【摘要】：石油天然氣作為人類日常生活使用最頻繁的能源,其勘探開發(fā)過程極具危險性。石油鉆機作為油氣開發(fā)過程最重要的設備之一,其能否正常運行對于安全生產(chǎn)有著至關重要的意義。隨著信息化時代的到來,通過遠程實時監(jiān)測手段保證油氣開采的順利完成成為了新興課題。在石油鉆機上應用遠程監(jiān)測技術(shù),既可以為鉆機生產(chǎn)廠家提供第一手資料用于鉆機維護和保養(yǎng),又可以使油氣開發(fā)技術(shù)人員及時了解鉆機現(xiàn)場工作狀態(tài),避免事故的發(fā)生。本課題是在石油天然氣裝備教育部重點實驗室項目支持下,對鉆機參數(shù)遠程監(jiān)測系統(tǒng)進行了深入研究。首先,通過對國內(nèi)外油田遠程監(jiān)測系統(tǒng)使用情況的調(diào)研,分析了現(xiàn)有系統(tǒng)的架構(gòu)、設備組成和工作原理,并找到其中不足之處。結(jié)合當前移動互聯(lián)設備飛速普及的現(xiàn)狀,提出了基于Android和3G網(wǎng)絡技術(shù)的鉆機參數(shù)遠程監(jiān)測系統(tǒng)方案。該方案包含了鉆機現(xiàn)場端、數(shù)據(jù)庫服務器端和客戶端三部分,現(xiàn)場端進行數(shù)據(jù)采集,并依靠3G網(wǎng)絡完成數(shù)據(jù)傳輸,由數(shù)據(jù)庫服務器進行數(shù)據(jù)存儲管理,最后用戶使用基于Android開發(fā)的手機APP完成參數(shù)實時讀取。對于系統(tǒng)中使用的關鍵技術(shù)和設備,進行了詳細介紹。主要介紹的技術(shù)包括：Android系統(tǒng)、3G無線數(shù)據(jù)傳輸原理和數(shù)據(jù)推薦算法。在此基礎上,完成了系統(tǒng)的整體架構(gòu)設計,并闡述了各個模塊需要實現(xiàn)的功能。然后,提出了詳細的系統(tǒng)設計方案,并介紹了軟硬件開發(fā)平臺。硬件平臺自上而下包括了Android手機、核心服務器DellT600、3G數(shù)據(jù)傳輸模塊EM770w和現(xiàn)場端PCL西門子S7-300。軟件平臺則著重介紹了基于IDEA的Android系統(tǒng)開發(fā),并闡述了底層數(shù)據(jù)在B/S模式下的傳遞過程。為滿足系統(tǒng)性能技術(shù)指標,經(jīng)過對比選型采用Microsoft SQL Server 2012完成數(shù)據(jù)庫開發(fā),實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的建立。同時,使用Microsoft Visual Studio 2013的NET Server功能完成了對于服務器WEB服務的搭建。再從表分區(qū)優(yōu)化、數(shù)據(jù)碎片整理和SQL語句優(yōu)化三方面對數(shù)據(jù)進行了優(yōu)化操作。在系統(tǒng)性能提升方面,對PSO優(yōu)化算法和推薦算法相關知識做了闡述,分析了兩種結(jié)合PSO與數(shù)據(jù)推薦的算法,根據(jù)鉆機參數(shù)本身相關性質(zhì)提出了可以應用于本系統(tǒng)的推薦算法,并根據(jù)推薦質(zhì)量度量進行了效果對比。最后,根據(jù)系統(tǒng)對于手機端遠程數(shù)據(jù)訪問功能的要求,進行了APP的軟件開發(fā),并優(yōu)化了UI界面。最后將各部分連接后,進行了系統(tǒng)聯(lián)調(diào),可以實時獲取現(xiàn)場端鉆機各模塊工作參數(shù),并且進行了可疑數(shù)據(jù)推薦,報警功能也可以正常使用。
[Abstract]:As the most frequent source of energy for human daily life, oil and natural gas is very dangerous in the exploration and development process. As one of the most important equipments in the process of oil and gas development, the oil drilling rig is of great significance to safe production. With the arrival of information age, the successful completion of oil and gas production has become a new subject through remote real-time monitoring. The remote monitoring technology is applied to the petroleum drilling machine, the first-hand information can be provided for the drilling machine manufacturer for maintenance and maintenance of the drilling machine, and the oil and gas development technical personnel can timely know the working state of the drilling rig in time, and the occurrence of accidents is avoided. The project is supported by the key laboratory of the Ministry of Education of the Petroleum and Natural Gas, and the remote monitoring system of the drilling machine parameters is deeply studied. First of all, through the investigation of the use of remote monitoring system of oil field at home and abroad, the structure, equipment composition and working principle of the existing system are analyzed, and the deficiency is found. Based on the current situation of the rapid popularization of mobile interconnection equipment, the program of drilling rig parameter remote monitoring system based on Android and 3G network technology is put forward. The scheme comprises the field end of the drilling machine, the database server side and the client side three parts, the on-site terminal carries out data acquisition, and the data transmission is finished by the 3G network, the data storage management is carried out by the database server, and the last user uses the Android-based mobile phone APP to complete the real-time reading of the parameters. The key technologies and equipment used in the system are introduced in detail. The main technologies include: Android system, 3G wireless data transmission principle and data recommendation algorithm. On this basis, the whole architecture design of the system is completed, and the function of each module needs to be realized. Then, a detailed system design scheme is put forward, and the software and hardware development platform is introduced. The hardware platform includes the Android mobile phone, the core server DellT600, the 3G data transmission module EM770w and the on-site PCL Siemens S7-300 from top to bottom. The software platform emphatically introduces the development of the Android system based on IDEA, and expounds the transfer process of the underlying data in B/ S mode. In order to meet the system performance technical index, the database development is completed by using Microsoft SQL Server 2012, and the establishment of the database is realized. At the same time, using the Microsoft Visual Studio 2013 's NET Server feature, the construction of the server WEB service is completed. The data is optimized by the optimization of the table partition, the defragmentation of the data and the optimization of the SQL statement. in that aspect of system performance improvement, the knowledge of the PSO optimization algorithm and the recommendation algorithm is describe, the two algorithms combining the PSO and the data recommendation are analyzed, and a recommendation algorithm which can be applied to the system is proposed according to the relevant property of the parameters of the drilling machine, And the effect comparison is carried out according to the recommended quality measure. Finally, according to the requirement of the system to the remote data access function of the mobile phone, the software development of the APP is carried out, and the UI interface is optimized. And finally, after each part is connected, the system joint debugging is carried out, the working parameters of each module of the field-end drilling machine can be acquired in real time, and the suspicious data recommendation is carried out, and the alarm function can also be used normally.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE922;TP274

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本文編號：2501620