CN102073929A

CN102073929A - 基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统与方法

Info

Publication number: CN102073929A
Application number: CN2010106152279A
Authority: CN
Inventors: 檀朝东; 檀朝銮
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-05-25

Abstract

一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统与方法，所述系统包括：射频识别RFID芯片，植入所述管杆柱中，为所述管杆柱提供唯一标识，并存储所述管杆柱的管理信息；RFID读写装置，用于通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息；PC机，连接所述RFID读写装置，获取所述RFID芯片的信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控，并对所述管杆柱的信息进行存储和管理。该技术方案实现了井下管杆柱全生命周期过程的智能化动态识别、跟踪、评价、查询与管理，为油田井下管杆柱信息化管理提供了有效手段。

Description

基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统与方法

技术领域

本发明涉及RFID(Radio Frequency identification，射频识别)技术领域，特别涉及一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统与方法。

背景技术

目前，油田钻井、采油、注水、修井等作业工序所用井下管柱、杆柱、工具等的管理一直沿用传统的人工干预方式。从产品入库、仓储、发料、检定、下井、服役、修理、报废等环节，都要反复多次的数量清点、标记辨认、人工记录等烦琐工作，传统的产品识别效率低下，有时甚至无法辨认，尤其是井下在用的管杆柱、工具的服役情况的准确评价无法进行，无法保证每一根入井管、杆、工具的可靠性。这种人工干预的管理方式已经成为井下管杆柱管理信息化发展的技术瓶颈，因此，有必要寻找一种全新的井下管杆柱标识技术，实现井下管杆柱信息化管理。

现有技术中，在其他技术领域存在一些相关的信息管理技术，分别介绍如下：

公开号为CN101604414的中国专利申请，公开了一种基于RFID的物流服务质量评定方法，该方法包括：由安装在物品处理点处的RFID阅读器读到其携带的标签信息，根据所述标签信息记录所述货物到达各个物品处理点的时间，统计所有待评定货物的总路程到达时间，与总路程正常到达时间比较，得出物流服务准时到达率。

公开号为CN101046688的中国专利申请，公开了一种基于RFID的生产流水线的数据采集、通讯、控制装置，该装置包括：分别装于每个工作位对应的主轨道、支轨道上的RFID阅读器与一个模块中心数据处理单元连接，模块中心数据处理单元通过总线接口与上位机通讯，模块中心数据处理单元与终端数据处理单元连接，终端数据处理单元与终端输入部分、终端输出部分连接。

公开号为CN101256618的中国专利申请，公开了一种基于RFID的监控系统和方法，对要追踪的项目分配有标签模块，该模块可以用RFID读取器操作。在该系统中，标签模块通过电导耦合与进入点相连，该进入点可以在RFID的RF场中操作。

公开号为CN101661581的中国专利申请，公开了一种动产管理系统及方法，特别是涉及一种基于RFID技术对动产进出库状况及库存情况进行远程管理和控制的动产管理系统及方法。

上述现有技术普遍存在以下技术缺陷和不足：

1、在监测各个环节的工作状态方面，均未实现动态数据管理。

2、信息化管理方面，现有技术没有提到应用RFID技术，实现采购、出入库、物流、作业现场、服役、检测分级、报废等各环节全生命周期过程的智能化动态识别、跟踪、评价、查询与管理，提供有效手段。

3、现有技术没有提到RFID技术在油田井下管杆柱信息化管理方面的应用。目前油田井下管杆柱管理一直沿用传统的人工干预方式，传统的产品识别效率低下，有时甚至无法辨认，尤其是井下在用的管杆柱、工具的服役情况的准确评价无法进行，使油田井下管杆柱的跟踪和管理难以做到科学、可靠、便捷，很大程度上阻碍了油田井下管杆柱科学化管理的发展，无法保证每一根入井管、杆、工具的可靠性。

4、现有技术实现了基于RFID的监测，但数据缺乏深层次应用，除了实现数据的基本查询、统计等功能外，忽略了对设备生命周期过程的智能化动态识别、跟踪、评价、查询与管理，也没有建立一个油田井下管杆柱信息化管理网络。

发明内容

为了解决现有技术的缺陷，本发明实施例的目的是提供一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统与方法，以实现井下管杆柱全生命周期过程的智能化动态识别、跟踪、评价、查询与管理，为油田井下管杆柱信息化管理提供有效手段。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统，所述系统包括：射频识别RFID芯片，植入所述管杆柱中，为所述管杆柱提供唯一标识，并存储所述管杆柱的管理信息；RFID读写装置，用于通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息；PC机，连接所述RFID读写装置，获取所述RFID芯片的信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控，并对所述管杆柱的信息进行存储和管理。

所述RFID读写装置包括：固定式读写器或者手持式读写器。

所述手持式读写器，用于移动采集所述管杆柱全生命周期过程中各个阶段的信息。

所述RFID芯片中存储了所述管杆柱的信息包括下述信息的一种或多种组合：基础参数、检测参数、分级情况、使用井史、下井时间以及服役时间。

所述PC机包括：数据库单元，对所述管杆柱的信息进行存储和管理，接收外部信息查询命令，返回查询结果；监控单元，根据获取的管杆柱信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控；当达到预警条件时，发出报警信号。

