Организация сбора технологических данных с буровой и передачи данных в централизованное хранилище | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Информатика

Опубликовано в Молодой учёный №15 (201) апрель 2018 г.

Дата публикации: 13.04.2018

Статья просмотрена: 50 раз

Библиографическое описание:

Архипов И. С. Организация сбора технологических данных с буровой и передачи данных в централизованное хранилище // Молодой ученый. — 2018. — №15. — С. 99-103. — URL https://moluch.ru/archive/201/49399/ (дата обращения: 16.11.2018).



Автоматизация технологического процесса составляет важную часть научно-технического прогресса в проведении геологоразведочных работ. Теоретические исследования в области совершенствования управления процессом бурения и его оптимизации получили новые возможности практической реализации с появлением управляющей микропроцессорной техники и созданием на ее основе систем компьютеризированного управления.

В отрасли в течение ряда лет проводятся исследования по созданию микропроцессорных систем компьютеризированного управления геолого-разведочным бурением, реализующие методы и средства универсального, многофункционального управления, способного в отличие от жестких аналоговых решений осуществлять гибкую технологию бурения.

Разнообразные образцы систем компьютеризированного управления процессом бурения разведочных скважин на твердые полезные ископаемые позволяют не только управлять процессом бурения в реальном времени по любому из известных алгоритмов, но и собирать, накапливать и обрабатывать информацию о процессе бурения, а также диагностировать работоспособность отдельных узлов и механизмов.

Компьютеризация технологических процессов на основе современной техники должна обеспечить интенсификацию производства, повышение качества и снижение себестоимости продукции.

Необходимость этого вытекает из анализа производственной деятельности геологоразведочных организаций по выполнению плановых заданий.

Телеметрия

Одновременно с развитием бурения существует тенденция повышения требований к точности попадания забоя скважин в заданную точку и к соблюдению проектного профиля скважины. В связи с этим возникает необходимость обеспечения эффективного контроля пространственного положения ствола скважины. При бурении скважин применяется комплекс маркшейдерских работ, включающий специальное оборудование, инструмент, приборы, особые технологические приемы, и связанный как с заданием направления ствола скважины, так и с постоянным контролем за положением оси ствола скважины в пространстве.

В общем случае телеметрические системы осуществляют измерение первичной скважинной информации, ее передачу по каналу связи забой — устье, прием наземным устройством, обработку и представление оператору результатов обработки. Существующие телесистемы включают следующие основные части:

– забойную аппаратуру;

– наземную аппаратуру;

– канал связи;

– технологическую оснастку (для электропроводной линии связи);

– антенну и принадлежности к ней (для электромагнитной линии связи);

– немагнитную УБТ (для телесистем с первичными преобразователями азимута с использованием магнитометров);

– забойный источник электрической энергии (для телесистем с беспроводной линией связи).

Данные от первичных преобразователей через коммутатор поступают на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), затем через кодирующее устройство (КУ), усилитель-передатчик поступают в канал связи. На поверхности закодированная различными способами информация расшифровывается в обратном порядке и поступает на системы отображения и обработки для принятия решений по технологическому режиму.

Регистрация данных телеметрии

Для регистрации данных телеметрии на буровой специалистами используется программа контроля процесса бурения «Регистрация»

Программное обеспечение информационно-измерительной системы контроля процесса бурения предназначено для сбора, хранения и обработки информации, поступающей с датчиков, расположенных на буровой. Программа обеспечивает в реальном масштабе времени следующие возможности: прием и оперативную обработку информации от датчиков технологических параметров бурения, расположенных на буровой.

В процессе регистрации данных программа выполняет следующее:

  1. Принимает «сырые» значения с технологических датчиков через УСО.
  2. Рассчитывает показания датчиков.
  3. Рассчитывает значения вычисляемых параметров (скорости, объёмы раствора, число спущенных свечей и т. д.).
  4. Автоматически определяет текущую технологическую операцию.
  5. Передаёт данные для отображения на индикаторах пульта бурильщика.
  6. Отображает полученную информацию в виде графиков и мнемосхем.
  7. Периодически сохраняет значения всех параметров в базу данных в 3-х видах файлов.
  8. Периодически сохраняет копию внутренних данных для того, чтобы в случае аварийного завершения регистрации можно было продолжить регистрацию с точки сохранения.

