачи агрегированных данных 820, 822 и 824 нагрузка на линию связи, такую как линия 728 связи на Фиг.7, может быть уменьшена. Например, если интегрированные данные 820, 822 и 824 строго собираются на буровой площадке и сохраняются на буровых площадках 810, 812 и 814, то удаленные пользователи в офисе 816 должны осуществлять доступ к агрегированным данным 820, 822 и 824 через полосу пропускания спутникового соединения с буровой площадкой с высокой задержкой и потенциальным дефицитом, такого как линия 728 связи (Фиг.7). Наоборот, если агрегированные данные 820, 822 и 824 только хранятся на берегу, например в офисе 816, пользователи на буровых площадках 810, 812 и 814 должны извлекать агрегированные данные 820, 822 и 824 из наземного местоположения для их эффективного использования. Расположение серверов 826, 828 и 830 агрегации данных на буровых площадках 810, 812 и 814 позволяет осуществлять контролируемый и облегченный доступ к агрегированным данным 820, 822 и 824. В одном иллюстративном варианте осуществления данные для формирования агрегированных данных 820, 822 и 824 могут быть собраны на сервер агрегации данных на буровой площадке и переданы удаленной команде в офис 816 только один раз для хранения в локальном хранилище 832. Пользователи на буровых площадках 810, 812 и 814 могут осуществлять доступ к агрегированным данным 820 в режиме реального времени локально на сервере 826 агрегированных данных, и наземные пользователи могут осуществлять доступ к агрегированным данным 820 из локального хранилища 832 в офисе 816, минимизируя таким образом трафик по спутниковой линии связи, такой как линия 728 связи (Фиг.7), или другие соединения с буровой площадкой. Локальное хранилище 832 является носителем хранения данных, которое локально хранит зеркальную копию данных, которые хранятся на сервере 826 агрегации данных. Локальное хранилище 832 может быть любым хранилищем постоянного или непостоянного типа, таким как, но не ограничиваясь ими, например, магнитная память, такая как жесткие диски, сменные диски, оптическое хранилище, такое как CD-ROM и DVD-ROM, а также хранилище полупроводникового типа, такого как микросхемы памяти с произвольным доступом, микросхемы памяти только для чтения и флэш-памяти. Это раздельное хранение агрегированных данных 820 помогает избежать конкуренции за соединение и полосу пропускания между офисом 816 и буровыми площадками 810, 812 и 814.
Составление данных с буровых площадок 810, 812 и 814 в агрегированные данные 820, 822 и 824 требует сбора данных от различных поставщиков и систем и использования различных стандартов совместного использования данных, доступных для буровых площадок. В одном иллюстративном варианте осуществления инфраструктура для совместной работы с данными на Фиг.8 принимает данные в стандартном формате данных. Стандартный формат данных может быть, например, но не ограничен ими, форматом стандарта передачи информации буровой площадки (WITS), WITSML-форматом или форматом языка разметки, основанным на развитии формата стандарта передачи информации буровой площадки.
В одном иллюстративном варианте осуществления сервер 826 агрегации данных включает в себя стандартный квалификационный процесс 830 для новых поставщиков. Стандартный квалификационный процесс 830 является программным процессом, который сопоставляет ранее собранные образцы данных стандарта передачи информации буровой площадки со связанными описаниями данных. После сопоставления данных сопоставленные данные хранятся в базе знаний, так что данные от этого поставщика могут быть получены и поняты в любом месте. Сопоставленные данные, полученные из стандартного квалификационного процесса 830, могут быть переданы между буровыми площадками 810, 812 и 814 и офисом 816 для расширения понимания полученных данных.
На Фиг.9 показана примерная сеть, которая может быть использована в инфраструктуре для совместной работы в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Сеть 900 на Фиг.9 является сетью между различными компонентами инфраструктуры для совместной работы на Фиг.6-Фиг.8.
