用于自动化钻井网络的系统和方法技术方案

一种系统可以包括耦接到各种网络元件的控制系统，网络元件限定钻井管理网络。控制系统可以包括执行钻井操作的可编程逻辑控制器(PLC)。系统还可以包括耦接到控制系统和网络元件的虚拟化服务管理器。虚拟化服务管理器可以在钻井管理网络上实现控制钻井操作的虚拟化服务。系统还可以包括耦接到网络元件的虚拟连接控制器。虚拟连接控制器可以在控制系统与用户网络之间建立虚拟连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自动化钻井网络的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2017年9月11日提交的题为“RigSecurity”的美国临时专利申请No.62/556,815的优先权，其通过引用整体并入本文。
技术介绍
各种网络装置可以遍布钻机设置，以便控制钻机上的各种操作。这些网络装置可以控制钻井设备，监视钻机性能，和/或执行关于钻机的各种维护操作。相应地，关于这些网络装置的安全协议的有效实施存在各种问题。
技术实现思路
总体上，在一个方面中，本公开技术设计一种系统。该系统包含控制系统，其耦接到限定钻井管理网络的各种网络元件。控制系统包含可编程逻辑控制器(PLC)，其执行钻井操作。该系统还包含虚拟化服务管理器，其耦接到控制系统和网络元件。虚拟化服务管理器在钻井管理网络上实现控制钻井操作的虚拟化服务。该系统还包含虚拟连接控制器，其耦接到网络元件。虚拟连接控制器在控制系统与用户网络之间建立虚拟连接。总体上，在一个方面中，本公开技术设计一种系统，包含控制系统，其耦接到在钻井管理网络中限定第一安全区的第一组网络元件。控制系统包含执行钻井操作的可编程逻辑控制器(PLC)。系统还包含虚拟化服务管理器，其耦接到控制系统和第一组网络元件。虚拟化服务管理器在钻井管理网络上实现控制钻井操作的虚拟化服务。该系统还包含防火墙装置，其耦接到第一安全区和包含第二组网络元件的第二安全区。钻井管理网络响应于验证网络装置而重新配置第一安全区，以使网络装置能够与第二安全区中的目的地装置通信。总体上，在一个方面中，本公开技术设计一种系统。该系统包含控制系统，其耦接到限定钻井管理网络的各种网络元件。控制系统包含执行钻井操作的可编程逻辑控制器(PLC)。该系统还包含虚拟化服务管理器，其耦接到控制系统和网络元件。虚拟化服务管理器在钻井管理网络上实现控制钻井操作的虚拟化服务。该系统还包含配置管理器，其耦接到网络元件和控制系统。配置管理器使用控制系统上的安全代理在控制系统上安装更新。本公开的其他方面将从以下描述和所附权利要求变得显而易见。附图说明图1，2，4，9.1，9.2，9.3，13，16，17，20.1，20.2，24和28示出了根据一个或多个实施例的系统。图3，5，7，10，11，15，18，19，21，22，25，27，29和30示出了根据一个或多个实施例的流程图。图6，8.1，8.2，12，14，23，26.1，26.2，31，32和33示出了根据一个或多个实施例的示例。图34.1和34.2示出了根据一个或多个实施例的计算系统。具体实施方式现将参考附图描述本公开的具体实施例。各附图中的相同元件出于一致将由相同附图标记表示。在本公开的实施例的以下详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供本公开的更彻底的理解。然而，本领域普通技术人员将明白，本公开可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他实例中，熟知特征未详细描述，以免不必要地使描述复杂化。本申请通篇，序数(例如，第一、第二、第三等)可以用作元件(即，本申请中的任何名词)的形容。使用序数不暗示或创建元件的任何特定顺序，也不限制任何元件仅为单个元件，除非明确公开如此，诸如通过使用术语"之前"、"之后"、"单个"或其他这样的术语。反之，使用序数是在元件之间执行区分。例如，第一元件与第二元件不同，并且第一元件可以涵盖多于一个元件，并且在元件顺序中在第二元件之后(或之前)。总体上，本公开的实施例包含用于操作钻井管理网络的各种系统和各种方法。特别地，一个或多个实施例涉及钻井管理网络，其包含具有可编程逻辑控制器(PLC)的各种控制系统。特别地，网络上操作的虚拟化服务管理器可以生成虚拟化服务层中的虚拟机和/或软件容器。