Трансляция данных по протоколу ТСР

Конвертор данных LeDecryptor выполняет чтение файлов данных программы «Регистрации» и выполняет отправку данных по протоколу TCP в формате WITS.

При этом LeDecryptor выполняет конвертирование параметров исходя из своих настроек.

Интерфейс основного окна представлен на (Рис 1). Окно состоит из элементов настройки и индикации работы программы. Все элементы основного окна программы объединены в логические группы — блоки.

  1. В блоке Данные станции выполняется настройка чтения данных программы «Регистрации».

Для того, чтобы выбрать место расположения данных, нужно нажать на кнопку в конце строки, появится окно с выбором нужной папки.

  1. В блоке приемник WITS указываются настройки на приемник данных WITS. Для передачи данных устанавливается, TCPClient в нем указывается IP — адрес и порт.

В блоке Сервер нужно указать настройки на службу CryptCheker.exe, которая работает на сервере, указывается порт и адрес или IP сервера

  1. Блок процесса чтения представляет информационный блок показывающий процесс чтения данных.

В Логическом блоке чтения файлов показывается процесс чтения файла в виде последовательности происходящих событий

  1. В блоке процесса отправки так же как и в информационном блоке, показывающий состояние соединения с приемником WITS и размер очереди отправки записей

C:\Users\Иван\Desktop\Безымянный2.png

Рис. 1. Основной экран программы

Формат передачи данных

WITS — это Формат, а точнее метод записи данных, разрабатывался для обмена данными между сервисными компаниями, нефтяной промышленности, задействованных при непосредственном бурении скважин. Это текстовый ASCII-формат с предопределенными типами данных. Может быть использован как протокол при различных видах передачи (например, по TCP/IP или COM).

Сеанс передачи включает в себя серию наборов данных, где набор данных представляет собой группу подобных элементов данных.

Содержание набора данных имеет следующие ограничения:

  1. Набор данных не должен иметь элементов, данных более чем из одного типа записи.
  2. Один и тот же элемент данных не должен повторяться в одном и том же наборе данных.
  3. Если это не оговорено отдельно, элемент данных с признаком отсутствия значения -9999.0 не требует отправки, если должен посылаться элемент с нулевым значением

Алгоритм решения иего описание

Для реализации передачи данных в централизованное хранилище используется специализированные компоненты платформы java EE: JMS, адаптер ресурсов.

Технология Java EE является расширением языковой платформы Java, которое позволяет создавать масштабируемые, мощные и переносимые корпоративные приложения. В ней определено несколько типов контейнеров для компонентов приложения: Enterprise JavaBean (EJB), Java Server Pages (JSP) и сервлеты (Servlets).

EJB — это основа платформы Java EE. Она определяет способ инкапсуляции логики приложений и позволяет распределить ее способом, учитывающим масштабируемость, безопасность и поддержку транзакций так, что одновременный доступ к данным не приводит к нарушению целостности данных.

JMS, Java Message Service —это протокол, обеспечивающий взаимодействия компьютеров в сети (известный также как «обмен сообщениями»). JMS предоставляет общий интерфейс для стандартных протоколов обмена сообщениями и аналогичных служб для Java-программ.

Программное обеспечение «Ригистратор» информационно-измерительной системы контроля процесса бурения предназначено для сбора, и обработки информации, поступающей с датчиков. В дальнейшем при помощи Конвертор LeDecryptor выполняет чтение файлов данных программы «Регистрации» и выполняет отправку данных по протоколу TCP в формате WITS.

Далее информация поступает на сервер приложения, где находится коннектор адаптера, который содержит EJB-Jar и RAR файлы.

EJB-Jar -файл — это обычный java-jar -файл, который содержит компонент EJB, домашний и удаленный интерфейсы, а также описатель развертывания. EJB — Enterprise JavaBeans — это высокоуровневая, базирующаяся на использовании компонентов технология создания распределенных приложений, которая использует низкоуровневый API для управления транзакциями. RAR — является коннектором для подключения к EJB-Jar.