IP-телефония является возможной с помощью проводных IP-телефонов 910-912 и беспроводных IP-телефонов 914. IP-телефоны 910-912 подсоединены к роутеру 916 корпоративного класса. Роутер 916 корпоративного класса обеспечивает доступ с IP-телефонов 910-912 и других сетевых устройств к внешним серверам IP-телефонии. Роутер 916 корпоративного класса также может обеспечивать доступ к внешнему сервису обмена, внешнему офису обмена или локальному обмену для осуществления телефонной связи с буровой площадкой. Беспроводной IP-телефон 914 подсоединен к хабу 918 беспроводным способом. Хаб 918 подсоединен к свитчу 920 корпоративного класса. Свитч 920 корпоративного класса подсоединен к роутеру 916 корпоративного класса.
Контроллер 922 беспроводной локальной сети корпоративного класса (контроллер локальной сети) также подсоединен к свитчу 920 корпоративного класса. Контроллер 922 беспроводной локальной сети корпоративного класса обеспечивает буровую площадку общесистемными функциями беспроводной локальной сети, такой как, например, но ограниченной ими, политика безопасности, предотвращение проникновения, радиочастотное управление, качество обслуживания (QoS) и мобильность. Пользователи могут осуществлять беспроводное подсоединение к сети на Фиг.9 посредством использования персонального цифрового помощника 936 или через беспроводную Ethernet-карту, установленную в системе обработки данных.
Сеть на Фиг.9 может также соединять с различными терминалами, выполняющими частные или публичные программные системы для мониторинга данных с буровой площадки или предсказательные операции операций буровой площадки на основании агрегированных данных. Терминалы также могут быть снабжены подключением к различным публичным и частным сетям. Эти терминалы могут включать в себя, но не ограничены ими, терминал 924 InterACT™, терминал 926 управления процессом с опасным материалом, терминал 928 PTK локального просмотра, терминал 930 siNET и интернет-терминал 932. Администратор площадки может подсоединяться к инфраструктуре с использованием терминала 934 административного доступа.
В некоторых вариантах осуществления для выполнения доступа к данным и сервисам буровой площадки, доступа к внешнему подключению и использования глобальных ресурсов для улучшения производительности команды пользователи на буровой площадке сегментируются согласно их потребностям, и доступ к ресурсам ограничивается до тех пор, пока доступ не понадобится и не будет одобрен. Это может быть достигнуто путем категоризации пользователей согласно их потребностям и правам и затем использованием виртуальных локальных сетей (VLAN) для размещения и ограничения каждой группы. Например, одна группа пользователей может нуждаться в доступе к данным на буровой площадке и другим пользователям на буровой площадке и не нуждается или не хочет иметь доступ к Интернету из соображений безопасности («пользователи с доступом к буровой площадке»). Другой группе пользователей может требоваться доступ в Интернет, но не требоваться или быть неразрешенным доступ к ресурсам на буровой площадке («пользователи с доступом к Интернету»). Еще одна группа пользователей может иметь необходимость в доступе к Интернету, а также к ресурсам на буровой площадке («пользователи с полным доступом»).
Для размещения упомянутых выше групп пользователей могут быть установлены проводные виртуальные локальные сети для каждой группы пользователей для обеспечения определенных целей доступа. Например, первая виртуальная локальная сеть может быть установлена для пользователей с «доступом к буровой площадке» и будет соединять определенные порты на свитче, помеченные «доступ к буровой площадке» конкретным портом на буровой площадке, помеченным «сервер буровой площадки». Может быть установлена вторая виртуальная локальная сеть для пользователей с доступом к Интернету, которая соединяет другие определенные порты на свитче с роутером и с внешним соединением с Интернетом. Далее, может быть установлена третья виртуальная локальная сеть, которая соединяет еще другие порты на свитче и с сервером буровой площадки, и с портами роутера. Определенные цели доступа могут быть реализованы путем ограничения физического доступа к свитчу. Физический доступ к свитчу может контролироваться путем подключения пользователей к конкретным портам, назначенным их уровню возможностей.
