【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上控压钻井领域，特别是关于一种海上控压钻井作业参数实时传输系统及方法。
技术介绍
1、随着海上高温高压井、宅密度窗口地层井越来越多，海上控压钻井作业的作业需求不断增加。海上平台控压钻井作业，尤其是探井控压钻井作业，受限于钻井平台信号问题，海上控压钻井作业现场控压参数难以传输至陆地，控压钻井作业参数的数据量大，同时还需进行实时传输；海上作业对数据保密要求较高，数据传输难度大；现场作业数据无法传输至陆地造成陆地对现场作业情况不了解，现场遇到复杂情况也难以反馈给陆地，无法做到远程的技术支持。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够进行大数据量实时传输、数据保密和远程技术支持的海上控压钻井作业参数实时传输系统及方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一方面，提供一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，包括陆地mqtt服务器、三层网管交换机和若干数据采集服务器；
3、所述陆地mqtt服务器用于通过特定主题的消息队列获取井场实时数据转化成的指令数据，并将指令数据通过mqtt协议转化为mqtt消息发送至所述数据采集服务器；以及接收所述数据采集服务器返回的井场历史数据；
4、若干所述数据采集服务器的其中一个所述数据采集服务器作为主数据采集服务器，剩余的所述数据采集服务器作为备用数据采集服务器，所述主数据采集服务器用于在正常运行时，接收所述陆地mqtt服务器发送的mqtt消息，基于mqtt消息获取指令数据，基于
5、所述三层网管交换机用于对所述主数据采集服务器获取的井场历史数据以及进行访问控制、网络流量策略配置和故障应对，并将处理后的井场历史数据发送至井场局域网。
6、进一步地，所述数据采集服务器基于emqx搭建mqtt消息服务器。
7、进一步地，所述数据采集服务器包括搭建mqtt客户端的控压钻井数据采集系统，所述控压钻井数据采集系统包括：
8、前台处理器，用于设置参数，并采用tcp协议或websocket协议连接所述陆地mqtt服务器；
9、消息获取模块，用于获取所述接收陆地mqtt服务器发送的mqtt消息；
10、数据获取模块，用于当接收到mqtt消息后，基于mqtt消息中的请求业务数据接口获取指令数据，并基于指令数据获取井场历史数据；
11、数据同步模块，用于将获取的井场历史数据进行数据同步至所有所述备用数据采集服务器中；
12、数据通讯模块，用于与局域网内的各设备进行通讯；
13、目标数据库，用于存储录井和控压钻井作业数据。
14、进一步地，所述数据获取模块的具体操作包括：解析mqtt消息的主题；从主题中获取所述目标数据库的信息标识；根据所述目标数据库的信息标识提取mqtt消息中的指令数据和时间戳；在目标数据库内使用时间戳为主键进行数据查询。
15、进一步地，在所述数据采集服务器的控压钻井现场采集系统内搭建mqtt客户端按照以下步骤进行：
16、选择mqtt客户端库和开发工具，实现mqtt通讯；
17、在控压钻井现场采集系统中调用mqttnet类库，开发信息配置功能、数据推送功能以及通讯状态显示功能；
18、将所述前台处理器采用tcp协议或websocket协议连接所述陆地mqtt服务器；
19、控压钻井现场采集系统订阅主题，通过发布/或订阅模式进行消息的传递；
20、在所述前台处理器上显示当前的连接状态和传输的数据内容。
21、进一步地，所述三层网管交换机内设置有：
22、数据加密模块，用于制定防火墙规则，以及采用非对称加密算法，对本地存储的数据进行加密；
23、访问控制模块，用于设定网络访问规则，以及在所述三层网管交换机中进行子网划分，并添加路由规则，以满足多网络接入；
24、流量控制模块，用于进行网络流量策略配置；
25、故障应对模块，用于制定网络故障应对预案进行故障应对。
26、进一步地，所述陆地mqtt服务器设置在内网内，所述数据采集服务器设置在控压钻井房内局域网内；所述控压钻井房内局域网和井场局域网均设置在海洋环境，所述内网一部分设置在海洋环境、一部分设置在陆地环境，所述陆地mqtt服务器设置在陆地环境。
27、另一方面，提供一种海上控压钻井作业参数实时传输方法，包括：
28、确定设置在控压钻井房内局域网的若干数据采集服务器中的一个为主数据采集服务器，剩余的数据采集服务器为备用数据采集服务器；
29、陆地mqtt服务器获取井场实时数据转化成的指令数据，并将指令数据通过mqtt协议转化为mqtt消息发送至数据采集服务器；
30、主数据采集服务器在正常运行时，与局域网内的各设备进行通讯，接收陆地mqtt服务器发送的mqtt消息，基于mqtt消息中的请求业务数据接口获取指令数据，基于指令数据获取井场历史数据，并数据同步至所有备用数据采集服务器中；
31、在主数据采集服务器无法正常工作时，选择一台备用数据采集服务器修改相应ip地址为主数据采集服务器进行通讯、数据获取和数据同步；
32、三层网管交换机对主数据采集服务器获取的井场历史数据进行加密以及进行访问控制、网络流量策略配置和故障应对，并将处理后的井场历史数据发送至井场局域网。
33、进一步地，所述主数据采集服务器在正常运行时，与局域网内的各设备进行通讯，接收陆地mqtt服务器发送的mqtt消息，基于mqtt消息中的请求业务数据接口获取指令数据，基于指令数据获取井场历史数据，并数据同步至所有备用数据采集服务器中，包括：