这些虚拟机和/或软件容器可以执行一个或多个钻井操作和/或维护操作。另外，钻井管理网络可以包括配置管理器、协调控制器，和/或其他网络装置，以对在钻井管理网络上执行的各种过程自动化和/或排优先顺序。因此，本公开技术描述各种实现方式，其可以提供对特定于与钻井管理网络相关联的操作条件的问题的解决方案。相应地，本公开技术的一个或多个方法可以填补各种行业中发现的控制过程自动化与特定于钻井管理网络的特定情况之间的空白。图1示出了根据一个或多个实施例的系统的框图。图1示出了根据一个或多个实施例的钻井系统(10)。钻柱(58)示出为在井眼(46)内。井眼(46)可以位于具有地面(42)的陆地(40)中。井眼(46)示出为正被钻头(54)的动作切割。钻头(54)可以设置在附接到并形成钻柱(58)的下部部分的井底钻具组件(56)的远端。井底钻具组件(56)可以包括若干装置，其包含各种子部件。随钻测井(MWD)子部件可以被包括在子部件(62)中。MWD测量的示例可以包括方向、倾角、勘测数据、井下压力(钻杆内，和/或外部和/或环空压力)、电阻率、密度，以及孔隙率。子部件(62)还可以包括用于测量钻头(54)上的扭矩和重量的子部件。来自子部件(62)的信号可以在处理器(66)中被处理。在处理之后，来自处理器(66)的信息可以被传送到脉冲器部件(64)。脉冲器部件(64)可以将来自处理器(66)的信息转换为钻井液中的压力脉冲。压力脉冲可以生成为特定模式，其表示来自子部件(62)的数据。压力脉冲可以在钻柱的中央开口中向上通过钻井液并且朝向地面系统行进。井底钻具组件(56)中的子部件还可以包括涡轮或马达，以提供动力来旋转和导向钻头(54)。钻机(12)可以包括井架(68)和提升系统、旋转系统，和/或泥浆循环系统，例如。提升系统可以悬挂钻柱(58)，并且可以包括绞车(70)、快绳(71)、天车(75)、钻井绳(79)、游车和钩(72)、转环(74)，和/或死绳(77)。旋转系统可以包括方钻杆(76)、旋转台(88)，和/或发动机(未示出)。旋转系统可以在钻柱(58)上施加旋转力。同样，图1中所示的实施例也可以应用于顶驱钻井布置。虽然钻井系统(10)示出为在陆地上，本领域技术人员将认识到，所描述的实施例也等同地可用于海洋环境。泥浆循环系统可以将钻井液向下泵送到钻柱中的开口中。钻井液可以称为泥浆，其可以是水和/或柴油燃料、特殊粘土，和/或其他化学物质的混合物。泥浆可以储存在泥浆池(78)中。泥浆可以被抽吸到泥浆泵(未示出)中，泥浆泵可以将泥浆泵送通过立管(86)并且通过转环(74)到方钻杆(76)中，转环可以包括旋转密封。同样，所描述的技术还可以应用于欠平衡钻井。如果使用欠平衡钻井，则在进入钻柱之前的某时，气体可以使用注入系统(未示出)被引入到泥浆中。泥浆可以通过钻柱(58)并通过钻头(54)。随着钻头(54)的齿将陆地地层研磨并凿击为切屑，泥浆可以被射出钻头(54)中的开口或喷嘴。这些泥浆的喷射可以将切屑升举离开井孔的底部并且远离钻头(54)，并且在钻柱(58)与井眼(46)的壁之间的环空空间中朝上到地面。在地面，泥浆和切屑可以通过防喷器(99)的侧出口并通过泥浆返回管线(未示出)离开井。防喷器(99)包括压力控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n第一控制系统，耦接到限定钻井管理网络的多个网络元件，其中第一控制系统包括执行钻井操作的一个或多个可编程逻辑控制器(PLC)；/n虚拟化服务管理器，耦接到第一控制系统和多个网络元件，其中虚拟化服务管理器在所述钻井管理网络上实现控制所述钻井操作的至少一个虚拟化服务；以及/n虚拟连接控制器，耦接到多个网络元件，其中所述虚拟连接控制器在第一控制系统与用户网络之间建立虚拟连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170911 US 62/556,8151.一种系统，包括：
第一控制系统，耦接到限定钻井管理网络的多个网络元件，其中第一控制系统包括执行钻井操作的一个或多个可编程逻辑控制器(PLC)；
虚拟化服务管理器，耦接到第一控制系统和多个网络元件，其中虚拟化服务管理器在所述钻井管理网络上实现控制所述钻井操作的至少一个虚拟化服务；以及
虚拟连接控制器，耦接到多个网络元件，其中所述虚拟连接控制器在第一控制系统与用户网络之间建立虚拟连接。