Для беспроводной локальной сети создается подобная схема сети за исключением того, что вместо портов на свитче пользователи выбирают разрешенную им сеть с помощью уникальной входной идентификации. Каждая уникальная входная идентификация связана с виртуальной локальной сетью, подсоединяющей к конкретным разрешенным ресурсам. Входная идентификация может быть связана с подключением к виртуальным локальным сетям, использующим любые известные структуры, данные и способы. Например, члены команды, принадлежащие к группе доступа к буровой установке, будут иметь первый уровень доступа, который позволяет осуществлять соединение с сетью доступа к буровой площадке. Члены команды, принадлежащие к группе доступа к Интернету, будут иметь второй уровень доступа, который позволяет осуществлять соединение с сетью доступа к Интернету. Каждый отдельный уровень доступа является авторизацией для использования или доступа к различным системам и компонентам инфраструктуры. Члены команды, которые имеют полный доступ, будут иметь третий уровень доступа, который позволяет подсоединение к сети полного доступа. Доступ к каждой сети может контролироваться через пароли или с помощью связи уникальной входной идентификации с определенным уровнем доступа.
В дополнение к стандартным виртуальным локальным сетям для контроля доступа структура сети на Фиг.9 может соединяться с выделенными подсетями, установленными на буровой площадке для различных поставщиков. Различные системы обработки данных, собирающие данные во время газового каротажа, могут быть соединены вместе в простую локальную сеть. Путем создания виртуальной локальной сети, выделенной для доставки данных от этих систем обработки данных, выполняющих газовый каротаж, к локальной сети доступа к буровой площадке можно ограничить трафик только через сеть газового каротажа только трафиком, необходимым для соединения с системами обработки данных газового каротажа. В качестве альтернативы, вторая сетевая карта, имеющая свой собственный ip-адрес, может быть вставлена для соединения подсети газового каротажа к локальной сети доступа к буровой площадке. Однако такое решение будет требовать дополнительного оборудования и конфигурации одной из систем обработки данных газового каротажа и дополнительно создаст риск подвергнуть эти системы обработки данных газового каротажа доступу извне и вирусам.
Сеть на Фиг.9 управляет использованием дефицитных ресурсов полосы пропускания, таких как внешнее соединение с Интернетом, для приоритизации трафика в этом соединении. Сеть на Фиг.9 может давать приоритет по полосе пропускания доставке критичных данных, которая является основной причиной, чтобы иметь внешний доступ. Критичные данные являются данными, которые являются критичными для буровых операций, которые являются недоступными из других мест, таких как офис 816 (Фиг.8). Доставка критичных данных наряду с голосовой связью обеспечена, по меньшей мере, минимальной определенной выделенной полосой пропускания. Когда бы не использовались доставка критичных данных или голосовая связь, им будет гарантирована, по меньшей мере, минимальная определенная выделенная полоса пропускания. Выделение полосы пропускания может быть выполнено такими способами, как, например, но не ограничены ими, использование качества обслуживания и фильтрации полосы пропускания на роутере. Дополнительно, роутер может также осуществлять мониторинг использования полосы пропускания для определения, какой процесс или пользователь использует доступную полосу пропускания.
