CN105735943A - 测试和认证石油和天然气设备的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管理井设备装置的测试和认证的系统、认证石油和天然气井设备的系统、以及用于测试和认证井设备装置的方法。所述管理井设备装置的测试和认证的系统包括：多个测试设备，执行至少一个测试操作；输入/输出单元，与多个测试设备交互；计算装置，与所述输入/输出单元相关联并且被配置为：接收与选择的井设备装置相关联的装置标识符；基于装置标识符识别选择的井设备装置；基于所述识别，获取与选择的井设备装置有关的装置测试规范和测试序列，使得至少两个测试设备执行至少一个测试操作，至少两个测试设备各个根据装置测试规范和测试序列对选择的井设备装置执行至少一个测试操作，以及基于所述执行，生成选择的井设备装置的测试数据。

Description

测试和认证石油和天然气设备的系统和方法
本申请是申请日为2011年05月02日、申请号为201180032488.0、发明名称为“测试和认证石油和天然气设备的机器、系统、计算机实施的方法和计算机程序产品”的发明专利申请的分案申请。
相关申请
本申请要求优先权，并且与2010年4月30日提交的题为“测试和认证石油和天然气设备的机器、系统、计算机实施的方法和计算机程序产品”的61/330，248号美国临时专利申请相关，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本发明涉及石油和天然气生产。在更具体的方面中，本发明涉及测试和认证石油和天然气生产中使用的设备。
背景技术
石油和天然气的生产需要专门的井设备，如在极端条件下作业的管道，阀门，接头和配件，所述极端条件包括例如高压、高温、高挥发性和高腐蚀性。这样的条件加速井设备的快速磨损，并增加故障的潜在可能。此外，当井设备发生故障时，故障的影响通常是灾难性的。例如，井设备的故障可以引起巨大的爆炸，所述巨大的爆炸会伤害工人、破坏财产、并在相当长的时间停止作业——在责任、修理和损失的收入方面可能耗资数百万美元。
特别容易受到灾难性故障影响的井设备包括例如在被称为“压裂(fracing)”或“液裂(fracking)”的水力压裂的过程中所使用的设备。压裂的过程通过高压泵送流体到岩层而形成或扩展在地下岩层中的裂缝。例如，流体驱动的裂缝在钻井作业时可以在钻孔形成，然后“长大”或扩展到岩层中。所注入的流体可能含有要放入裂缝从而保持它们张开的诸如沙粒或陶瓷的“支撑剂”颗粒。压裂用来提高可以从矿藏生产石油和天然气的速率，并且压裂对于从具有低孔隙度和渗透性的地层(如页岩岩石和深深低于地球表面的其它地层)提取石油和天然气是尤其有用的。石油和天然气井的水力压裂中使用的设备可以包括例如浆料混合器、高压力/容积压裂泵、高压处理铁具(treatingiron)和(称为“压裂铁具”的或者简称“铁具”的)其他管道、接头、阀门和配件。例如，压裂铁具可以包括旋转接头、短接头、塞阀、止回阀和卸压阀。
为了减小他们的故障的可能性和影响，压裂铁具必须按照一定的规范进行定期检查和重新认证，这可以由例如压裂铁具的制造商或者操作者提供。由于故障的可能性和影响，可以以90天一次的频率进行检查，检查和重新认证通常需要几种不同的测试过程，其可以包括例如钻孔、连接、密封表面的目视检查；例如使用超声波测量来检查侵蚀或腐蚀的壁厚度测量；例如使用磁性颗粒测量的裂纹测试；以及例如超过20,000磅每平方英寸(PSI)的压力测试。
认证压裂铁具的以前公知的方法冗长而费力，通常持续一至三个星期，而且需要人工测试员控制所有的测试、手动记录结果、并随后将结果录入数据库——由于停机时间而耗费了宝贵的生产能力。
而且，先前公知的认证压裂铁具的方法易受由于认证的手动密集性而导致的不一致性影响，所述不一致性例如为测试操作的不一致的执行以及对规定的测试规范的不一致的遵守。而且，例如，通过手动输入来创建认证记录，将人为错误以及记录和测量方差引入到认证记录中。
而且，先前公知的认证压裂铁具的方法容易受操作的低效率影响。例如，认证记录被保存在硬拷贝中，这使现场操作人员在作业场地(可能是例如海上钻井平台的远程位置)时无法容易地访问认证。此外，不能从中央控制中心跟踪、更新或报告认证记录和与之相关的测试结果。
发明内容
本发明的实施例提供改进测试管理、认证管理、现场运营管理和资产管理的用于测试和认证井设备的系统、方法和机器。例如，本发明的实施例通过提供控制测试操作的系统解决方案提高测试和认证井设备的效率。此外，本发明的实施例通过在测试操作进行时立即无缝地生成、存储和处理测试数据来提高测试和认证井设备的效率，允许用户实时地查看测试数据。此外，本发明的实施例通过根据多种格式或用户标准响应于测试数据动态生成证书和报告来提高测试和认证井设备的效率。
此外，根据本发明的实施例的井设备测试受益于有效的和安全的操作的增加的可能性，因为本发明的实施例系统地确保测试人员使用适当的测试规范，并根据限定的测试序列执行所有的测试操作。此外，根据本发明的实施例测试的井设备受益于有效的和安全的操作的增加的可能性，因为本发明的实施例系统地确保根据限定的测试规范而没有通过任意测试序列的设备在系统中被去除并且无法进行进一步的测试或者操作。此外，根据本发明实施例的井设备测试受益于有效和安全的操作的增加的可能性，因为操作人员可以更容易地按需和在现场访问证书，包括全面的测试和认证数据。此外，井设备制造商和供应商可以通过更多地了解真实世界的井设备装置的磨损模式和磨损速率而加强研究和开发努力，受益于本发明的实施例。
