鉆井OPC一體化儀表系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、石油是重要的化石能源,鉆井是石油勘探開(kāi)發(fā)的主要手段,石油鉆井系統(tǒng)一般具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作環(huán)境多變、工況惡劣等特點(diǎn)。鉆井參數(shù)儀表是石油鉆井工程監(jiān)測(cè)鉆進(jìn)過(guò)程并進(jìn)行科學(xué)分析和決策的重要途徑,是鉆井工程的“眼睛”,它能夠?qū)崟r(shí)反映鉆井工況,是實(shí)現(xiàn)安全鉆井、優(yōu)化鉆井、平衡鉆井的重要工具。目前鉆井參數(shù)儀表正在由過(guò)去的機(jī)械、液壓儀表向數(shù)字化、智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。本文以鉆井參數(shù)儀表的發(fā)展趨勢(shì)為指導(dǎo)方向,參考當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平,圍繞新型鉆井儀表的技

2、術(shù)特點(diǎn)展開(kāi)研究工作,分三步完成了鉆井OPC一體化儀表系統(tǒng)的研發(fā)。
　　首先,在深入分析國(guó)內(nèi)外鉆井參數(shù)儀表技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,針對(duì)鉆井參數(shù)儀表系統(tǒng)的功能需求和應(yīng)用特點(diǎn),提出了基于OPC技術(shù)的鉆井一體化儀表系統(tǒng)總體體系架構(gòu):以數(shù)據(jù)采集器采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并集成PLC數(shù)據(jù)作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源,采用運(yùn)行于人機(jī)界面上的前臺(tái)系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)監(jiān)控,采用運(yùn)行于工控計(jì)算機(jī)上的后臺(tái)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、打印,采用Simatic Net OPC服務(wù)器實(shí)現(xiàn)

3、數(shù)據(jù)采集器與PLC的雙向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)交換。在確定系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上,總體規(guī)劃了鉆井一體化儀表系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及整個(gè)系統(tǒng)的軟件功能。
　　其次,對(duì)系統(tǒng)研發(fā)過(guò)程中所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,其中包括前臺(tái)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于OPC XML-DA技術(shù)的雙向數(shù)據(jù)通訊技術(shù)、基于參數(shù)索引的前臺(tái)系統(tǒng)軟件動(dòng)態(tài)配置方法以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于RS-485總線技術(shù)的數(shù)據(jù)采集方法等。針對(duì)前臺(tái)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)通訊問(wèn)題,提出以O(shè)PC XML

4、-DA技術(shù)作為兩系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸方法,以前臺(tái)系統(tǒng)作為OPC服務(wù)器,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為客戶端,實(shí)現(xiàn)兩系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換;為提高前臺(tái)系統(tǒng)的適用性,提出一種基于參數(shù)索引的前臺(tái)系統(tǒng)軟件動(dòng)態(tài)配置方法,拓展前臺(tái)系統(tǒng)的可配置功能,主要包括前臺(tái)系統(tǒng)監(jiān)控界面控件的可配置功能和配置參數(shù)的保持功能;針對(duì)鉆井現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣、工況復(fù)雜等特點(diǎn),提出采用布線簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)的RS-485總線技術(shù)來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集。
　　最后,在確定系統(tǒng)架構(gòu)以及對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)