В основном, способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы иллюстративных вариантов осуществления гарантируют беспроводное соединение вокруг области, где расположен стеллаж с оборудованием, и на рабочей площадке буровой вышки. Если требуется полное покрытие на буровой площадке, выполняется обследование площадки для проектирования размещения, количества и типа точек доступа и антенн, необходимых для полного покрытия. Точки доступа могут быть размещены на буровой площадке с проводным подсоединением каждой свитчу. Эти точки доступа могут запитываться локально от электрической розетки рядом с местом, где они смонтированы, или по Ethernet через кабель, подсоединяющий их к свитчу. Вместо подсоединения каждой точки доступа кабелем к свитчу точки доступа могут быть размещены в виде сетки или сот, где первая точка доступа подсоединена кабелем к свитчу, вторая точка доступа имеет беспроводное подсоединение к первой точке доступа, а третья имеет беспроводное соединение со второй и так далее. Некоторые сотовые точки доступа имеют один радиоканал, так что, когда они размещаются в виде сот, они могут работать только в полудуплексном режиме (т.е. они могут только принимать или передавать в любой данный момент времени, но не одновременно). Некоторые точки доступа имеют два радиоканала, так что они могут работать в полнодуплексном режиме и передавать и принимать одновременно. Для обеспечения хорошего качества IP-телефонии через беспроводную локальную сеть способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения используют точки доступа с двумя радиоканалами или точки доступа, которые также могут быть подсоединены кабелем к свитчу. Сотовые точки доступа, работающие в полудуплексном режиме, могут не давать необходимое качество обслуживания для хорошего качества голоса.
Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения могут также поддерживать видеонаблюдение на буровой площадке через видеокамеры, включающие в себя беспроводные видеокамеры, сертифицированные для опасных зон. Выход из этих камер может быть настроен для доступной полосы пропускания и требований приложений. Размер картинки, разрешение и частота обновлений могут быть уменьшены для приспособления к доступной полосе пропускания для передачи и хранения.
Поскольку пользователь имеет доступ в Интернет, они могут свободно устанавливать клиент-ориентированные сессии виртуальных частных сетей со шлюзами виртуальных частных сетей для осуществления доступа к частным сетям их компаний. Каждый пользователь может безопасно подсоединиться к внутренней сети его компании. В дополнение, может быть подсоединена роутер-ориентированная виртуальная частная сеть, которая будет более постоянной и может позволить подсоединяться конкретным подсетям на буровой площадке, как будто они были подсоединены в их частные сети.
Что касается IP-телефонии, то сегодня существует много путей для реализации IP-телефонии, которые обеспечивают различные уровни надежности, чистоты и гибкости. Каждый уровень обслуживания может иметь применение в конкретных ситуациях. Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения являются достаточно гибкими, чтобы поддерживать их все в подходящих ситуациях, как описано ниже.
Самый нижний уровень IP-телефонии позволяет устанавливать соединение от компьютера к компьютеру с использованием микрофона и звуковой карты в компьютере. Эта возможность является обычно доступной для свободного использования в программе «Net Meeting» или в одном из нескольких доступных свободных сервисов IP-телефонии. Этот уровень может быть работоспособным, если имеются неплохие наушники и микрофон, но качество при этом обычно не очень хорошее.
Следующим уровнем является платный сервис, где пользователь может подсоединять свой компьютер к телефону, используя шлюз, который подсоединяется к Интернету, к публичной коммутируемой телефонной сети. Это обеспечивает дополнительные возможности, однако качество все еще зависит от качества сетевого соединения.
Третий уровень IP-телефонии использует аналоговый телефон, подсоединенный к роутеру, и диспетчер вызовов удаленно маршрутизирует вызовы из сети в публичную коммутируемую телефонную сеть. Для подсоединения телефона к роутеру необходима специальная карта, которая выполняет аналогово-цифровое преобразование, а также роутер должен иметь достаточную процессорную мощность для сжатия и подготовки больших объемов цифровой информации для передачи. Если поставщик внешнего соединения для буровой площадки предоставляет диспетчер вызовов, то также предоставляется линия от буровой площадки к хабу и может быть предоставлен шлюз вызовов на хабе, который соединяет с телефонной сетью. В этом случае поставщик услуги контролирует весь путь от буровой площадки до телефонной сети и может устанавливать приоритет для голосового трафика для обеспечения высокого качества голоса. Надежность голоса в этой конфигурации будет гораздо лучшей, чем в предыдущих случаях, но, конечно, будет еще ограничена полосой пропускания, задержкой и качеством удаленного сетевого соединения. Главным преимуществом этой конфигурации является то, что решение может поддерживать факс, который до сих пор является очень популярным способом передачи изображений и документов.