鉴于上述情况，申请人已提供了一种管理井设备装置的定期测试和认证的机器，通过对井设备装置进行一个或多个测试操作的多个测试设备来使所述测试和认证便利。所述机器包括处理器、非临时性存储器、与多个测试设备通信的输入/输出单元、被安置为将装置标识符与井设备装置、测试规范和多个测试序列进行匹配的数据库。所述机器还包括存储在所述存储器中的测试模块，所述存储器是有形的、非临时性的计算机可读存储介质，并且测试模块可以由处理器操作，所述测试模块包括一组指令，当处理器执行这组指令时，这组指令使得测试模块执行操作。测试模块的操作包括识别选择的井设备装置、装置测试规范和多个测试序列，所述识别操作响应于接收选择的井设备装置的装置标识符，所述多个测试序列中的每个测试序列将由所述多个测试设备中的相应的测试设备执行，每个测试序列限定测试操作的序列。
测试模块的操作进一步包括：选择所述多个测试序列中的测试序列，所述选择操作响应于选择的井设备装置被安置为使得用于所述选择的测试序列的相应的测试设备可以对选择的井设备装置执行测试操作。
测试模块的操作进一步包括控制用于所述选择的测试序列的相应的测试设备，从而所述相应的测试设备对所述选择的井设备装置执行测试操作的序列，响应于所述装置测试规范而执行所述测试操作的序列。测试模块的操作进一步包括响应于接收到来自执行所述测试操作的序列的用于选择的测试序列的相应的测试设备的输出，生成所述选择的测试序列的测试数据。
测试模块的操作进一步包括在所述数据库中将所述选择的测试序列的所述测试数据链接到所述选择的井设备装置的所述装置标识符，从而可以响应于此生成证书；以及
所述机器还包括存储在存储器中的认证模块，所述存储器是有形的，非临时性的计算机可读存储介质，并且所述认证模块可以由所述处理器操作，所述认证模块包括一组指令，这组指令在由所述处理器执行时，使认证模块执行特定操作。
认证模块的操作包括识别选择的井设备装置、装置测试规范和用于多个测试序列的测试数据，所述识别操作响应于接收到所述选择的井设备装置的装置标识符。
认证模块的操作进一步包括响应于用于所述多个测试序列的所述测试数据，生成所述选择的井设备装置的证书，响应于所述装置测试规范而已经对所述选择的井设备装置执行了所述多个测试序列。
认证模块的操作进一步包括在所述数据库中将所述选择的井设备装置的所述证书链接到所述选择的井设备装置的所述装置标识符，从而可以响应于所述装置标识符容易地从所述数据库回调所述证书。
此外，鉴于上述情况，申请人已提供了一种认证石油和天然气井设备的系统。所述系统包括限定多个井设备装置的用于井设备中的多个装置，所述多个井设备装置中的每个井设备装置具有与其相关联的装置标识符。所述系统进一步包括中央管理服务器，其被安置为响应于接收到选择的井设备装置的装置标识符，识别装置测试规范以及用于所述选择的井设备装置的多个测试序列，所述装置测试规范以及所述多个测试序列限定所述井设备装置的认证标准。该系统进一步包括：多个测试设备，每个测试设备被安置为对所述井设备装置执行测试序列，所述测试序列是测试操作的序列，响应于所述装置测试规范执行所述测试操作的序列。该系统进一步包括多个控制器，每个控制器被安置为响应于所述测试标准从所述中央管理服务器接收命令，并响应于所述装置测试规范控制所述多个测试设备对所述选择的井设备装置执行所述测试操作的序列。所述系统进一步包括响应于所述多个测试设备对所述井设备装置执行所述多个测试序列而生成的证书，所述证书指示选择的井设备装置是否已经根据所述认证标准在预选的时间段内被测试。
此外，鉴于上述情况，申请人还提供了一种管理多个井设备装置的定期测试的计算机实施的方法，通过对所述多个井设备装置执行一个或多个测试操作的多个测试设备使所述测试便利。所述计算机实施的方法包括：接收多个井设备装置中的选择的井设备装置的装置标识符。所述计算机实施的方法进一步包括：识别所述选择的井设备装置、装置测试规范和多个测试序列，所述识别操作响应于所述接收操作，所述多个测试序列的每个测试序列将由所述多个测试设备中的相应的测试设备执行，每个测试序列限定测试操作的序列。所述计算机实施的方法进一步包括选择所述多个测试序列中的测试序列，以限定选择的测试序列，所述选择操作响应于选择的井设备装置被安置为使得用于所述选择的测试序列的相应的测试设备可以对所述选择的井设备装置执行测试操作。所述计算机实施的方法进一步包括响应于所述装置测试规范，校准用于所述选择的测试序列的所述相应的测试设备。所述计算机实施的方法进一步包括控制用于所述选择的测试序列的所述相应的测试设备，从而所述相应的测试设备对所述选择的井设备装置执行所述测试操作的序列，所述测试操作的序列响应于所述装置测试规范来执行。所述计算机实施的方法进一步包括响应于从执行所述测试操作的序列的、用于选择的测试序列的所述相应的测试设备接收到输出来生成所述选择的测试序列的测试数据。所述计算机实施的方法进一步包括在数据库中将所述选择的测试序列的所述测试数据链接到所述选择的井设备装置的所述装置标识符，从而可以响应于此而生成证书。