Далее информация поступает в очередь сообщений, из очереди сообщений считывается JMS слушатель. В JMS слушателе написан алгоритм обработки WITS0 и занесение декодированной информации в базу данных

Рассмотрим информационную блок-схему последовательности действий программы при ее запуске (Рис 2).

D:\13.jpg

Рис. 2. Информационная блок-схема

Средой разработки приложения является Eclipce Juno

Eclipse — свободная интегрированная среда разработки модульных кроссплатформенных приложений.

Наиболее известные приложения на основе EclipcePlatform — различные «Eclipse IDE» для разработки ПО на множестве языков например, наиболее популярный «Java», поддерживавшийся изначально.

Eclipse служит в первую очередь платформой для разработки расширений, Eclipse JDT (JavaDevelopmentTools) — наиболее известный модуль, нацеленный на групповую разработку: среда интегрирована с системами управления. Eclipse написана на Java, потому является платформа-независимым продуктом, за исключением библиотеки SWT, которая разрабатывается для всех распространённых платформ Она полностью опирается на нижележащую платформу (операционную систему), что обеспечивает быстроту и натуральный внешний вид пользовательского интерфейса. Основой Eclipse является платформа расширенного клиента.

Гибкость Eclipse обеспечивается за счёт подключаемых модулей, благодаря чему возможна разработка не только на Java, но и на других языках, таких, как C/C++, Perl, Groovy, Ruby, Python, PHP, Erlang, Компонентного Паскаля, Zonnon, и прочих

В качестве сервера приложений используется «GlassFish»

GlassFish — это сервер приложений с открытым исходным кодом, реализующий спецификации Java EE, изначально разработанный SunMicrosystem..

В основу GlassFish легли части кода JavaSystemApplicationServer компании Sun и ORM TopLink (решение для хранения Java объектов в реляционных БД, предоставленное Oracle). В качестве сервлет-контейнера в нём используется модифицированный ApacheTomcat, дополненный компонентом Grizzly, использующим технологию Java NIO.

PostgreSQL- свободная объектно-реляционная система управления базами данных (СУБД). Использует порт 5432/tcp/udp. PostgreSQL использует только один механизм хранения данных под названием Postgresstoragesystem (система хранения Postgres), в котором транзакции и внешние ключи полностью функциональны, в отличии от MySQL, в котором InnoDB и BDB являются единственными типами таблиц, которые поддерживают транзакции.

По умолчанию PostgreSQL настроен так, что каждый локальный пользователь может подсоединиться к базе, совпадающей по названию с регистрационным именем клиента, при условии что такая база данных уже создана.

Все объекты (таблицы, индексы) базы данных в PostgreSQL хранятся в каталоге data/base/OID, т. е. названием каталога, содержащего БД, будет не имя БД (как в MySQL), а номер (OID) БД.

Литература:

  1. Eclipse Distilled Издательство “Лори”, 2013 г — 354с.
  2. Java Server Pages Библиотека профессионала: Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2010 г — 448с.
  3. Монсон Хейфел Р.Enterprise JavaBeans, 3-е издание. — Пер. с англ. — СПб: Символ — Плюс, 2011 г. — 672 с.
  4. «Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем: Учебник». А. М. Вендров. — М.: Финансы и статистика, 2012 г — 152с.
  5. Курсы Построение распределенных систем на Java А. Н. Свистунов
  6. ГОСТ Р ИСО/МЭК 15026–2002 Информационная технология. Уровни целостности систем и программных средств.
  7. ГОСТ Р ИСО/МЭК 15408–2002 Информационная технология. Методы и средства обеспечения безопасности. Критерии оценки безопасности информационных технологи
Основные термины (генерируются автоматически): WITS, JMS, EJB, TCP, процесс бурения, RAR, OID, баз данных, канал связи, набор данных.


Похожие статьи

Сравнение некоторых модификаций протокола TCP с ARTCP

В случае потери нескольких пакетов из одного окна отправитель получает новые данные, когда приходит подтверждение для повторно

Поэтому ARTCP должен особенно эффективно работать в системах беспроводной связи, т.е. там, где использование TCP неэффективно.

