石油測(cè)井車(chē)作為油氣勘探開(kāi)發(fā)的 “移動(dòng)地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室”,集成測(cè)井儀器、絞車(chē)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理終端等核心設(shè)備,通過(guò)電阻率傳感器、聲波傳感器等井下設(shè)備,實(shí)時(shí)采集地層巖性、孔隙度、含水率等關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù),為油氣資源評(píng)估與開(kāi)采方案制定提供核心依據(jù)。
其作業(yè)場(chǎng)景極具挑戰(zhàn)性:陸地油田需應(yīng)對(duì)戈壁、山地的復(fù)雜地形,海上油田要耐受高鹽霧環(huán)境侵蝕,且作業(yè)全程伴隨持續(xù)振動(dòng)、-30℃~60℃的高低溫波動(dòng)。傳統(tǒng)測(cè)井作業(yè)模式存在明顯局限:數(shù)據(jù)傳輸依賴有線連接或本地硬盤(pán)存儲(chǔ),單井次 TB 級(jí)數(shù)據(jù)需待作業(yè)結(jié)束后人工拷貝回傳,導(dǎo)致地質(zhì)分析滯后 4-6 小時(shí);設(shè)備控制依賴現(xiàn)場(chǎng)人員近距離操作,在深井、可燃?xì)怏w富集等高危區(qū)域,人工干預(yù)風(fēng)險(xiǎn)極高;多車(chē)聯(lián)合作業(yè)時(shí),缺乏實(shí)時(shí)通信機(jī)制,設(shè)備調(diào)度效率低下,閑置率常達(dá) 30% 以上,嚴(yán)重制約勘探進(jìn)度。
隨著全球油氣勘探向深水、頁(yè)巖氣等復(fù)雜區(qū)塊延伸,測(cè)井作業(yè)對(duì) “實(shí)時(shí)性、遠(yuǎn)程化、智能化” 的需求急劇提升。一方面,地質(zhì)專家需同步獲取測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),動(dòng)態(tài)調(diào)整勘探方案,避免因數(shù)據(jù)滯后導(dǎo)致的無(wú)效作業(yè);另一方面,油田企業(yè)希望通過(guò)遠(yuǎn)程管控減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員數(shù)量,降低高危環(huán)境下的安全風(fēng)險(xiǎn);同時(shí),測(cè)井設(shè)備單臺(tái)成本高、維護(hù)難度大,需實(shí)現(xiàn)全生命周期健康管理,減少故障停機(jī)帶來(lái)的損失。
4G/5G 物聯(lián)網(wǎng)(工業(yè)路由器 + 物聯(lián)網(wǎng)卡)憑借 “高速率、低時(shí)延、廣覆蓋、高可靠” 的特性,成為破解上述痛點(diǎn)的核心技術(shù)路徑。其中,工業(yè)路由器承擔(dān) “數(shù)據(jù)中樞” 角色,實(shí)現(xiàn)多設(shè)備接入與協(xié)議轉(zhuǎn)換;物聯(lián)網(wǎng)卡提供 “無(wú)線通道”,保障復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定聯(lián)網(wǎng),二者協(xié)同構(gòu)建測(cè)井車(chē)智能互聯(lián)體系,推動(dòng)測(cè)井作業(yè)從 “傳統(tǒng)人工模式” 向 “智能遠(yuǎn)程模式” 轉(zhuǎn)型。

測(cè)井過(guò)程中,井下傳感器每秒產(chǎn)生 500KB~1MB 數(shù)據(jù),包括電阻率、聲波時(shí)差等關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)。工業(yè)路由器通過(guò) Modbus 協(xié)議實(shí)時(shí)采集這些分散數(shù)據(jù),封裝為標(biāo)準(zhǔn) IP 數(shù)據(jù)包后,經(jīng) 5G 物聯(lián)網(wǎng)卡以 UDP 協(xié)議(低時(shí)延、高可靠)傳輸至油田數(shù)據(jù)中心。
針對(duì)野外網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)問(wèn)題,方案設(shè)計(jì)雙重保障機(jī)制:一是路由器內(nèi)置 128GB 本地存儲(chǔ),網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù),恢復(fù)連接后實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳;二是建立數(shù)據(jù)重傳機(jī)制,對(duì)丟失數(shù)據(jù)包自動(dòng)發(fā)起補(bǔ)發(fā)請(qǐng)求,確保數(shù)據(jù)完整性。某頁(yè)巖氣田應(yīng)用案例顯示,采用該方案后,測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)到研究院的傳輸時(shí)延從 4 小時(shí)縮短至 10 分鐘,地質(zhì)模型更新頻率從 “每日 1 次” 提升為 “每小時(shí) 1 次”,有效避免了因數(shù)據(jù)滯后導(dǎo)致的勘探方向偏差,單井勘探準(zhǔn)確率提升 15%。