此外，在鉴于上述情况，申请人还提供了一种管理多个井设备装置的定期测试的计算机程序产品。所述计算机程序产品可以存储在存储器中，所述存储器是有形的，非临时性的计算机可读的存储介质，并且该计算机程序产品可以由处理器操作。所述计算机程序产品包括一组指令，当处理器执行这组指令时，这组指令使得测试模块执行特定操作。所述计算机程序产品执行的操作包括：识别选择的井设备装置、装置测试规范和多个测试序列，所述识别操作响应于接收到选择的井设备装置的装置标识符，所述多个测试序列中的每个测试序列将由多个测试设备中的相应的测试设备执行，每个测试序列限定测试操作的序列。所述计算机程序产品执行的操作进一步包括选择所述多个测试序列中的测试序列，所述选择操作响应于选择的井设备装置被安置为使得用于所述选择的测试序列的相应的测试设备可以对选择的井设备装置执行测试操作。所述计算机程序产品执行的操作进一步包括控制用于所述选择的测试序列的所述相应的测试设备，从而所述相应的测试设备对选择的井设备装置执行所述测试操作的序列，响应于所述装置测试规范执行所述测试操作的序列。所述计算机程序产品执行的操作进一步包括响应于接收到来自执行所述测试操作的序列的、用于选择的测试序列的相应的测试设备的输出，生成所述选择的测试序列的测试数据。所述计算机程序产品执行的操作进一步包括在所述数据库中将所述选择的测试序列的所述测试数据链接到所述选择的井设备装置的所述装置标识符，从而可以响应于此生成证书。所述计算机程序产品执行的操作进一步包括识别选择的井设备装置、装置测试规范和多个测试序列的测试数据，所述识别操作响应于接收到所述选择的井设备装置的装置标识符。所述计算机程序产品执行的操作进一步包括响应于所述多个测试序列的所述测试数据，生成所述选择的井设备装置的证书，响应于所述装置测试规范而已经对所述选择的井设备装置执行了所述多个测试序列。所述计算机程序产品执行的操作进一步包括在所述数据库中将所述选择的井设备装置的所述证书链接到所述选择的井设备装置的所述装置标识符，从而可以响应于所述装置标识符容易地从所述数据库回调所述证书。
此外，在鉴于上述情况，申请人还提供了一种管理井设备装置的测试和认证的系统，所述系统包括：多个测试设备，所述多个测试设备中的每一个被配置为执行至少一个测试操作；输入/输出单元，与所述多个测试设备交互；计算装置，与所述输入/输出单元相关联并且被配置为：接收与选择的井设备装置相关联的装置标识符；基于所述装置标识符识别所述选择的井设备装置；基于所述选择的井设备装置的识别，获取与所述选择的井设备装置有关的装置测试规范和测试序列，使得所述多个测试设备中的至少两个测试设备执行所述至少一个测试操作，所述至少两个测试设备各个被配置为根据所述装置测试规范和所述测试序列对所述选择的井设备装置执行所述至少一个测试操作，以及基于由所述至少两个测试设备执行的至少一个测试操作，生成所述选择的井设备装置的测试数据。
此外，在鉴于上述情况，申请人还提供了一种认证石油和天然气井设备的系统，所述系统包括：数据库，用于存储多个井设备装置的多个测试规范以及多个装置标识符；中央管理服务器，被配置用于：接收当前不在生产操作中使用并且不与在生产操作中使用的井设备装置流体连通的选择的井设备装置的装置标识符，以及响应于接收到所述装置标识符，识别所述选择的井设备装置，从所述井设备装置的多个测试规范识别装置测试规范，其中所述装置测试规范限定所述选择的井设备装置的认证标准；至少一个控制器，被配置为根据所述认证标准从所述中央管理服务器接收命令，并控制测试仓库或测试拖车中的多个测试设备，每一个测试设备被配置为根据所述装置测试规范对所述选择的井设备装置执行不同的测试，根据所述装置测试规范对所述测试仓库或测试拖车中的所述选择的井设备装置执行不同的测试。
此外，在鉴于上述情况，申请人还提供了一种用于测试和认证井设备装置的方法，所述方法包括：使输入/输出单元与不在生产操作中使用并且不与在生产操作中使用的井设备装置流体连通的多个测试设备交互，所述多个测试设备中的每一个被配置为执行至少一个测试操作；使用计算装置，选择在生产操作中使用并且与在生产操作中使用的井设备装置流体连通的井设备装置，并且将所述选择的井设备装置从生产操作中的使用中移除，使得所述选择的井设备装置不在生产操作中使用并且不与在生产操作中使用的井设备装置流体连通；在所述计算装置处接收与所述选择的井设备装置相关联的装置标识符；使用所述计算装置，基于所述装置标识符，获取与所述选择的井设备装置有关的装置测试规范和测试序列；使用所述计算装置，使得所述多个测试设备中的至少一个测试设备执行所述至少一个测试操作，所述至少一个测试设备被配置为根据所述装置测试规范和所述测试序列对所述选择的井设备装置执行所述至少一个测试操作，以及使用所述计算装置，基于由所述至少一个测试设备执行的至少一个测试操作，生成所述选择的井设备装置的测试数据；如果所述测试数据指示所述选择的井设备装置对于在生产操作中使用是安全的，则将所述选择的井设备装置放置回到在生产操作中使用并且与在生产操作中使用的井设备装置流体连通。
附图说明
因此，可以更详细地理解本发明的特征和优点以及将变得显而易见的其他内容的方式，通过参考在构成本说明书的一部分的所附的附图中示出的本发明的实施例，可以具有上面简要概括的本发明的更具体的描述。然而，也应当注意，附图只示出本发明的各种实施例并且因此不应被认为是限制本发明的范围，因为它也可包括其他有效的实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的用于认证井设备的系统的组件之间的示例性的数据流和交互的示意图；
图2是示出根据本发明的实施例的用于认证井设备的中央管理服务器的示例性的组件和连接的示意图；
图3是示出根据本发明的实施例的用于认证井设备的示例性的程序产品逻辑和计算机实施的方法的流程图；
图4是示出根据本发明的实施例的示例性的数据结构的数据库图；
图5是根据本发明的实施例的示例性的证书；
图6-图8是示出根据本发明的实施例的示例性处理流程的流程图；
图9-图23是根据本发明的实施例的示例性的测试界面显示；
图24-图25是根据本发明的实施例是示例性的报告界面显示。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更充分地描述本发明，所述附图示出了本发明的各种实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式体现并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施例。而是，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将充分地将本发明的范围传达给本领域技术人员。应当充分认识到的是，可以单独地或以任何合适的组合使用下面讨论的各种实施例的不同教导以产生所需要的结果。当阅读对各个实施例的下面的详细描述时，并且通过参照附图，上面提到的各种特性以及在下面更详细描述的其它特征和特性对于本领域技术人员来说将更容易变得显而易见。在附图和随后的描述中，相同的部分在整个说明书和附图中分别用相同的参考标号来标记。“’(prime)”符号(如果使用的话)指示替代实施例中的相似元件。这些附图不一定是按比例绘制。本公开的某些特征可能在比例上被夸大示出或以稍微示意性的形式示出，为了清楚和简洁起见，可能不会示出传统元件的一些细节。
因此，本发明的实施例通过满足减轻井设备故障的可能性和影响的前面的目标，提高操作井设备的安全性、有效性和效率。在本发明的实施例中，“井设备装置”包括石油和天然气井的水力压裂中使用的设备和装置，即，“高压水力压裂流铁具”、“压裂铁具”或者简单地说“铁具”。压裂铁具可以包括例如浆料混合器、高压力/容积压裂泵、高压处理铁具以及其他管道、接头、阀门和配件。例如，压裂铁具可以包括旋转接头、短接头、塞阀、止回阀和卸压阀。而且，作为示例，压裂铁具可以包括任何类型的球进样器、鸟足(crow’sfoot)、气室、转接头、软管、管道/管路、软管环、球进样器T型体、T型接头(Tee)、Y型接头(wye)、分支管道(lateral)、直角弯接头(ELL)、止回阀、塞阀、井楼适配器、旋转接头、塞子、卸压阀、密度计、十字管(cross)、压裂泵、或水泥泵。本领域的技术人员将理解，本发明的实施例不限于与石油和天然气井中有关的使用，而是本发明的实施例适用于用于测试或认证任何工业设备或装置并在设备的寿命中的任何阶段(包括制造期间或之后，以及使用或进行作业之前、期间或之后)的过程。
图1示出了用于执行测试模块220和认证模块210的操作的中央管理服务器100。中央管理服务器100被安置为与多个测试设备110进行通信。所述多个测试设备110能够对选择的井设备装置101进行测试操作。中央管理服务器100被安置为系统地控制对井设备装置101的测试操作的执行，系统地记录和处理这种测试操作的结果，并响应于这种记录和处理系统地生成证书。将具体参照附图在本文进一步描述提供用于认证井设备的系统、方法以及机器的本发明的实施例。
中央管理服务器100
如在图2所示的中央管理服务器100的实施例可以配置为计算机、服务器、或者分布式计算机或服务器的机器，其至少包括非临时性存储器240，程序产品210、220和230，一个或多个处理器251，一个或多个输入/输出装置(“I/O”)252。
I/O252将中央管理服务器100连接到数据库170、测试接口150以及一个或多个测试设备110(虽然表示为一个块，本技术领域技术人员将理解，多个测试设备110可包括一个或多个到I/O的链接)，以由此允许中央管理服务器100发送和接收命令和数据。I/O252可以是任何I/O，包括但不限于由PCI(PeripheralComponentInterconnect，外围组件互连)总线连接到主板的网络卡/控制器，或者内置在中央管理服务器100的主板中以将其连接到前述数据库、接口和设备的硬件。
如本领域技术人员将理解的，I/O252可以将中央管理服务器100连接到具有合适的物理接口的任何其他兼容的机器、服务器、系统、装置或设备，并且I/O252和/或非临时性存储器240上的计算机程序产品210、220和230可以被安置为理解、转换或翻译这种机器、服务器、系统、装置或设备的应用或通信协议，而无论本地协议是什么。而且，本领域技术人员将理解，I/O252可以包括或以其他方式合并用于实施与前述装置中任何一个的连接所必需的任何逻辑或物理技术，包括例如集线器、交换机、路由器、转换器、放大器和无线收发器。例如，如本文将要进一步描述的，I/O252也可以将中央管理服务器100连接到与射频识别(RFID)装置进行交互的装置，所述射频识别装置例如为RFID读取器或询问器130和RFID写入器140。如本文还将进一步讨论的，中央管理服务器100可以进一步连接到远程用户接口160以与远程用户161进行交互。此外，可以将多个测试设备110、RFID读取器130、以及RFID写入器140配置为测试接口150的外设。此外，还有诸如可编程逻辑控制器(PLC)的测试设备110接口253，它是I/O252和多个测试设备110之间的用于控制多个测试设备110的接口。
如图2中可看到的，I/O252连接到处理器251。处理器251是中央管理服务器的“大脑”，并且因此执行程序产品210、220和230，并与I/O252配合工作以将数据指引到非临时性存储器240并从非临时性存储器240发送数据到数据库170、测试接口150和一个或多个测试设备110。处理器251可以是任何可以购买到的一个或多个处理器，其被适配用于在中央管理服务器100中或者与中央管理服务器100一起使用，所述处理器例如为 多核处理器、微架构Nehalem以及AMDOpteronTM多核处理器。如本领域技术人员将理解的，处理器251还可以包括允许中央管理服务器100连接到显示器(如本领域技术人员将理解的)、以及将允许用户直接或间接地访问处理器251和非临时性存储器240的键盘或其他外设的组件。
非临时性存储器240存储具有用于在处理器251上执行的指令的计算机程序产品210、220和230，并且由非易失性存储器(例如硬盘、闪速存储器、光盘等)和易失性存储器(例如，支持本发明的实施例所需要的SRAM，DRAM和SDRAM)组成。如本领域的技术人员将理解的，虽然非临时性存储器240描绘在例如中央管理服务器100的主板上，非临时性存储器240也可以是单独的组件或装置，例如通过I/O252连接到中央管理服务器100的闪速存储器。非临时性存储器240还可以存储各种工作站或远程单元可以访问并在中央管理服务器100上运行的应用程序。例如，测试用户151可以使用测试接口150访问存储在非临时性存储器240上并在处理器251上运行的应用程序和计算机程序产品。重要的是，非临时性存储器240存储本发明的程序产品210、220和230。正如本领域技术人员将理解的，程序产品210、220和230以及用于与选择的井设备装置101相关联的数据的一个或多个数据库/表/字段/记录可以存储在非临时性存储器240中或存储在例如与被安置为与中央管理服务器100通信的存储介质(例如数据库170)相关联的单独的非易失性存储器中。
数据库170
如图1和图2中可看到的，数据库170与中央管理服务器100通信。虽然根据数据库170与中央管理服务器100分离且不同的实施例，数据库170被示出为例如数据库服务器，但是本发明还可以包括对与中央管理服务器100通信的数据库170的任何安排，包括将数据库170并入构成中央管理服务器100的同一台计算机、服务器、机器或系统中，作为一个物理单元，例如作为中央管理服务器100中的应用程序或分区或作为中央管理服务器100的安装的组件,该安装的组件通过使用I/O与处理器251通信并且具有例如与存储器240分离并且不同的数据库存储器，诸如硬驱动器，光存储装置等。正如在本领域中理解的，数据库170可以包括：将数据从总线指引到数据库存储器的处理器，数据库存储器可以是例如硬驱动器、光存储装置等；以及提供包括中央管理服务器的计算机访问其中的数据的计算机软件。
数据库170可以在其中存储有关要被测试的井设备装置101的一个或多个数据结构以及测试模块211和认证模块210的执行期间生成的所有数据，正如本文将进一步讨论的。在实施例中，数据库170是被安置为通过使用在数据集之间发现的公共数据来匹配数据的关系数据库，该数据集根据如图4所示的表400、410、420、430、440和450来组织。正如本领域技术人员将会理解的，图4只示出了示例性的一组数据结构，并且可以有其它独特的表结构，其被安置为以与本发明的实施例相称的方式联系和匹配数据。存储在数据库170的数据可在需要时例如由具有对数据库的管理访问权限的用户更新，以便添加新的井设备装置(当他们被支持时)到数据库。正如本文将进一步与计算机程序产品相关地描述的，数据库170可安置为在与被测试的独特装置400相关的表中存储数据，在部件库410中存储部件、在测试规范库420中存储测试规范、在测试序列库430中存储测试序列、在测试数据储存库440中存储测试数据以及在证书数据储存库450中存储证书数据。正如本文将要进一步描述的，数据库170被安置为匹配前述表中出现的公共数据。
测试设备110
如图1和图2所示，多个测试设备110与中央管理服务器100通信。所述多个测试设备110在中央管理服务器110的控制下执行测试操作，并提供收集图4中所示的测试数据440(即，用作认证基础的数据)的工具或装置。在实施例中，所述多个测试设备110至少包括超声波壁厚度计(“UT计”)和具有换能器的压力测试泵。该多个测试设备110可以包括能够手动地或在由中央管理服务器100的自动控制下使用以与井设备装置101交互的任何其他的装置或单元。其它测试设备110可以包括例如数字卡尺。本地用户可以例如通过把要测试的压裂铁具101放入被适配用于所进行的测试的测试站，并通过手动配置压裂铁具101以安全有效地与用于进行期望测试的测试设备110进行交互，来采用本发明的实施例。
虽然在图1中被示出为分离的块，但是可以是个人计算机(PC)的测试接口150可以连接到外围测试设备110，以控制测试设备110或收集来自测试设备110的数据，所述测试设备110作为外设连接到PC的输入/输出单元。测试设备110和PC的组合可以统称为测试设备110。PC或测试接口150可以通过本领域技术人员公知的任何连接类型(例如，通用串行总线连接(USB))连接到外围测试设备110，并且这种连接可以包括模拟输入和数字输入、有线和无线，并且包括模拟-数字转换器和用于数字输入的放大器。
多个测试设备110和与外围测试设备110合并的PC可以是一个或多个移动单元，该移动单元具有使用包括例如Wi-Fi、GSM和WIMAX的本领域公知的任何协议或标准的、到中央管理服务器100的远程或无线连接。当从现场使用返回时，移动单元也可以通过定期的有线或无线连接来与中央管理服务器同步。PC可以是例如本领域中已知的任何合适的PC，并且优选是 或其他便携计算机、笔记本计算机、膝上型计算机或平板计算机，其优选被设计成能承受振动、跌落、泼溅、极端温度以及其他工业使用常见的严酷处理和条件。
UT计可以是例如MG2DL，或本领域公知的任何类似的UT计。UT计可以包括例如B-扫描、增益调整、自动灵敏度优化、回波至回波、差分模式、高-低报警和现场A-扫描之类的特征。UT计还可以包括基于文件的字母数字数据记录器以及从和向PC双向传输数据的接口程序。测试设备110可以包括诸如上面所述的用于使能诸如UT计的外围测试设备110的数据和控制功能的PC。
压力测试泵和换能器可以是本领域中已知的任何合适的压力测试泵。优选地，本发明的实施例采用X45系列型号345测试和控制压力传感器，它可以例如操作在0-100,000psi的范围内，并且输出在4-20mA范围内。正如本领域已知的，测试设备110可以包括诸如可编程逻辑控制器(PLC)的、用于与压力测试泵和换能器通信和控制压力测试泵和换能器的控制接口。
测试用户151和测试接口150
如上所述，测试用户151可以例如通过将要测试的压裂铁具101放入被适配用于要进行的测试的测试站来采用本发明的实施例，并将手动配置压裂铁具101以安全和有效地与用于进行期望测试的测试设备110交互。在其它实施例中，测试用户可以根据由中央管理服务器110提供的并且例如在测试接口150上显示的指令进行测试操作。测试用户151可以提供手动收集如图4所示的测试数据440(即，用作认证基础的数据)的手段。如以上参照测试设备110所描述的测试操作可以是系统的、手动的、或混合系统/手动的。例如，测试压裂铁具壁厚度的测试操作的序列可以包括将由例如UT计的测试设备110进行的系统的测试操作，和要由测试用户151执行的手动操作，如使用数字卡尺来测量压裂铁具的壁厚度或其他尺寸，例如如从图15至16可看到的。同样地，其他测试操作的序列可以是完全手动的，如本文进一步讨论的磁颗粒测试。
另外，如上所述，测试接口150可以是PC，其可以是本领域技术人员公知的任何台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机或便携式计算机。正如本领域公知的，测试接口150可以包括用于与测试用户151进行交互的任意数目的外围装置，包括用于接收数据输入的键盘、鼠标、控制杆/操纵杆和存储器读取器，以及用于输出或存储数据的显示屏、打印机和本地存储装置。此外，本发明的实施例具有与测试模块210通信的、带有用于交互式显示/输入的触摸敏感屏(例如，使用触针)的测试接口，以便用户可以响应于在测试接口150的显示器查看部件而选择部件，然后响应于该选择来执行测试操作。测试接口150可以通过本领域技术人员公知的任何通信接口(有线或无线)与中央管理服务器100连接，并且优选是安全的本地内联网或其它经验证的和加密的通信网络，包括互联网上的VPN。
证书500
图5阐述了响应于本发明的实施例生成的示例性证书500。证书500涉及存储在数据库170中的数据，例如，图4所示的证书数据450。如本领域的技术人员所理解的，证书500可以是纸质文档打印输出或诸如便携式文档格式(.PDF)、微软Word(.DOC或.DOCX)格式或者类似格式的电子文档。例如，当将井设备在野外作业中被带到现场时，证书500例如可以是纸质文档打印输出，因为在钻井和压裂操作中将证书的纸质文档打印输出提交给公司人员是惯例。公司人员占有物理的文档，审阅记录于其上的测试参数及测试结果，以验证带到现场的设备的质量。
证书500可以通过例如序列号501的唯一的装置标识符引用井设备装置101，所述装置标识符可以与存储在数据库170中、在装置信息表400中的数据有关。证书500可以包含关于某个测试序列被评级为“PASS(通过)”还是“FAIL(失败)”的总结指示502。例如，所述评级操作可以由在中央管理服务器100上运行的认证模块220计算机程序产品执行。所述PASS或FAIL评级502可以与存储在数据库170中的数据(例如图4所示的证书数据450和测试数据440)有关。证书500还可以包含响应于对井设备装置101进行测试操作的测试数据的总结或其他呈现(rendering)，例如，压力测试的图形表示503。图形表示503可以与存储在数据库170中、在证书数据表450和测试数据表440中的数据有关。
证书500还可以包含关于所选择的井设备装置101的测量的质量及其与测试规范所要求的质量的关系的总结指示。例如，测量的壁厚度值505看起来与要求的壁厚度值506接近。此外，绘图504显示了根据测试规范测量的参数的图形表示，通过字母关键字(例如，“A”，“B”和“C”)引用的。
在本发明的某些实施例中，证书可以以专有数据表格式来存储，使得证书的轻量级电子副本以及“RFID证书”可以直接存储到附接于选择的井设备101的RFID标签135上。例如，如本领域技术人员所理解的，RFID证书可以被写入附接于井设备的RFID标签135，使得通过使用能够识别专有数据表格式的RFID读取器装置130可以在现场容易地访问证书。RFID证书可以包括纸质证书500上可用的全部字段，包括装置标识符501、通过或不通过评级502、测试数据的表格总结或呈现503、绘图504、测量值505和要求值506。表格总结或者呈现503以及绘图504可以例如使用轻量级的基于矢量的原始格式被编码。另外，例如，通过在表中具有根据诸如只读、读-写或者无法访问的用户访问方案保护的单独单元，RFID证书将允许用于保护此前不可用于字段(field)使用的证书数据的新方案。例如，序列号和证书可以对所有人都是只读的；证书数据可以是对许多人只读的，而对少数人是读写的；并且自定义字段可以是用户可配置的。
测试模块210
如图2所示，测试模块210可以是存储在中央管理服务器100上的存储器240中并且在其处理器251上可以操作的计算机程序产品。计算机程序产品210包含可以在处理器251上操作的指令，所述指令使测试模块210和中央管理服务器100进行本文将进一步讨论的操作。
测试模块210可以与处理器交互，以从或向连接到I/O252的任何装置接收或发送数据、指令以及其它信息。在下面讨论的实施例中，测试模块210至少与测试接口150、测试设备110、RFID读取器130和数据库170交互。虽然已经将测试接口150描述为个人计算机(PC)，但是测试接口150还可以全部或部分实施为中央管理服务器100本身上的用户终端接口，或者使用键盘、显示器或者连接到I/O252的媒体输入和输出。测试接口150也可以是轻量级的图形用户界面(GUI)，所述图形用户界面(GUI)可在web浏览器上操作并可以在诸如PC、智能电话或者具有处理器和计算机功能的其它设备之类的任何浏览器使能的装置上查看。例如，测试接口150可以如在下面将进一步详细描述的从测试用户接收用户选择的标识符或其他用户选择的值或参数，并且可以显示例如标识符、值、参数和其他规范数据，如参照图9－12中的选择、输入或显示字段900、1000、1100-1101和1200-1205所示出的那样。如对本领域技术人员而言将是显而易见的，其他的用户选择、输入或显示的字段还在图13-25的其他地方中示出。
测试模块210可以接收选择的井设备装置101的装置标识符，选择的井设备装置是被安置以进行测试和认证的井设备装置，即，在测试仓库中、在测试拖车上或者以其他方式安置在测试站处的井设备装置。在本发明的实施例中，在任何给定的时间使用任何特定的测试设备110只测试一个井设备装置。然而，测试模块210的多个实例或线程可以同时运行在处理器251上，每个实例被指示测试被安置用于测试的不同的井设备。也可以使用相同类型的多个测试设备110来在对多个井设备装置101同时执行的测试操作中执行相同的测试序列。
测试模块210可以如图6所示接收序列号作为装置标识符。例如，测试模块210可以通过接收来自测试接口150的、由测试用户151录入其中的输入而接收序列号作为装置标识符。如本文中将进一步讨论的，测试模块210也可以从诸如RFID读取器130的外围装置接收诸如序列号的装置标识符。
测试模块210可以响应于所示的装置标识符识别选择的井设备装置，并将选择的井设备与以下各项匹配：(i)如图4中表400所示的装置库信息，该装置库信息包括部件编号，以及(ii)包括类型、测试规范和测试简档的表410中的部件库信息，如图7所示。如果如图8所示测试模块210无法识别的上述信息(即，该设备未被测试过)，那么测试模块210可以提示测试用户151录入信息来识别所述装置，如图9所示。一旦测试模块210已经将装置101与部件编号匹配，测试模块210可以将该装置与如图4所示的表420和430中的测试规范和测试简档匹配。测试规范可以是例如如由生产商或客户指定的、执行测试操作将依据的标准。测试规范可以包括例如如图5中506处所示的一系列基准(benchmark)参数。测试规范还可以包括例如如图5中504处所示的与该系列参数相关联的示意图。
