Описываются
особенности реализации, технические и
информационные характеристики такой
Системы и опыт ее применения на скважинах
ООО "Буркан" (АНК "Башнефть").
Введение
Отсутствие до
настоящего времени оперативного
информационного обмена между станцией на
буровой и обрабатывающими, аналитическими
центрами верхнего уровня ограничивало
возможности оперативного прогнозирования
нештатных ситуаций на буровой и быстрого
принятия наиболее правильных, компетентных
решений.
В то же время
информационные возможности существующих
технических средств ГТИ в сочетании с
возможностями современных средств связи,
позволяют при наличии соответствующего
пакета программ создать единую
информационную систему, позволяющую без
дополнительных материальных затрат
оптимизировать производство буровых работ
как по отдельным УБР, так и по всей Нефтяной
компании.
В этой связи в
лаборатории по заказу АНК «Башнефть»
разработана Система удаленного контроля и
управления процессом строительства
скважины. Данная система позволяет
заказчику по сотовой связи или
спутниковому терминалу оперативно
связаться из центрального офиса с любой
удаленной буровой, где смонтирована
станция ГТИ, и в реальном масштабе времени
просмотреть всю текущую информацию.
В данной статье
описываются особенности реализации,
технические и информационные
характеристики данной Системы и опыт
применения на скважинах ООО «Буркан» (АНК «Башнефть).
Цели и задачи
На буровых АНК «Башнефть» для
организации сбора и передачи геолого-технологической
и геофизической информации с каждой
буровой в Центр Обработки Информации при
ОАО «Башнефтегеофизика» и в
технологические отделы УБР используются
станции ГТИ и терминалы спутниковой связи.
Накопленные данные со станций ГТИ с
определённой периодичностью передаются в
пакетном режиме в Центры Обработки
Информации для дальнейшей обработки и
анализа. Для сокращения финансовых затрат
по передаче информации используются
специальные программные средства по сжатию
передаваемой информации. По этим данным
можно с достаточной степенью достоверности
судить о процессах, происходящих на
скважине. Однако периодичность доставки
данных в центр (обычно один раз в сутки,
иногда чаще) не позволяет говорить об оперативном
централизованном контроле, поскольку
судить о процессах, происходивших на
скважине, приходится уже «постфактум».
Говорить об управлении при таком
отставании — вообще бессмысленно. В то же
время в связи с резким ужесточением
требований к качеству строительства
скважины со стороны заказчика и
расширением супервайзерской службы
возникла необходимость быстрой доставки
информации с буровой до конечного
потребителя.
Таким образом, для обеспечения
оперативного централизованного контроля
процесса бурения необходимо обеспечить
доставку данных, регистрируемых на
станциях ГТИ, в Центр в реальном времени.
Для решения данной задачи требовалось
разработать систему со следующими
ключевыми свойствами:
• способность использования
различных каналов связи, хотя из-за низкой
стоимости предпочтительнее использование
сотовой связи, а на удаленных буровых, где
отсутствует сотовая связь или она
неустойчивая, возможно применение
спутниковой связи;
• максимальное использование
аппаратно-технического и программного
обеспечения станций ГТИ, имеющегося
бурового оборудования и инфраструктуры;
• отсутствие дублирования
функций, уже имеющихся в программном
обеспечении станций ГТИ;
• полностью автоматический
режим работы системы на буровой (без
участия оператора);
• полное шифрование всего
внешнего трафика, обеспечивающее защиту от
несанкционированного доступа к
конфиденциальной информации;
• возможность одновременного
доступа к информации в Центре всего круга
пользователей, имеющих разрешение;
• низкая стоимость
дополнительного оборудования, минимальное
время монтажа и демонтажа системы, низкие
расходы по обслуживанию при эксплуатации.
Вышеперечисленные свойства
Системы должны были обеспечить возможность
ее быстрого внедрения на разных
месторождениях с минимальными доработками,
учитывающими местные условия.
Состав Системы
Система удалённого контроля и
управления процессом строительства
скважин состоит из оборудования на буровой,
выделенного сервера и клиентских мест.
Оборудование на буровой включает:
- станцию контроля параметров
бурения (полнокомплектную станцию ГТИ типа
«Геотест-5» или ее усеченный вариант «Леуза-2»);
- программу сбора и регистрации
информации («Регистрация») (уже имеется в
составе станции);
- программный модуль передачи
информации;
- сотовый модем или спутниковый
терминал.
На выделенном
сервере
устанавливается специальная программа Сервер
Подключений.
На клиентских местах
устанавливается специальная программа АРМ
Супервайзера.
Таким образом, для внедрения
системы необходимо лишь минимальное
дооборудование станций ГТИ (установка
сотового модема, антенны направленного
действия и программного модуля для
передачи данных). При этом имеющийся
операторский состав ГТИ без дополнительных
трудовых и финансовых затрат может
обслуживать данную систему.