И, наконец, наивысший уровень качества услуги IP-телефонии включает в себя использование IP-телефонов, непосредственно подсоединенных к локальной сети буровой площадки. Этот уровень требует использования более дорогих цифровых IP-телефонов, подсоединенных непосредственно к сети. Эти телефоны может быть трудно достать в случае выхода из строя или поломки телефона, что является еще одним преимуществом предыдущего уровня, где аналоговый телефон может быть приобретен практически в любом магазине потребительской электроники. Этот уровень обслуживания требует удаленного диспетчера вызовов, как и третий уровень, и эта опция может быть довольно дорогим компонентом инфраструктуры. Этот уровень также может поддерживать новые WiFi IP-телефоны, которые подсоединяются к беспроводной локальной сети буровой площадки и обеспечивают мобильную связь. Однако поддержка IP-телефонии в беспроводной локальной сети зависит от того, как беспроводная локальная сеть была реализована, как обсуждалось выше. Другим соображением при принятии решения, какой уровень IP-телефонии применить, является проблема отказоустойчивости телефонов на буровой площадке во время перебоев в работе удаленного соединения. В роутере есть определенные элементы, которые могут поддерживать функции локального телефона на буровой площадке, даже если удаленный диспетчер вызовов будет недоступен. Этот элемент называется «безотказная телефонная связь удаленного узла» и является дополнительными затратами для инфраструктуры буровой площадки.
Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения также учитывают проблемы, связанные с сертификацией опасных зон. Например, что касается монтажа кабеля на буровой площадке, имеется два приемлемых способа прокладки Ethernet-кабеля на буровой площадке. Первый способ состоит в использовании экранированного и бронированного кабеля для прокладки на буровой площадке. Этот тип кабеля сертифицирован и защищен от повреждения броней. Экранирование обеспечивает защиту от помех, предотвращая ухудшение сигнала электрическими и радиочастотными помехами. Вторым приемлемым способом является использование изолирующих барьеров на каждом конце Ethernet-кабеля, который ограничивает количество энергии, которое может быть использовано при передаче сигнала. Эти барьеры доступны на рынке и должны быть использованы каждый раз, когда стандартный кабель пятой категории прокладывается по буровой площадке.
Также имеется несколько проблем с беспроводными соединениями или касающихся беспроводных соединений. Во-первых, любая беспроводная установка должна иметь возможность полного выключения во время взрывных работ, таких как перфорирование, или определенные манипуляции с прихваченными трубами. Поскольку очень трудно устранить все радиочастотные источники во время этих операций, любые меры предосторожности, которые могут быть приняты для минимизации риска, должны быть приняты. Так, например, способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения обеспечивают формальное оповещение менеджмента буровой площадки (например, начальника участка, бурового мастера и так далее), что беспроводное соединение задействовано и что необходимо его выключить во время проведения этих опасных операций.
Во-вторых, имеются связанные с опасностью проблемы, которые относятся к клиентам беспроводной сети. Эти клиенты должны быть сертифицированы, если они используются в опасных зонах. Для этих целей имеются сертифицированные для Zone 1 персональные цифровые помощники и дисплеи рабочей площадки буровой скважины. Также эти клиенты являются радиочастотными источниками, и способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения требуют их выключения во время опасных операций на буровой площадке. Так же как и сотовые телефоны выключаются во время взрывных операций, WiFi-клиенты должны быть обесточены.
Могут использоваться сертифицированные беспроводные точки доступа, которые не могут обеспечить достаточно энергии через их антенны и таким образом не могут вызвать взрыв. Подобным образом также могут быть использованы сертифицированные антенны, которые могут быть присоединены к любой точке доступа в зоне повышенного давления или безопасной зоне и затем выведены в опасную зону.