在測(cè)井車(chē)上部署振動(dòng)傳感器、傾角傳感器與高清工業(yè)攝像頭,工業(yè)路由器實(shí)時(shí)采集絞車(chē)轉(zhuǎn)速、電纜張力、測(cè)井儀姿態(tài)等 30 + 設(shè)備狀態(tài)參數(shù),經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)卡傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)(支持 Web 端與移動(dòng)端訪問(wèn)),工程師可通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三大核心操作:
遠(yuǎn)程控制:下發(fā)指令調(diào)節(jié)絞車(chē)轉(zhuǎn)速(0~3000 轉(zhuǎn) / 分鐘)、控制測(cè)井儀升降速度,無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)人員干預(yù);緊急情況下(如電纜張力超出安全閾值),可一鍵觸發(fā)停機(jī),響應(yīng)時(shí)間<1 秒,避免設(shè)備損壞。
可視化監(jiān)控:高清攝像頭實(shí)時(shí)傳回井場(chǎng)畫(huà)面,結(jié)合傳感器數(shù)據(jù),遠(yuǎn)程判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。例如,通過(guò)振動(dòng)數(shù)據(jù)與畫(huà)面聯(lián)動(dòng),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)絞車(chē)異響,提前暫停作業(yè)排查故障。
作業(yè)記錄追溯:所有操作指令與設(shè)備數(shù)據(jù)自動(dòng)存檔,支持 3 年以上回溯,便于事故分析與作業(yè)合規(guī)檢查,滿足石油行業(yè)嚴(yán)苛的監(jiān)管要求。
某海上油田應(yīng)用該方案后,測(cè)井作業(yè)遠(yuǎn)程控制覆蓋半徑達(dá) 50 公里,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員減少 30%,高危區(qū)域(如井口附近)人工干預(yù)頻次下降 60%,未再發(fā)生因人工操作失誤導(dǎo)致的設(shè)備損壞事故,年度安全事故率降低 80%。
復(fù)雜區(qū)塊勘探常需多輛測(cè)井車(chē)聯(lián)合作業(yè)(如同時(shí)采集不同深度、不同區(qū)域的地層數(shù)據(jù)),傳統(tǒng)模式下,車(chē)輛間依賴對(duì)講機(jī)溝通,信息傳遞滯后,易出現(xiàn) “重復(fù)作業(yè)” 或 “設(shè)備閑置” 問(wèn)題。
4G/5G物聯(lián)網(wǎng)通過(guò) “工業(yè)路由器 + APN專線物聯(lián)網(wǎng)卡” 構(gòu)建多車(chē)協(xié)同網(wǎng)絡(luò):所有測(cè)井車(chē)接入油田專屬 APN 網(wǎng)絡(luò),形成 “車(chē) - 車(chē)、車(chē) - 指揮中心” 的實(shí)時(shí)通信鏈路。指揮中心通過(guò)調(diào)度平臺(tái)實(shí)現(xiàn)三大功能:
路線智能規(guī)劃:結(jié)合衛(wèi)星地圖與信號(hào)覆蓋熱力圖,為每輛車(chē)規(guī)劃最優(yōu)作業(yè)路線,避開(kāi)低洼路段與信號(hào)盲區(qū),減少車(chē)輛空駛時(shí)間,單輛車(chē)日均行駛里程減少 20%。
資源動(dòng)態(tài)調(diào)配:實(shí)時(shí)顯示各車(chē)設(shè)備使用情況(如泥漿泵、發(fā)電機(jī)),當(dāng)某車(chē)設(shè)備故障時(shí),可快速調(diào)度周邊車(chē)輛共享設(shè)備,避免作業(yè)中斷,設(shè)備利用率提升 25%。
任務(wù)協(xié)同分配:根據(jù)地層勘探需求,自動(dòng)分配各車(chē)測(cè)井深度與范圍,避免重復(fù)采集,提升數(shù)據(jù)采集效率,多車(chē)聯(lián)合作業(yè)周期縮短 30%。
華北某油田應(yīng)用后,多車(chē)協(xié)同作業(yè)的任務(wù)調(diào)度效率提升 40%,設(shè)備閑置率從 35% 降至 15%,單區(qū)塊勘探周期從 15 天縮短至 10 天,顯著降低了勘探成本。
測(cè)井設(shè)備(如絞車(chē)、測(cè)井儀)的故障停機(jī)將直接導(dǎo)致作業(yè)中斷,傳統(tǒng)維護(hù)模式依賴 “定期檢修”,不僅易出現(xiàn) “過(guò)度維護(hù)”(提前更換未損壞部件),還可能因 “漏檢” 導(dǎo)致突發(fā)故障。
4G/5G物聯(lián)網(wǎng)方案通過(guò)工業(yè)路由器實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)(如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、變速箱油溫、蓄電池電壓),經(jīng)物聯(lián)網(wǎng)卡傳輸至 FIFISIM 設(shè)備管理平臺(tái),平臺(tái)基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建設(shè)備健康模型,實(shí)現(xiàn)三大維護(hù)創(chuàng)新:
異常預(yù)警:當(dāng)參數(shù)超出正常范圍(如變速箱油溫>120℃)時(shí),系統(tǒng)通過(guò)短信 + 平臺(tái)彈窗分級(jí)報(bào)警,提醒維護(hù)人員提前排查,將故障消滅在萌芽階段。
維護(hù)提醒:根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)、工況強(qiáng)度自動(dòng)生成個(gè)性化保養(yǎng)計(jì)劃(如絞車(chē)每運(yùn)行 500 小時(shí)需更換潤(rùn)滑油),避免漏檢,同時(shí)減少不必要的維護(hù)操作。
故障診斷:結(jié)合歷史故障數(shù)據(jù)與設(shè)備參數(shù),自動(dòng)判斷故障原因(如振動(dòng)異常可能是軸承磨損),診斷準(zhǔn)確率達(dá) 85% 以上,大幅縮短故障排查時(shí)間。
某油田應(yīng)用該方案后,測(cè)井車(chē)平均故障停機(jī)時(shí)間從 48 小時(shí)縮短至 8 小時(shí),年度維護(hù)成本下降 25%,未再發(fā)生因設(shè)備突發(fā)故障導(dǎo)致的勘探延誤,設(shè)備全生命周期使用壽命延長(zhǎng) 10%。
(一)全場(chǎng)景適配的硬件方案采用4G/5G 雙制式工業(yè)路由器,支持 NSA/SA 雙模 5G 組網(wǎng),可根據(jù)油田網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況靈活切換 ——5G 覆蓋良好的區(qū)域優(yōu)先使用 5G 網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)高速傳輸;5G 信號(hào)薄弱區(qū)域自動(dòng)切換至 4G 網(wǎng)絡(luò),保障連接不中斷。針對(duì)老款測(cè)井車(chē)改造需求,路由器預(yù)留 RS485、RS232、Ethernet 等多種接口,無(wú)需更換原有傳感器即可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)升級(jí),降低改造成本與施工難度。
同時(shí),硬件經(jīng)過(guò)嚴(yán)格工業(yè)級(jí)測(cè)試:高低溫循環(huán)測(cè)試(-40℃~70℃)確保在極端溫度下穩(wěn)定運(yùn)行;振動(dòng)測(cè)試(10G 加速度)適應(yīng)測(cè)井車(chē)作業(yè)中的持續(xù)振動(dòng);防水防塵測(cè)試(IP65 等級(jí))應(yīng)對(duì)野外復(fù)雜環(huán)境,設(shè)備平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)達(dá) 50000 小時(shí)以上,滿足石油測(cè)井行業(yè)長(zhǎng)期、可靠的作業(yè)需求。
網(wǎng)絡(luò)層面,正規(guī)物聯(lián)網(wǎng)卡支持 “雙卡熱備份”—— 每臺(tái)路由器插 2 張物聯(lián)網(wǎng)卡,當(dāng)主卡信號(hào)中斷或網(wǎng)絡(luò)擁堵時(shí),1 秒內(nèi)自動(dòng)切換至備用卡,保障聯(lián)網(wǎng)連續(xù)性,網(wǎng)絡(luò)中斷率降至 0.1% 以下。數(shù)據(jù)傳輸采用 “VPDN 專網(wǎng) + 加密隧道” 雙重防護(hù):測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)僅在油田內(nèi)部 VPDN專網(wǎng)流轉(zhuǎn),不接入公網(wǎng),從傳輸鏈路源頭保障數(shù)據(jù)安全;同時(shí),通過(guò) AES-256 加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理,防止數(shù)據(jù)泄露或篡改,符合石油行業(yè)數(shù)據(jù)安全等級(jí)要求。
此外,由專屬設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)平臺(tái),可實(shí)時(shí)查看每輛車(chē)的信號(hào)強(qiáng)度(RSRP)、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、流量使用情況。當(dāng)某區(qū)域信號(hào)弱時(shí),可提前協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化基站覆蓋;當(dāng)單卡流量利用率超過(guò) 80% 時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)觸發(fā)流量池?cái)U(kuò)容提醒,避免因流量耗盡導(dǎo)致斷網(wǎng),保障作業(yè)全程不中斷。
針對(duì)石油測(cè)井行業(yè)特殊需求,提供專屬數(shù)據(jù)中臺(tái),集成三大核心功能模塊:
地層數(shù)據(jù)可視化:自動(dòng)解析測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),生成地層剖面圖、孔隙度分布熱力圖,支持多專家在線協(xié)同標(biāo)注,地質(zhì)專家可遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù),無(wú)需到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)即可制定調(diào)整方案。
設(shè)備控制 API:提供開(kāi)放接口,可與油田現(xiàn)有 SCADA 系統(tǒng)(監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng))、ERP 系統(tǒng)(企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng))無(wú)縫對(duì)接,數(shù)據(jù)對(duì)接周期從傳統(tǒng)方案的 2 個(gè)月縮短至 2 周,減少系統(tǒng)改造工作量與成本。
移動(dòng)端 APP:工程師可通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)查看測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài);離線狀態(tài)下可緩存 24 小時(shí)數(shù)據(jù),滿足野外無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的作業(yè)需求,提升工作靈活性。
同時(shí),提供 7×24 小時(shí)技術(shù)支持,現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),技術(shù)工程師可通過(guò)遠(yuǎn)程調(diào)試快速排查故障,避免因技術(shù)問(wèn)題影響作業(yè)進(jìn)度,保障項(xiàng)目高效推進(jìn)。

某西北油田主要勘探區(qū)域?yàn)楦瓯跒瑐鹘y(tǒng)通信方案覆蓋率僅 60%,測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)回傳經(jīng)常中斷,導(dǎo)致單井次數(shù)據(jù)完整性不足 75%,需多次返工采集;遠(yuǎn)程控制時(shí)延達(dá) 500ms 以上,無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作,測(cè)井儀卡井事故率高達(dá) 5%,每次卡井處理需耗費(fèi)大量人力物力;設(shè)備維護(hù)依賴人工巡檢,故障發(fā)現(xiàn)不及時(shí),年均停機(jī)時(shí)間超 200 小時(shí),嚴(yán)重影響勘探效率與經(jīng)濟(jì)效益。
硬件部署:每輛測(cè)井車(chē)安裝 1 臺(tái) 4G 工業(yè)路由器(支持雙 SIM 卡熱備份),部署 10 + 傳感器(振動(dòng)、溫度、傾角、可燃?xì)怏w傳感器),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)與井場(chǎng)環(huán)境;車(chē)頂安裝 4G 高增益天線,增強(qiáng)信號(hào)接收能力,提升復(fù)雜地形下的網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。
網(wǎng)絡(luò)架構(gòu):采用 “4G 公網(wǎng) + APN 專線卡” 混合組網(wǎng)模式 —— 關(guān)鍵控制數(shù)據(jù)(如絞車(chē)指令、故障報(bào)警)通過(guò) APN 專線傳輸,時(shí)延<30ms,保障實(shí)時(shí)控制精度;非敏感數(shù)據(jù)(如歷史作業(yè)記錄)通過(guò) 4G 公網(wǎng)傳輸,降低流量成本,整體流量消耗減少 40%。
