DTU在石油勘探領(lǐng)域的應(yīng)用

一．背景
油田是一個(gè)以油氣生產(chǎn)為主，集勘探、開發(fā)、施工作業(yè)、后勤輔助生產(chǎn)、多種經(jīng)營(yíng)、社會(huì)化服務(wù)為一體的，專業(yè)門類齊全的國(guó)有特大型企業(yè)。油田的勘探、鉆井、測(cè)井、錄井等是野外作業(yè)，流動(dòng)性強(qiáng)，點(diǎn)多、分散、距離長(zhǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)與公司之間的信息交流長(zhǎng)期以來沒有好的解決方案。
本案列主要針對(duì)石油的勘探,使管理人員通過組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)在辦公室內(nèi)就以通過該系統(tǒng)隨時(shí)觀測(cè)到油井勘測(cè)狀況。系統(tǒng)可以通過圖形的方式直觀的將勘測(cè)數(shù)據(jù)顯示給相關(guān)工作人員，并提供了大量的表格和數(shù)據(jù)分析控件。
由于勘探現(xiàn)場(chǎng)一般都在條件比較惡習(xí)劣的野外，因此，系統(tǒng)使用了GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)，最后經(jīng)過分析比較，使用了GPRS聯(lián)網(wǎng)模式，勘探現(xiàn)場(chǎng)可以將測(cè)量數(shù)據(jù)通過GF-2008W DTU以GPRS方式將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心。
針對(duì)于以上情況，中石油石油勘探研究院結(jié)合紫金橋軟件實(shí)施了以下方案。
二．解決方案
1．系統(tǒng)結(jié)構(gòu):
整個(gè)系統(tǒng)主要用到了，現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集卡（自制），網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備GF-2008W（GPRS DTU），GPRS Modem監(jiān)控中心配置的是PC機(jī)和“紫金橋組態(tài)軟件”。
信息采集站
信息采集站
信息采集站

1>信息采集分站:
指的是現(xiàn)場(chǎng)的某一口井。主要用到了數(shù)據(jù)采集卡(自制)，夜體探針，電阻探針,GPRS DTU等。
2>監(jiān)控中心主站:
一臺(tái)擁用Internet IP地址的PC機(jī)，并裝有“紫金橋組態(tài)軟件”等。
GPRS數(shù)據(jù)傳輸終端DTU功能介紹：
A、功能：
1. 標(biāo)準(zhǔn)的AT 命令界面,方便程序設(shè)計(jì)；
2. TCP/IP Internet 內(nèi)嵌的協(xié)議棧，輕松互連；
3. RS232接口方式，更加簡(jiǎn)便的通訊方式；
4. 可通過串口升級(jí)程序。
B、性能：
1. 使用低功耗高性能的CPU 做處理器，16位內(nèi)部數(shù)據(jù)總線，128KBSRAM，512KBFLASH，可高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)；
2. 支持全透明及幀格式數(shù)據(jù)傳輸；
3. 支持TCP、IP、PPP、ICMP、UDP、TELNET、HTTP 協(xié)議棧；
4. 一個(gè)符合ISO7816-3IC 卡標(biāo)準(zhǔn)的SIM 卡座，支持符合GSM11.11 和GSM11.10，規(guī)范SIM 卡；
5. 簡(jiǎn)化的接口設(shè)計(jì)，使用通用的232 接口和簡(jiǎn)單的AT 命令交互界面；
6. 供了更方便的電源接口，即可使用外掛電源。又可從串口直接取電；
7. 整機(jī)功耗小于3W；
8. 完善了GPRS 網(wǎng)絡(luò)中所出現(xiàn)的假撥號(hào)，掉線自動(dòng)重啟，遠(yuǎn)程喚醒等功能；
9. 支持遠(yuǎn)程控制及動(dòng)態(tài)域名解析；
10. 同時(shí)更具嵌入式系統(tǒng)要求，可提供內(nèi)置式模塊（不帶外殼，可通過插針與嵌入式直接系統(tǒng)相連）。
11、同時(shí)還有軟硬件雙重看門狗，在DTU不能正常工作時(shí)，能夠自動(dòng)斷電復(fù)位。
三．系統(tǒng)功能
針對(duì)于以上解決方案，系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)以下功能：
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、趨勢(shì)分析、歷史數(shù)據(jù)分析、礦化度中值處理、報(bào)表功能、動(dòng)態(tài)配置設(shè)備。
1．實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)分析
系統(tǒng)要實(shí)時(shí)采集“信息采集分站”傳送過來的數(shù)據(jù)，然后把采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，變成礦化度。還要將采集到的溫度值、電阻值、和計(jì)算后的礦公度值存入數(shù)據(jù)庫(kù)。由于系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求不是很強(qiáng)，只是要針對(duì)性的對(duì)礦化度設(shè)定值進(jìn)行處理。因此，可以用些數(shù)據(jù)通過歷史數(shù)據(jù)組件統(tǒng)一進(jìn)行歷史和實(shí)時(shí)的分析。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)歷史畫面:

2 ．趨勢(shì)分析
使用趨勢(shì)分析組件，將采集到的溫度值或電阻值，或經(jīng)過計(jì)算得到的礦化度值進(jìn)行趨勢(shì)分析。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析畫面:

3．礦化度中值處理
將設(shè)定好的注入水礦化和地表水礦化度經(jīng)過計(jì)算得到礦礦化度設(shè)定值，每當(dāng)當(dāng)前設(shè)備的礦化度達(dá)到設(shè)定值后都要進(jìn)行記錄，并要保存記錄時(shí)間，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間，求出時(shí)間差值，為了解決這個(gè)問題，采用的是將數(shù)據(jù)存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。
4．報(bào)表功能
將相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)出到表格組件，并可以將表格中的內(nèi)容輸出到Excel，以備以后分析使用。
礦化度中值處理和報(bào)表是做在一畫面中的，礦化度中值處理使用了大量的腳本。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的礦化度報(bào)表畫面:

5.動(dòng)態(tài)配置設(shè)備
由于每次測(cè)量使用的設(shè)務(wù)數(shù)不一固定，因此必須通過系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)動(dòng)態(tài)配置設(shè)備。可以通過系統(tǒng)參數(shù)據(jù)配置進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的參數(shù)配置畫面:

6.系統(tǒng)狀態(tài)顯示
要求顯示系統(tǒng)所有設(shè)備有運(yùn)行情況，系統(tǒng)支持的最大設(shè)備數(shù)據(jù)目，還有一些站點(diǎn)提示信息等。
這是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的設(shè)備信息畫面:

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的主界面:
在主界面中提供了棒圖，可以使用工作人員直觀的觀察到每口井的實(shí)時(shí)礦化度變化。

三．結(jié)論
在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，主要使用了組態(tài)軟件和GPRS無線數(shù)傳終端DTU，各井口通過DTU將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)各單井狀態(tài)的集中監(jiān)控，大大的減少了人員投入，并且方便了工作人員進(jìn)行管理，能夠及時(shí)的將測(cè)量信息發(fā)送到監(jiān)控中心，極大的提高了勘測(cè)效率，同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的投入相當(dāng)小。