Существует много аспектов IT-безопасности, которые также принимаются во внимание способами, системами и устройствами инфраструктуры для совместной работы изобретения. Например, имеется несколько важных действий, необходимых для защиты любого сервера, подсоединенного к Интернету. Особенно это касается серверов с использованием операционных систем и инструментов компании Microsoft, но одинаково это справедливо для любого сервера. Во-первых, способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения гарантируют, что обновления системы безопасности применяются соответствующим образом. Критичные обновления системы безопасности защищают систему от уязвимостей, которые могут быть использованы злонамеренными хакерами. Обычно такие патчи выпускаются ежемесячно и должны применяться периодически. Конечно, возможно, что некоторые патчи могут привести к сбою в некотором программном обеспечении, вследствие этого необходимо проводить их тестирование до того, как они будут перенесены на эксплуатационное окружение.
Во-вторых, это защита от вирусов. Серверы на буровых площадках должны быть настроены на автоматическое обновление их файлов данных на регулярной основе и поддерживать их защиту против новых вирусов, производимых ежедневно.
В-третьх, это файрвол и защита доступа. Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения предпочтительно обеспечивают защиту файрволом с помощью внешнего устройства файрвола. Для этого роутеры корпоративного класса могут обеспечивать защиту файрволом, а также детальный контроль тех, кто может осуществлять доступ к серверу, откуда и по каким портам и сервисам. Дополнительно, в зависимости от установленной операционной системы имеются программные файрволы, которые могут обеспечить некоторую защиту от атак. Многие поставщики сервисов и поставщики удаленного подключения также могут обеспечивать «чистый» доступ в Интернет и защищать клиентов от сканирования портов и других злонамеренных действий с помощью своих собственных файрволов и систем безопасности.
Серверы на буровых площадках требуют некоторого уровня удаленного администрирования. Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения предпочтительно реализуют это администрирование через набор опций в системах компании Microsoft, включающих в себя, но не ограниченных ими, Microsoft Remote Terminal Server, NetMeeting Remote Desktop Sharing, поставляемых компанией Microsoft, Timbuktu, поставляемой компанией Netopia, Inc., RealVNC, поставляемой компанией RealVNC, Ltd, и PCAnywhere, поставляемой компанией Symantec, Corp. Любой из этих пакетов позволяет администратору осуществлять удаленное управление машиной. Каждый имеет определенную производительность и касающиеся безопасности преимущества и проблемы. В дополнение к этим пакетам администрирование может осуществляться с использованием веб-доступа к серверу. Другие действия по администрированию лучше проводить через командную строку. Все эти пакеты являются подверженными проблемам прерывания связи и иногда необходимо перезагружать сервер для очистки упавших или подвисших сервисов. Это может быть сделано через командную строку с использованием клиента telnet или ему подобного, если интерфейс Windows подвис. Существует множество коммерческих и условно-бесплатных пакетов, которые обеспечивают эти типы сервисов на компьютерах под управлением Windows. Удаленное администрирование через коммерчески доступные решения, которые могут обеспечить внеполосный доступ к серверу в случае отказа сети или при необходимости выключить или перезапустить сервер, также предусмотрены способами, системами и устройствами инфраструктуры для совместной работы изобретения.
На Фиг.10 изображена блок-схема, иллюстрирующая этапы способа для обеспечения инфраструктуры для совместной работы в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления. Процесс 1000 обеспечивает инфраструктуру на Фиг.8.
Процесс 1000 начинается со сбора множества типов данных нефтяной скважины на нефтяной буровой площадке для формирования агрегированных данных (этап 1010). Процесс 1000 затем сохраняет агрегированные данные на сервере агрегации данных на сервере агрегации данных на буровой площадке (этапа 1020).
Процесс 1000 затем сохраняет локальную копию агрегированных данных на локальном сервере в удаленном местоположении (этап 1030). Процесс 1000 затем позволяет первому пользователю на буровой площадке и второму пользователю в удаленном местоположении осуществить доступ к агрегированным данным на сервере агрегации данных с использованием стандартного формата данных (этап 1040).