2.如权利要求1所述的系统，还包括：
停机管理器，耦接到所述虚拟化服务管理器、多个网络元件，以及第一控制系统，
其中所述停机管理器根据用于钻井管理网络的停机序列终止所述第一控制系统和所述虚拟化服务管理器的操作。


3.如权利要求2所述的系统，还包括：
多个虚拟机，在所述钻井管理网络上操作，并且由所述虚拟化服务管理器生成，
其中所述多个虚拟机执行多个自动化钻井操作，和
其中所述停机管理器与多个虚拟机通信，以根据停机序列终止操作。


4.如权利要求3所述的系统，
其中所述停机管理器将多个延时终止命令传输到第一控制系统、多个虚拟机，以及所述虚拟化服务管理器，和
其中所述多个延时终止命令实现所述停机序列。


5.如权利要求1所述的系统，
其中虚拟连接对应于第一安全区和第二安全区之间的临时通道，
其中第一安全区包括所述第一控制系统，和
其中第二安全区位于用户网络中。


6.如权利要求5所述的系统，还包括：
防火墙装置，耦接到第一控制系统和多个网络元件，
其中所述钻井管理网络响应于验证网络装置而重新配置第一安全区，以使所述网络装置能够与第二安全区中的目的地装置通信。


7.如权利要求1所述的系统，还包括：
配置管理器，耦接到多个网络元件和第一控制系统，
其中所述配置管理器在第一控制系统上检测并安装软件更新。


8.如权利要求7所述的系统，还包括：
安全代理，位于第一控制系统中，
其中所述配置管理器与所述安全代理通信，以在第一控制系统上安装所述软件更新。


9.如权利要求7所述的系统，还包括：
协调控制器，耦接到所述虚拟化服务管理器；和
多个控制系统，耦接到所述虚拟化服务管理器和所述协调控制器，
其中所述协调控制器确定所述多个控制系统的多个维护操作的优先级。


10.如权利要求1所述的系统，还包括：
多个持久储存体装置；
数据管理控制器，耦接到所述多个持久储存体装置和第一控制系统，
其中所述数据管理控制器通过与所述钻井管理网络的网络连接从远程装置获取数据，和
其中所述数据管理控制器将所述数据储存在与预定数据类型相关联的多个持久储存体装置中的持久储存体装置中。


11.如权利要求1所述的系统，还包括：
传感器装置，耦接到第一控制系统和多个网络元件，
其中所述传感器装置通过所述钻井管理网络建立到第一控制系统的网络连接，和
其中所述传感器装置使用通信协议将所述传感器数据从所述传感器装置传输到第一控制系统。


12.如权利要求1所述的系统，还包括：
第二控制系统；
钻机调试系统，耦接到第一控制系统、第二控制系统和多个网络元件，
其中所述钻机调试系统生成所述钻井管理网络的知识图，和
其中所述钻机调试系统调试第二控制系统以使用所述知识图自动地执行管理任务。


13.一种系统，包括：
控制系统，耦接到在钻井管理网络中限定第一安全区的第一多个网络元件，其中所述控制系统包括执行钻井操...

【专利技术属性】
技术研发人员：J罗贾斯，S郑，刘志杰，E蒂森，MS卡吉塔，G塔姆博伊斯，W小席尔瓦多斯桑托斯，
申请(专利权)人：斯伦贝谢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL