井控语音系统及井控通讯方法

技术领域

本发明涉及井控通讯设备领域，具体为一种井控语音系统及井控通讯方法。

背景技术

井控，即对油气井的压力控制的简称，也就是采取一定的方法控制地层压力，基本上保持井内压力平衡，保证作业施工的顺利进行和工艺技术和措施。井控技术已从单纯的防喷发展成为保护油气层，防止破坏资源，防止环境污染的重要保证。在井控工作中，最重要的工作就是实时钻井监控，即实时钻井参数的采集、分析和报警预警，在此过程中，报警系统系关施工安全全过程，更是安全、健康、环保的具体保障。

但是，仅从报警系统的功能来说，报警系统紧紧局限在泛泛的声光报警信号警示中，并没有针对具体的施工参数进行语音识别报警和示警，即报警的覆盖面是模糊而不明确的，只是大概的警示。所以，如果有一种系统能够就实时钻探参数进行实时语音播报，即让作业区域范围内的关键施工人员随时掌握实时钻探参数动态的语音识别、如临其境，掌握井控动态，这种数字语音联合系统是迫切需要的。为此，创新发明创造了“油气勘探井控移动语音系统”，该系统实现了真正意义上的井控移动掌控。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种井控语音系统。

其技术方案如下：

一种井控语音系统，包括数据显示模块和音频播放装置、数据采集装置、数据计算模块、语音模块；所述数据采集装置与井场数据传输系统(WITS）通讯连接，所述数据计算模块与所述数据采集装置通讯连接，所述数据计算模块分别与所述数据显示模块、语音模块通讯连接，所述语音模块与所述音频播放装置通讯连接。

进一步的，所述数据采集装置通过数据获取插件与井场数据传输系统(WITS）建立通讯连接，所述语音模块包括语音库模块，所述语音库模块与所述音频播放装置通讯连接，所述语音模块还包括与语音库模块通讯连接的语音控制模块，还包括与所述语音控制模块通讯连接的音频输出模块。

更进一步的，还包括与所述音频输出模块无线通讯连接的音频接收模块，和与所述数据计算模块通讯连接的数据库。

本发明的有益效果是：

在石油钻井施工工作中，没有井控智能移动语音系统实时播报系统，靠的是相关人员的工作协调和配合，而没有对单点人员进行现场井控全覆盖，发明设计的井控智能移动语音系统创造了以下功能和优点：

（1）声光语音报警详细辨识相配合，有利于井控实时状态掌握；

（2）避免了工作人员井控掌控覆盖面窄，不利于实时井控安全的不良工作环境；

（3）将井场的工作区全部囊括，实现了井场井控的全员覆盖；

（4）不再只依赖于报警信号传播和理解，提供了工作人员在实时工作岗位上采取即时措施的可能性；

（5）钻井井场区域工作人员对实时井控掌握实现了全流程，提升了工作协调性；

（6）加强了井控专职服务人员工作积极性，为及时掌握重点管控提供了软硬件技术保障；

（7）有效避免了工作环节上的步骤差，消除了潜在的安全隐患。

附图说明

图1是实施利一井控语音系统示意图；

图2是实施例二井控语音系统示意图；

图3是井控语音系统工作原理示意图；

图中：1.数据采集模块 2.数据计算模块 3.语音库模块 4.数据显示模块 5.语音控制模块 6.音频输出模块 7.音频接收模块 8.井场数据传输系统(WITS）9.数据库 10.音频播放装置。

具体实施方式

请参阅图1，一种井控语音系统，包括数据显示模块、音频播放装置、数据采集装置、数据计算模块、语音模块。

所述数据采集装置与井场数据传输系统(WITS）通讯连接，所述数据计算模块与所述数据采集装置通讯连接，所述数据计算模块分别与所述数据显示模块、语音模块通讯连接，所述语音模块与所述音频播放装置通讯连接。

所述数据采集模块通过数据获取插件与录井仪Wits接口建立通讯连接，实时接收数据，根据设定的配置文件信息，Wits数据与参数对应关系等设置，采用TCP/IP协议通讯方式。

所述数据计算模块将数据采集模块实时采集到的数据进行整米计算，且根据参数类型选择不同的计算方式，如：钻压、立压、转速、体积等实时钻井参数取整米平均值；而对于全烃、甲烷、二氧化 碳、硫化氢等气体参数按迟到参数取整米最高值。

所述语音模块包括语音库模块，所述语音库模块按照语音播报数据的原理进行设计，即首先将钻压、钻时、体积、全烃、迟到井深等所有录井参数名称和数字从0 到9制作成（& . wav）格式的波形声音文件，系统通过TCP/IP协议实时接收到Wits程 序发送的数据后，根据整米或时间间隔调用并按顺序播放相对应实时数据的声音文件；所述语音库模块与所述音频播放装置通讯连接，所述数据计算模块将差值数据传输到语音库模块，所述语音库模块将差值数据转换为相应的声音文件后传输到音频播放装置进行语音播报，播报内容为参数名称加参数值，并将当前数据列表背景色跳转为红色，以提醒井控关键岗位施工人员及时接收到参数异常情况报告。

所述数据显示模块是将数据计算模块计算后的数据经过分类后显示到相对应的程序窗口上。用户可自行选择需要进行显示和语音播报的参数，将计算岀的当前整米数据以列表的方式显示到整米数据窗口上。

实施例二：

一种井控语音系统，包括数据显示模块、音频播放装置、数据采集装置、数据计算模块、语音模块、音频输出模块、音频接收模块，所述语音模块包括语音库模块和语音控制模块。

所述语音库模块分别与所述音频播放装置、语音控制模块通讯连接，所述语音控制模块与所述音频输出模块通讯连接，所述音频输出模块与所述音频接收模块无线通讯连接。

所述语音控制模块完成信号调理和信号采集功能，它将原始的语音信号转换成语音脉冲序列，该模块主要包括声/电转换，信号调理和采样等信号处理过程；

所述音频输出模块按设定条件播报需要的参数，采用调频模式，可根据语音识别的结果，输出相应的播报信号。

所述音频接收模块使用音频接收装置，在相同调频模式下接收音频输出模块的播报信号。

实施例三：

一种井控语音系统，该系统通过TCP/IP协议实时接收Wits（井场信息传输规范）程序发出的数据，将接收到的数据进行分类、计算、显示、存储，最后按井控关键参数以语音形式通过语音接收器报送给井控相关关键岗位施工作业人员。

该系统包括数据采集模块、数据计算模块、语音库模块、数据显示模块、语音控制模块和音频输出模块组成。

1.数据采集模块。数据采集模块根据设定的配置文件信息，Wits数据与参数对应关系等设置，采用TCP/IP协议通讯方式，数据获取插件与录井仪Wits接口建立连接，实时接收数据；

2.数据计算模块。数据计算模块是对实时采集到的数据进行整米计算，且根据参数类型选择不同的计算方式，如：钻压、立压、转速、体积等实时钻井参数取整米平均值；而对于全烃、甲烷、二氧化 碳、硫化氢等气体参数按迟到参数取整米最高值。计算完成后按整米将实时钻井参数存入实时深度库，将迟到参数按整米存入迟到数据库。同时，数据计算模块还可对当前米数据和上米数据进行对比计算，然后将计算岀的差值进行语音播报，以提示井控关键岗位施工人员及时接收到参数异常情况报告;

3. 语音库模块。语音库模块按照语音播报数据的原理进行设计，即首先将钻压、钻时、体积、全烃、迟到井深等所有录井参数名称和数字从0 到9制作成（& . wav）格式的波形声音文件，系统通过TCP/IP协议实时接收到Wits程 序发送的数据后，根据整米或时间间隔调用并按顺序播放相对应实时数据的声音文件；

4. 数据显示模块。数据显示模块是将采集到的数据经过分类、计算后显示到相对应的程序窗口上。用户可自行选择需要进行显示和语音播报的参数，将计算岀的当前整米数据以列表的方式显示到整米数据窗口上, 同时与上米钻时数据进行对比计算，如差值大于或小于已设定的门限值时, 启动语音播报数据, 播报内容为参数名称加参数值，并将当前数据列表背景色跳转为红色，以提醒工作人员注意；

5.语音控制模块。该模块采用EL-07调频发射机，所述EL-07调频发射机的音频输入端口与语音库模块通讯连接，语音控制模块完成信号调理和信号采集功能，它将原始的语音信号转换成语音脉冲序列，该模块主要包括声/电转换，信号调理和采样等信号处理过程；

6.音频输出模块。音频输出模块按设定条件播报需要的参数，采用调频模式，可根据语音识别的结果，输出相应的播报信号。

7.音频接收模块。该模块采用UV638Plus摩托罗拉对讲机，调频后与所述EL-07调频发射机无线通讯连接，所述音频接收模块使用音频接收装置，在相同调频模式下接收音频输出模块的播报信号。

井控移动语音系统结合了数据监测和语音报送，能够对录井参数进行实时语音报送，提高了异常数据变化的发现率和辨识率，具体化、形象化了参数异常报警模式，同时，该系统能够将数据按照深度和时间进行保存，便于数据资料的整理和查询。该系统在井场上的应用，不仅降低了工作人员在值班过程中漏失异常数据发现风险，而且提高了对实时数据异常变化判别及时率，是油气勘探井控工作的重要组成部分。