Процесс 1000 позволяет пользователям в удаленном местоположении осуществлять мониторинг сбора множества типов данных нефтяной скважины в режиме реального времени из центра поддержки операций (этап 1050). Процесс 1000 позволяет пользователям в удаленном местоположении осуществлять доступ к агрегированным данным на локальном сервере (этап 1060), после чего процесс завершается.
Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения также обеспечивают мониторинг в режиме реального времени, чтобы гарантировать выявление проблем с инфраструктурой до того, как они задержат буровые операции, и для быстрого и эффективного решения проблем. Мониторинг также выполняется для обеспечения объективной оценки, обеспечивает ли инфраструктура уровни обслуживания согласно любому контракту.
В одном варианте осуществления коммерчески доступный базовый мониторинг сервера используется для обеспечения раннего обнаружения проблем, связанных с загрузкой сервера, дисковым пространством, использованием памяти или другими общими проблемами, связанными с управлением сервером. Для этого доступны коммерческие инструменты, которые могут дать раннее предупреждение о проблемах с дисковым пространством и перегрузкой процессора.
Сетевой мониторинг также выполняется для обнаружения неправильного использования сети или проблем с конфигурацией или даже сбоев оборудования, вызывающих снижение производительности. Мониторинг сети может идентифицировать узкие места или проблемы, возникающие из-за вирусов или червей или других нарушений безопасности инфраструктуры. Мониторинг беспроводной сети может обнаружить мошеннические точки доступа, неавторизированных пользователей или перебои в работе или проблемы с соединением с точкой доступа.
Способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения также выполняют мониторинг приложений для измерения общей эффективности инфраструктуры и обнаружения проблем с доставкой данных до того, как будет нанесен ущерб пользователям или приложениям.
Более того, поскольку буровые площадки работают круглосуточно, и команды должны работать вместе во время критических периодов, несмотря на время дня или ночи, должна иметь место надежная структура поддержки. Для этого способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения также обеспечивают круглосуточную службу поддержки, которая может принимать телефонные вызовы, вести журнал проблем в системе ведения проблем и решать проблемы или эскалировать ее на соответствующий ресурс. Подробные процедуры решения проблем, реализованные способами, системами и устройствами инфраструктуры для совместной работы изобретения, позволяют этой первой линии поддержки начать немедленно и эффективно проводить проблему к решению по необходимости.
Вторая линия поддержки включает поддержку сети и удаленного доступа или выделенного инженера, назначенного буровой площадке. Вторая линия поддержки включается, если первая линия поддержки не способна решить проблему, но можно определить, что причина в соединении. Если проблема остается нерешенной, то она эскалируется на поставщика удаленного соединения.
Удаленное соединение от буровой площадки до удаленного местоположения необходимо для взаимодействия виртуальной команды. В одном варианте осуществления способы, системы и устройства инфраструктуры для совместной работы изобретения обеспечивают это удаленное соединение через спутниковые линии связи, которые предлагают по необходимости различные объемы полосы пропускания. Эти мобильные спутниковые соединения могут обычно предоставлять доступ в Интернет или прямой доступ в частную корпоративную сеть.
В дополнение к спутнику другие решения на основе беспроводных технологий, таких как WiMax и WiFi дальнего радиуса действия, могут быть использованы для обеспечения широкополосного подключения к буровой площадке. Эти альтернативные решения имеют преимущества потенциально меньшей загрузкой полосы пропускания и большей общей пропускной способностью, а также уменьшенными задержками, вызванными дефицитом спутниковых каналов.
Несмотря на то, что изложенное выше было представлено в целях иллюстрирования, объяснения и описания определенных вариантов осуществления изобретения в конкретных подробностях, модификации и адаптации описанных способов, систем и других вариантов осуществления станут понятны специалистам в данной области техники и могут быть сделаны без выхода за объем и сущность изобретения.