Общее описание
системы
Общая схема системы удалённого
контроля и управления процессом
строительства скважин приведена на рис.
1.
Рис. 1. Схема
реализации системы
Центром, через
который проходят все потоки данных в
системе, является Сервер Подключений. В
качестве Сервера Подключений может
быть использован любой компьютер,
постоянно подключенный к сети Интернет и
имеющий фиксированный IP-адрес. Таким
образом, установление связи с Сервером
Подключений возможно из любого места, где
имеется доступ в интернет. Это позволяет
строить системы любой конфигурации.
В частности,
для организаций, имеющих собственную
интрасеть, разумным решением будет иметь Сервер
Подключений в этой интрасети, используя
имеющиеся аппаратные (компьютер) и людские (сетевые
администраторы) ресурсы. Организациям, не
имеющим собственной интрасети, либо просто
не желающим содержать Сервер Подключений,
можно предложить вариант с арендой сервера
у любого интернет-провайдера.
Каждая
скважина, оснащенная станцией ГТИ,
поддерживает постоянную связь с Сервером
Подключений, используя доступные в месте
её расположения каналы связи. С любого
компьютера, имеющего доступ к Серверу
Подключений, можно осуществить
подключение к данному серверу, выбрать
скважину для контроля и осуществить
наблюдение за скважиной в реальном
масштабе времени.
Использование
сети общего пользования (Интернет) для
связи буровых с Сервером Подключений
дает большие преимущества, так как
позволяет, во-первых, значительно удешевить
систему (отсутствует необходимость в
создании собственной инфраструктуры связи),
и, во-вторых, осуществлять контроль скважин,
находящихся в любом месте, и из любого места,
где имеется доступ в интернет. В результате
можно, например, контролировать ход работ
на любой из доступных скважин, находясь где-нибудь
в дороге. Для этого потребуются лишь
ноутбук, сотовый телефон и соответствующее
программное обеспечение!
Что касается
вопросов безопасности передачи
коммерческой информации через сеть общего
пользования, то они решаются полным
аппаратным шифрованием всего трафика.
Каждая буровая
оснащена спутниковым терминалом или
сотовым GPRS-модемом. Программное
обеспечение, установленное на буровой, при
запуске устанавливает соединение с Сервером
Подключений. После этого скважина
становится доступной для контроля. Никаких
действий со стороны оператора станции не
требуется - вся работа происходит
автоматически. В то время, когда ни один
супервайзер не контролирует буровую,
передача данных практически не
производится, что немаловажно с точки
зрения экономии трафика, за который
операторами спутниковой и сотовой связи
начисляется оплата. Возможность
использования различных каналов связи
позволяет построить систему с оптимальным
соотношением цены и качества.
Перед
установлением соединения супервайзер
может задать период времени, за который
будут запрошены данные со скважины (предыстория).
После установления соединения, супервайзер
получает полную картину происходящего на
скважине (рис. 2).
Рис. 2. Диаграммы
параметров скважины
Данные
обновляются с интервалом в 10 с, что
обеспечивает полноценный контроль
происходящего на скважине в реальном
времени. Можно просмотреть также
мнемосхему скважины (рис. 3).
Рис. 3.
Мнемосхема скважины
Для
оперативного воздействия на ситуацию на
скважине имеется возможность обмена
текстовыми сообщениями между
супервайзером и оператором станции ГТИ (рис.
4).
Рис. 4. Обмен
сообщениями с оператором станции ГТИ
Такой набор
возможностей системы позволяет
осуществлять полный контроль и управление
процессами, происходящими на скважинах.
Практика
применения
Данная система
была установлена на нескольких скважинах
ООО «БурКан». На буровых были смонтированы
станции «Леуза-2», которые обслуживались
операторами ГТИ. Рабочие места
супервайзера были установлены в интрасети
«Башнефть». Там же был установлен и Сервер
Подключений.
Тестовая
эксплуатация системы показала, что
эффективность и качество выполнения
буровых работ возросли. Количественные
оценки результатов применения системы
давать пока рано, но уже сам факт
возможности удалённого контроля
заставляет буровой персонал более
тщательно соблюдать технологию и избегать
непроизводительных простоев. В ближайшее
время планируется установить данную
систему на всех бурящихся скважинах АНК «Башнефть».
Заключение
Система
удалённого контроля и управления процессом
бурения предоставляет большие возможности
при строительстве скважин. С одной стороны,
данная система дисциплинирует буровую
бригаду, сводя к минимуму нарушения
технологии и отклонения от геолого-технического
наряда, резко снижаются неоправданные
простои, что приводит к улучшению технико-экономических
показателей строительства скважины. С
другой стороны, возможность непрерывного
контроля и оперативного вмешательства в
процесс бурения со стороны заказчика или
супервайзера позволяет оптимизировать
процесс бурения, избегать грубых ошибок,
приводящих к аварийным ситуациям.
ООО "Геотехсервис"