油田井下作业可视化安全管控技术研究与应用

摘要：可视化安全管控技术在油田井下作业中具有重要性，可以提高工作人员的安全意识，帮助识别和预警潜在风险，实现实时监控和远程操作，进行事故分析和教训总结，并用于员工培训和技能提升。针对某油田井下作业安全生产管控实际，通过系统分析作业现场面临形势，构建油气田生产智能监测系统。

关键词：油田井下作业；可视化安全管控技术；应用

1油田井下作业可视化安全管控技术的重要性

（1）风险识别和预警。可视化安全管控技术可以帮助监测和识别井下作业中可能存在的风险和隐患。通过实时数据的采集和分析，可以发现异常情况并提前预警，从而避免事故的发生。（2）实时监控和远程操作。可视化安全管控技术可以实现对井下作业的实时监控，通过视频监控、传感器数据等方式，将井下作业的情况实时传输到控制中心。这样，工作人员可以在中心远程监控作业情况，并能够进行远程操作和指导，减少人员直接接触危险环境的风险。（3）事故分析和教训总结。可视化安全管控技术还可以帮助进行事故分析和教训总结。通过对井下作业数据和视频的记录和回放，可以对事故发生的原因进行详细分析，找出问题所在并提出改进建议，以避免类似事故再次发生。

2井下作业安全管控措施研究

2.1规范井下作业监督模式

该油田经历多年发展，井下作业数字化监督模式以PC端系统为平台，对接远程监控平台，监督人员可以远程实时监控和管理现场施工情况，达到巡检、重点工序和驻井监督的工作效果。作业队伍通过移动单兵传输关键环节施工影像等，监控监督通过远程视频监控、连线巡检、远程对话等手段，实现作业井远程监督。由2～3名监督协同完成多口井监督任务。

2.2规范井下作业监督要点

为确保井下作业监督检查信息化、数字化，以国家法律法规、石油行业、企业标准为依据，将修井作业开工验收、工序监督检查内容标准化、表单化、信息化、模块化，通过手持终端实时采集作业现场监督检查信息，传送至后台形成大数据。梳理规范井下作业监督表单35个，涵盖作业工序397项，常见问题及整改措施3875个，标准化整改与处罚措施4类，确保监督系统规范化管理。小修（维护）作业主要是起下完井管（杆）柱，加上洗井、压井、探冲砂等基本施工管柱。措施作业在起下完井管（杆）柱的基础上，增加了为达到措施目的的施工管柱，包括压裂、酸化、防砂等。试油作业在起下完井管（杆）柱的基础上，增加了为达到试油目的的施工管柱，包括测试、排液、压裂、酸化等。大修作业在起下完井管（杆）柱的基础上，增加了为达到大修目的的施工管柱，包括磨铣、打捞等。基于这4类井下作业的施工过程，确定小修（维护）作业是所有作业类型的基础，本次项目研究优先考虑小修作业施工工序的标准化，进而扩展到措施、试油、大修作业，通过对起下管（杆）柱的监控，实现对施工的安全控制。

2.3井下作业视频和信息监控技术

修井作业现场视频及信息采集系统分为井场高清视频监控模块、修井车载荷工况采集模块、井口气体安全检测模块、泵车和热洗车工况采集模块、压裂曲线采集模块、数据远程采集控制模块。应用相关的视频、单兵、数据服务系统为A5提供专门的调用接口，直接访问作业现场信息，实现前后端、双向视频、音频、数据互动交流。1）井下作业视频信息监控。（1）井场固定式视频监控：依托油田生产运行平台已建设井场视频监控对井下作业现场进行监控，主要采用无线网桥+有线电缆传输方式进入油田内部网络。（2）井场移动式视频监控：在井场部署便携式高清视频摄像装置，通过4G网络将作业现场监控画面传输至监控中心。通过井场无线传输，减少布线，优选视频监控设备，经APN专网输出至油田内部网络，实现了影像、数据的安全采集、传输。便携移动式视频监控装置主要由安全控制模块、蓄电池、摄像机天线构件、防爆移动单兵、设备舱、手摇升降支架组成。（3）手持移动终端监控：手持移动终端是视频监控的有益补充，能够对监督关键环节及工序进行图像抓拍、远程风险提示、现场作业指导，同时监督人员可以利用手持终端将监督检查问题以图像方式发送至后台监控系统。前端移动单兵为内网用户推送现场细节画面；后台WEB监管用户对监控画面进行关切面标注，要求前端按需拍摄。2）井下作业工况参数监测。为实现井下作业现场全方位管控，基于通井机，探索性开展了作业设备大钩载荷的无线数字化监测研制与实验。大钩载荷一体化采集器是用来对大钩进行载荷的实时数据采集，是修井作业进行故障诊断、施工量计量的一个重要设备。拉力式触感器相对于测量线缆的张力传感器准确度更高，更能反映拉力实际情况。为验证大钩拉力性能，在室内对其精度进行了测试。在空旷场景150m距离内测试信号强度低于60dBm，在安全过载150%下测试传感器无质量问题，在极限过载200%下测试无质量问题。

2.4井下作业安全生产管理控制系统

移动端采用基于ANDROID系统的原生APP，与后台服务器的数据交互通过基于HTTPSOAP协议的WEBSERVICE实现。系统功能模块包括压裂、酸化常规措施的工序质量检验卡、施工质量监督卡以及现场检查表等。此外，系统还支持在线网络化开工许可证审核、洗井、试压和下钻作业过程的实时监控与抓拍等功能。还可以采集监督人员相关信息、作业过程中的监督日志和总结、队伍资质和设备信息以及队伍人员的相关信息，为后期视频监控识别提供基础。

3井下作业可视化管控技术应用

3.1井下作业现场视频监控应用情况

依托井场数字化高清视频改造，将现有井场视频与井下作业系统对接融合，已完成1588个井场视频接口对接，基本满足井下作业现场远程视频监控。配套10支作业队伍移动式视频监控装置，现场试验50余井次，可通过云台调节与井口距离，观察井口操作，满足全过程监控需要。通过高清视频监控应用，利用远程视频检查现场15664井次，发现问题449项，跟踪夜间施工5788井次，监控登高、吊装、倒扣、替油作业4382井次。全过程跟踪作业风险，抓工序防违章，从源头上加强了现场的管控能力。

3.2井下作业监督系统应用情况

依托井筒可视化系统建设，修井作业监督已配套手持终端912个，截至目前已完成25803井次修井作业监督检查，使作业现场监督检查更加规范化、标准化。通过系统应用，井下数字化监督管理模式与传统监督模式相比更具生命力，是油田高质量发展的有效手段。

3.3打造作业现场应用示范作业区

在采油作业区进行试点应用，初步实现从单一视频监控到“视频监控与监督工作”相结合的新型监督模式。现场监督从开工验收到完井交接所涉及内容全部由手持终端录入，可远程查看施工过程。视频监督全程在线监控，PC端检查录入情况，对每一道提交工序进行核查，实现了视频监控从单一监控向双核查转变。通过“视频监控+移动终端+PC端后台管理”，使作业现场监督检查更加规范化、标准化，监督履职能力和履职效果有效提升。检查信息透明化、公开化、刚性化，促进了承包商自主管理能力的提升，提高了井下作业现场安全风险管控能力。

4结语

总之，可视化监控及视频智能分析代替了传统的人工盯防监控方式，缓解了井下作业工作量大与监管人员短缺的矛盾，同时系统融合有效提升了安全管控人员信息感知能力。并充分发挥可视化监控的威慑作用，防控风险、降低损失，树立良好的企业形象。

参考文献

[1]李琰.多媒体数据压缩算法研究与实现[J].计算机产品与流通，2018（2）：118.

[2]刘芳，孙世光，郭昊，等.基于Epicentre数据模型的油田生产数据可视化[J].系统仿真技术，2018，14（1）：43-48.