所述监控单元，具体用于监控所述RFID的服役时间；当所述RFID芯片中存储的服役时间达到服役寿命时，发出报警信号。

所述监控单元，还用于监控所述管杆柱的下井顺序；当与预定的下井顺序不符时，发出报警信号。

为实现上述目的，本发明实施例还提供一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理方法，所述方法包括：将射频识别RFID芯片植入所述管杆柱中，所述RFID芯片为所述管杆柱提供唯一标识，并存储所述管杆柱的管理信息；通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息；根据所述RFID芯片的信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控，并对所述管杆柱的信息进行存储和管理。

所述通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息包括：通过无线射频网络移动采集所述管杆柱全生命周期过程中各个阶段的信息。

对所述管杆柱的工作状态进行监控包括：根据获取的管杆柱信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控；当达到预警条件时，发出报警信号。

具体地，可以监控所述RFID的服役时间，当所述RFID芯片中存储的服役时间达到服役寿命时，发出报警信号；或者，还可以是监控所述管杆柱的下井顺序；当与预定的下井顺序不符时，发出报警信号。

本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

1、提供一种基于RFID的油田井下管杆柱信息化管理系统。

2、管杆柱植入RFID芯片，芯片内储存了基础参数、检测参数、分级情况、使用井史、下井时间、服役时间等信息，彻底改变了传统井下管杆柱管理的理念，实现产品的信息化，利用无线射频可以对油田的井下管杆柱使用情况进行及时、有效、准确的监控，使井下管杆柱的管理更加规范化、系统化。

3、实现了跟踪评价井下管杆柱应用情况，形成井下管杆柱的完整应用档案，提供一套系统科学的井下管杆柱跟踪评价系统。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明保护范围的限定。在附图中：

图1为本发明实施例基于RFID的油田井下管杆柱信息管理系统构成示意图；

图2为本发明实施例RFID芯片植入油田井下管杆柱示意图；

图3为本发明实施例RFID芯片的工作原理示意图；

图4为本发明实施的系统进行动态数据采集的工作原理示意图；

图5为本发明实施例基于RFID的信息化油田井下管杆柱信息管理系统完整工作流程示意图；

图6为本发明实施例基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统。本系统采用物联网核心技术之一的RFID技术，利用装配或植入管杆柱以及工具内的RFID电子芯片，给每一根井下管杆柱以及工具配备一份独一无二的电子身份证，使油田井下管件的跟踪和管理做到科学、可靠、便捷，为油田井下管杆柱信息化管理提供有效手段。本系统具有快速识别、高可靠性、高保密性等特点，实现对油田井下管杆柱全生命周期过程的智能化动态跟踪与管理，可广泛用于油田物资管理业务。

图1为本发明实施例基于RFID的油田井下管杆柱信息化管理系统构成示意图。如图1所示，该系统包括：射频识别RFID芯片10，植入所述管杆柱中，为所述管杆柱提供唯一标识，并存储所述管杆柱的管理信息；RFID读写装置20，用于通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息；PC机30，连接所述RFID读写装置，获取所述RFID芯片的信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控，并对所述管杆柱的信息进行存储和管理。

具体地，RFID读写装置20包括：固定式读写器201或者手持式读写器202。所述手持式读写器，用于移动采集所述管杆柱全生命周期过程中各个阶段的信息。固定式读写器201或手持式读写器202与井下管杆柱的RFID芯片10之间按约定的通信协议传递信息。

具体地，所述RFID芯片10中存储了所述管杆柱的信息包括下述信息的一种或多种组合：基础参数、检测参数、分级情况、使用井史、下井时间以及服役时间。

如图1所示，PC机30进一步包括：数据库单元301，对所述管杆柱的信息进行存储和管理，接收外部信息查询命令，返回查询结果；监控单元302，根据获取的管杆柱信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控；当达到预警条件时，发出报警信号。

可选地，所述监控单元，具体用于监控所述RFID的服役时间；当所述RFID芯片中存储的服役时间达到服役寿命时，发出报警信号。

可选地，所述监控单元，还用于监控所述管杆柱的下井顺序；当与预定的下井顺序不符时，发出报警信号。

具体地，所述监控单元通过手持式读写器202监测管杆柱下入顺序是否正确，是否符合作业的标准设计方案；并跟踪井下管杆柱实际应用情况，评估井下管杆柱工作状况。

该系统的工作原理是：将RFID芯片植人井下管杆柱内，使其具有电子标识功能，RFID芯片与RFID读写装置通过无线射频网络实现数据的读取与改写；同时，读写装置与PC机通过数据线连接，结合相应的数据库软件进行管理。该RFID读写装置可以是固定式读写器或者是手持式读写器，手持式读写器可以直接与内植有RFID芯片的井下管杆柱进行无线的数据读取与改写；同时手持式读写器上配备USB插口，可以与PC机相连进行数据传送、下载与修改。数据库管理系统对油井下管杆柱信息进行管理，记录标识号码、日期、时间以及设备的相关信息。

本发明实施例的井下管杆柱信息化管理系统，覆盖井下管杆柱的采购、出入库、物流、作业现场、服役、检测分级、报废等各环节，提供给油田井下管杆柱力学及性能评估软件进行分析计算，形成一套科学完整的井下管杆柱跟踪评价结果，如寿命预测、监测报警、经济评价、作业设计质量评价等。

图2为RFID芯片植入油田井下管杆柱示意图，按图2所示，将RFID芯片植入油田井下管杆柱内，RFID芯片内储存了基础参数、检测参数、分级情况、使用井史、下井时间、服役时间等信息。RFID芯片内有耦合元件和内置天线，配用的手持式或固定式识读器与其可按约定的通信协议进行非接触式自动传递信息。如图3所示，其中，数据采集器与PC机连接，从固定式或手持式读写器中获得RFID芯片中的信息，然后发送给PC机进行数据处理；本实施例的数据采集器可以是PDA或便携式客户端，类似PC机功能。

图4为本实施的系统进行动态数据采集的工作原理示意图。如图4所示，在施工作业时，可以用手持式数据识读采集器，直接与RFID芯片进行数据通讯传输，或者用手持式或便携式数据采集器与固定式识读器通过串口适配器连接，实现移动数据采集。有固定式读写器但没有PC机时，可以通过手持式采集器，读取固定式读写器中的存储数据，然后再通过手持式采集器导入PC机中。通过手持式的移动数据采集，可以在产品入库、仓储、发料、检定、下井、服役、修理、报废等环节中起全程管理的作用。

图5为本发明实施例基于RFID的信息化油田井下管杆柱管理系统完整工作方法的流程示意图。如图5所示，固定式RFID读写器或手持式RFID读写器从RFID芯片中读取管杆柱的信息；通过RS232串口或USB接口与PC机相连，将读取的数据直接传输至PC机的数据库系统，以记录标识号码、日期、时间以及设备的所有详细信息。数据库系统具有记录、编辑、分类、查询、计划、配送等功能。利用动态数据采集功能，跟踪记录井下管杆柱使用状态，进行计算分析，形成系统科学的跟踪评价结果，实现设备的监控报警、寿命预测以及质量评价，用于指导生产设计与施工。

基于前述实施例的系统架构，本发明实施例还提供一种无线射频技术的井下管杆柱信息管理方法，图6为该方法的整体流程图，如图6所示，该方法包括：

S601、将射频识别RFID芯片植入所述管杆柱中，所述RFID芯片为所述管杆柱提供唯一标识，并存储所述管杆柱的管理信息；

S602、通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息；

S603、根据所述RFID芯片的信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控，并对所述管杆柱的信息进行存储和管理。

可选地，S602包括：通过无线射频网络移动采集所述管杆柱全生命周期过程中各个阶段的信息。

可选地，S603包括：根据获取的管杆柱信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控；当达到预警条件时，发出报警信号。如：可以监控所述RFID的服役时间，当所述RFID芯片中存储的服役时间达到服役寿命时，发出报警信号；或者，还可以是监控所述管杆柱的下井顺序；当与预定的下井顺序不符时，发出报警信号。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统，其特征在于，所述系统包括：

射频识别RFID芯片，植入所述管杆柱中，为所述管杆柱提供唯一标识，并存储所述管杆柱的管理信息；

RFID读写装置，通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息；

PC机，连接所述RFID读写装置，获取所述RFID芯片的信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控，并对所述管杆柱的信息进行存储和管理。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RFID读写装置包括：固定式读写器或者手持式读写器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述手持式读写器，用于移动采集所述管杆柱全生命周期过程中各个阶段的信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RFID芯片中存储了所述管杆柱的信息包括下述信息的一种或多种组合：基础参数、检测参数、分级情况、使用井史、下井时间以及服役时间。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PC机包括：

数据库单元，对所述管杆柱的信息进行存储和管理，接收外部信息查询命令，返回查询结果；

监控单元，根据获取的管杆柱信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控；当达到预警条件时，发出报警信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

8.一种基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理方法，其特征在于，所述方法包括：

将射频识别RFID芯片植入所述管杆柱中，所述RFID芯片为所述管杆柱提供唯一标识，并存储所述管杆柱的管理信息；

通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息；

根据所述RFID芯片的信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控，并对所述管杆柱的信息进行存储和管理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过无线射频网络读取所述RFID芯片中的信息包括：通过无线射频网络移动采集所述管杆柱全生命周期过程中各个阶段的信息。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述管杆柱的工作状态进行监控包括：根据获取的管杆柱信息，对所述管杆柱的工作状态进行监控；当达到预警条件时，发出报警信号。