Организация автоматизированной системы управления...

Операционная база данных.

Отслеживая правильность процесса установки. Для ликвидации ошибок, при проверке пререквизитов, выполняем установку прериквизита Report Viewer 2010.

Познакомимся с операционной консолью SCOM. Слева видеон набор разделов.

Разработка программного модуля тестирования баз данных

Ключевые слова: база данных, СУБД, реляционные базы данных, нереляционные базы данных, NoSQL.

В такой системе не требуется построение схемы данных и строгой типизации данных, в ней отсутствуют связи между значениями.

Технология ADO и средства доступа к реляционным базам данных

Базы данных не способны поддерживать неограниченное число активных соединений, ограничивая доступность сайта и принося убытки.

Объект DataSet представляет полный набор данных, включая связанные таблицы, ограничения и связи между таблицами.

Оптимизация взаимодействия web-приложения с базой данных...

Рис.2. Процесс обмена данными в ИИС «Шлаковые расплавы».

a. Трансляционная схема представляет собой правило выборки данных из базы.

При работе с библиотекой тегов ESQL необходимо использовать набор общих структурных элементов.

Использование современных СУБД в информационных системах...

СУБД работает с базами данных, построенными по определенным принципам. Наиболее приоритетные из них: целостность и отсутствие избыточности.

Реляционная модель некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Системы управления реляционными базами данных (СУБД) показывают хорошую

Однако для мобильного приложения, в котором процессы привязаны к моменту реального времени, скорость извлечения данных является первостепенным критерием выбора ORM.

Алгоритм формирования пакетов данных для передачи по...

Также каналы связи привносят в данные битовые ошибки, что усложняет восстановление пакетов в исходном виде [1].

Для наглядности процесс изображен на рисунке 1. \ Рис. 1. Передача пакетных данных по каналу связи.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Сравнение некоторых модификаций протокола TCP с ARTCP

В случае потери нескольких пакетов из одного окна отправитель получает новые данные, когда приходит подтверждение для повторно

Поэтому ARTCP должен особенно эффективно работать в системах беспроводной связи, т.е. там, где использование TCP неэффективно.

Организация автоматизированной системы управления...

Операционная база данных.

Отслеживая правильность процесса установки. Для ликвидации ошибок, при проверке пререквизитов, выполняем установку прериквизита Report Viewer 2010.

Познакомимся с операционной консолью SCOM. Слева видеон набор разделов.

Разработка программного модуля тестирования баз данных

Ключевые слова: база данных, СУБД, реляционные базы данных, нереляционные базы данных, NoSQL.

В такой системе не требуется построение схемы данных и строгой типизации данных, в ней отсутствуют связи между значениями.

Технология ADO и средства доступа к реляционным базам данных

Базы данных не способны поддерживать неограниченное число активных соединений, ограничивая доступность сайта и принося убытки.

Объект DataSet представляет полный набор данных, включая связанные таблицы, ограничения и связи между таблицами.

Оптимизация взаимодействия web-приложения с базой данных...

Рис.2. Процесс обмена данными в ИИС «Шлаковые расплавы».

a. Трансляционная схема представляет собой правило выборки данных из базы.

При работе с библиотекой тегов ESQL необходимо использовать набор общих структурных элементов.

Использование современных СУБД в информационных системах...

СУБД работает с базами данных, построенными по определенным принципам. Наиболее приоритетные из них: целостность и отсутствие избыточности.

Реляционная модель некоторой предметной области представляет собой набор отношений, изменяющихся во времени.

Сравнение производительности ORM-библиотек как критерия...

Системы управления реляционными базами данных (СУБД) показывают хорошую

Однако для мобильного приложения, в котором процессы привязаны к моменту реального времени, скорость извлечения данных является первостепенным критерием выбора ORM.

Алгоритм формирования пакетов данных для передачи по...

Также каналы связи привносят в данные битовые ошибки, что усложняет восстановление пакетов в исходном виде [1].

Для наглядности процесс изображен на рисунке 1. \ Рис. 1. Передача пакетных данных по каналу связи.

Задать вопрос