34、消息获取模块接收陆地mqtt服务器发送的mqtt消息；
35、当接收到mqtt消息后，数据获取模块基于mqtt消息中的请求业务数据接口获取指令数据，并基于指令数据获取井场历史数据；
36、数据同步模块将获取的井场历史数据进行数据同步至所有备用数据采集服务器中；
37、数据通讯模块与局域网内的各设备进行通讯。
38、进一步地，所述三层网管交换机对主数据采集服务器获取的井场历史数据进行加密以及进行访问控制、网络流量策略配置和故障应对，并将处理后的井场历史数据发送至井场局域网，包括：
39、数据加密模块制定防火墙规则，以及采用非对称加密算法，对本地存储的数据进行加密；
40、访问控制模块设定网络访问规则，以及在三层网管交换机中进行子网划分，并添加路由规则；
41、流量控制模块进行网络流量策略配置；
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【技术保护点】
1.一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，包括陆地MQTT服务器、三层网管交换机和若干数据采集服务器；
2.如权利要求1所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述数据采集服务器基于EMQX搭建MQTT消息服务器。
3.如权利要求1所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述数据采集服务器包括搭建MQTT客户端的控压钻井数据采集系统，所述控压钻井数据采集系统包括：
4.如权利要求3所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述数据获取模块的具体操作包括：解析MQTT消息的主题；从主题中获取所述目标数据库的信息标识；根据所述目标数据库的信息标识提取MQTT消息中的指令数据和时间戳；在目标数据库内使用时间戳为主键进行数据查询。
5.如权利要求3所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，在所述数据采集服务器的控压钻井现场采集系统内搭建MQTT客户端按照以下步骤进行：
6.如权利要求1所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述三层网管交换机
7.如权利要求1所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述陆地MQTT服务器设置在内网内，所述数据采集服务器设置在控压钻井房内局域网内；所述控压钻井房内局域网和井场局域网均设置在海洋环境，所述内网一部分设置在海洋环境、一部分设置在陆地环境，所述陆地MQTT服务器设置在陆地环境。
8.一种海上控压钻井作业参数实时传输方法，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输方法，其特征在于，所述主数据采集服务器在正常运行时，与局域网内的各设备进行通讯，接收陆地MQTT服务器发送的MQTT消息，基于MQTT消息中的请求业务数据接口获取指令数据，基于指令数据获取井场历史数据，并数据同步至所有备用数据采集服务器中，包括：
10.如权利要求8所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输方法，其特征在于，所述三层网管交换机对主数据采集服务器获取的井场历史数据进行加密以及进行访问控制、网络流量策略配置和故障应对，并将处理后的井场历史数据发送至井场局域网，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，包括陆地mqtt服务器、三层网管交换机和若干数据采集服务器；
2.如权利要求1所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述数据采集服务器基于emqx搭建mqtt消息服务器。
3.如权利要求1所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述数据采集服务器包括搭建mqtt客户端的控压钻井数据采集系统，所述控压钻井数据采集系统包括：
4.如权利要求3所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，所述数据获取模块的具体操作包括：解析mqtt消息的主题；从主题中获取所述目标数据库的信息标识；根据所述目标数据库的信息标识提取mqtt消息中的指令数据和时间戳；在目标数据库内使用时间戳为主键进行数据查询。
5.如权利要求3所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于，在所述数据采集服务器的控压钻井现场采集系统内搭建mqtt客户端按照以下步骤进行：
6.如权利要求1所述的一种海上控压钻井作业参数实时传输系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨向前，张兴全，任美鹏，王天昊，马英文，李中，王隽妍，殷志明，郭华，喻涛，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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