軟件對(duì)接:將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綔y(cè)井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)解析系統(tǒng),該系統(tǒng)自動(dòng)生成地層剖面圖與測(cè)井報(bào)告,多專家在線協(xié)同審核,報(bào)告生成時(shí)間從 8 小時(shí)縮短至 2 小時(shí);同時(shí),通過(guò)設(shè)備管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)測(cè)井車(chē)健康狀態(tài)監(jiān)控與預(yù)測(cè)性維護(hù),提前預(yù)警潛在故障。
數(shù)據(jù)傳輸能力顯著提升:數(shù)據(jù)傳輸成功率從 75% 提升至 99.8%,卡井事故率降至 0.5%,未再發(fā)生因數(shù)據(jù)中斷導(dǎo)致的勘探返工,單井?dāng)?shù)據(jù)采集效率提升 40%。
作業(yè)效率大幅優(yōu)化:?jiǎn)尉疁y(cè)井作業(yè)時(shí)間縮短 30%,年度作業(yè)量提升 25%;遠(yuǎn)程控制覆蓋半徑達(dá) 80 公里,現(xiàn)場(chǎng)人員減少 40%,安全風(fēng)險(xiǎn)顯著降低,年度安全投入減少 30%。
設(shè)備管理水平升級(jí):設(shè)備故障預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá) 90%,平均故障停機(jī)時(shí)間從 48 小時(shí)縮短至 6 小時(shí),年度維護(hù)成本下降 30%;測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化存檔,可追溯周期延長(zhǎng)至 5 年,滿足行業(yè)合規(guī)要求,數(shù)據(jù)管理效率提升 60%。

5G RedCap 輕量化應(yīng)用普及:針對(duì)測(cè)井車(chē)低速率傳感器(如溫度傳感器、濕度傳感器),采用 5G RedCap 技術(shù),在保障傳輸可靠性的同時(shí),降低設(shè)備功耗 30% 以上,延長(zhǎng)傳感器電池壽命(從 1 年延長(zhǎng)至 1.5 年),減少更換維護(hù)成本與工作量。
衛(wèi)星通信融合組網(wǎng):在 5G 信號(hào)完全盲區(qū)(如偏遠(yuǎn)沙漠、深海油田),將工業(yè)路由器與衛(wèi)星通信模塊結(jié)合,實(shí)現(xiàn) “5G + 衛(wèi)星” 雙模聯(lián)網(wǎng),構(gòu)建 “空天地一體” 通信網(wǎng)絡(luò),確保測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)不中斷傳輸,消除網(wǎng)絡(luò)覆蓋死角。
AI 邊緣計(jì)算深化應(yīng)用:在工業(yè)路由器內(nèi)置 AI 算法,本地實(shí)現(xiàn)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)智能過(guò)濾(剔除 40% 無(wú)效數(shù)據(jù))、故障快速診斷(響應(yīng)時(shí)間<1 秒),進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,提升設(shè)備控制實(shí)時(shí)性,推動(dòng)測(cè)井車(chē)從 “數(shù)據(jù)傳輸終端” 向 “邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)” 轉(zhuǎn)型。
隨著全球能源轉(zhuǎn)型加速,石油勘探不僅追求效率提升,更注重 “精準(zhǔn)化、智能化、綠色化” 發(fā)展。4G/5G 物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與遠(yuǎn)程管控,減少現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與人員投入,降低能源消耗(如車(chē)輛空駛減少,油耗下降 15%);通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù),減少設(shè)備維修中的資源浪費(fèi),符合綠色勘探理念。
FIFISIM物聯(lián)將持續(xù)深耕4G/5G通信終端(工業(yè)路由器、智能網(wǎng)關(guān)、DTU等)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)卡服務(wù),結(jié)合石油測(cè)井行業(yè)需求,推出更適配的硬件產(chǎn)品與軟件服務(wù),助力測(cè)井車(chē)從 “數(shù)據(jù)采集終端” 升級(jí)為 “智能決策節(jié)點(diǎn)”,為全球油氣勘探提供更可靠、更高效的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施支撐,推動(dòng)行業(yè)向 “智慧測(cè)井” 全面轉(zhuǎn)型,為油氣資源的高效、安全開(kāi)發(fā)貢獻(xiàn)力量。