如图4中表430处示出的测试简档可以是将对井设备装置执行的多个测试序列。测试简档可以指示某个测试序列应当在某些部件上而不是在其他部件上运行。例如，测试简档可以由如图6-9所示的逻辑处理流程阐述的“级别”限定。
如图6所阐述的级别1可以包括例如制作所有铁具的库存，以及将所有序列号或部件和规范输入到系统中。然后，测试用户可以目视地检查和记录铁具上的任何缺陷、损坏、磨损体、螺纹和翼形螺母。如果目视检查是可以接受的，测试者可以继续进行本文进一步讨论的壁厚度测试。如果目视检查不成功，用户可以在数据库中去除该铁具，用橙色漆标记该部件，并退回或销毁铁具从而它变得无法使用。如果壁厚度是可接受的，则如果壁厚度在测试规范所阐述的最小值的5％，可以联系客户。如果不是，测试用户可以继续进行压力测试。如果压力测试是可接受的，将由领导主管签署同意(signoff)最终检验。如果需要继续测试，测试者可以在进行压力测试之前继续进行到级别2。
如图7所示的级别2可以包括例如拆卸和剥离并且丢弃所有的橡胶密封件以及磨损或腐蚀的部件，然后用溶剂从受影响的部件清洗和除去油脂。此外，测试用户可以在腐蚀性溶液罐中进行表面处理、对表面区域进行去污(de-scale)以除去污垢、铁锈和油漆，并且进行压力漂洗以除去腐蚀性溶液。然后测试用户如对于级别1指定的那样进行目视检查，并且也可以如对于级别1指定的那样去除所述部件。如果前进到级别3是可接受的，测试用户在进行压力测试前进入级别3。否则，可以如对于级别1指定的那样进行压力测试。
如图8所阐述的级别3可以包括例如检验所述部件以确保其没有所有的油、油脂、油漆、污垢、铁锈和可能会使此检验的结果降级的所有污染物。测试用户然后用湿荧光浴对要检验的区域进行涂覆(coat)，并在所述部件上放磁轭以产生磁场。如果使用黑色的光来检查裂纹的迹象并以正确的角度复查，用户没有发现裂纹的迹象，则对于磁性颗粒测试，用户可以使该部件通过。如果磁性颗粒测试没有通过，用户可以如对于级别1中阐述的那样在数据库中去除该铁具。在清洁所述部件并完成检验验收之后，测试用户可以重组装并用新的密封件和任何需要的备用部件来装配。之后，测试用户可以进行如对于级别1指定的压力测试，并根据客户的规范，或者根据如图8阐述的标准化喷漆方案进行喷漆。在喷漆以后，领导主管必须签署同意最终检验。
测试序列1300可以包括例如目视检验、壁厚度检验、拆卸/组装、磁性(磁)颗粒检验、压力测试、喷漆和最终检验。如图13所示，装置101可用(即，根据测试简档430可用)的测试序列可以使用测试接口150而被显示给测试用户151，从而测试用户151可以选择可用测试序列之一来执行。
如图13所示的测试序列可以对应于多个测试设备110中的一个。例如，测试序列“壁厚度检验”对应于UT计测试设备110，测试序列“压力测试”对应于压力测试泵和换能器。如图13所示的其它测试序列可以对应于手动过程；例如，测试序列“目视检验”仅对应于将由测试用户151执行的操作。如图4的表440中所示的每个测试序列对应于要对井设备装置101执行的测试操作的序列。
一旦测试接口150显示可用于井设备装置的多个测试序列440，测试用户151可以选择要执行的测试序列。该测试序列应该对应于测试用户放置选择的井设备装置，使得测试设备110可以执行测试操作。例如，如果测试用户151已经选择了压力测试序列，测试用户还必须确保适当的测试设备110(例如，压力泵和换能器)被放置在选择的井设备装置上，从而测试可以适当地执行。
如果测试用户151已选择了压力测试序列或壁厚度检验序列，测试模块210将如图14和图15所示校准测试设备110。在某些实施例中，可以响应于如测试规范420中指定的容差执行校准1400、1500。例如，如本领域技术人员将应当理解的，可以通过由制造商支持测试设备110的换能器以返回额定压力值或基线校准设置来进行校准。本发明的实施例可以接收返回的基线校准设置并响应于其而配置校准设置。
根据本发明的某些实施例，测试模块210系统地控制某些测试序列中的测试操作的进行。对于这种具有对执行例如压力测试序列的测试操作的完全的系统控制的测试模块，测试用户151可以启动要由中央管理服务器100控制的测试操作的执行，如图16中的控制台1600处所示。测试模块210可以针对选择的测试序列控制相应的测试设备110，从而相应的测试设备110对选择的井设备装置101执行测试操作的序列。例如，可以响应于测试规范中阐述的压力标准而执行压力测试序列。如图17所示，压力测试如测试图1700所示系统地进行，测试模块控制例如在预选的时间段内执行选择的井设备装置101的加压，如测试规范中规定的那样。
在本发明的进一步的实施例中，测试模块210系统地控制一些测试操作的执行并要求其他的测试操作的手动执行(“混合系统/手动”)。对于具有例如对于壁厚度检验的测试操作的混合系统/手动执行的测试模块，测试用户151可以启动要由中央管理服务器100控制的测试操作的执行，并且中央管理服务器100可以如上述关于完全系统的测试的讨论来控制测试设备110。此外，测试模块210可以用测试用户150根据测试规范执行测试操作的指令来提示测试用户151。如图18和图19所示，通过UT计或者由测试用户151用数字卡尺手动测量位置A，可以测量并输入1800、1900“位置A”处的厚度。测试模块210将来自测试规范的示意图(schematic)发送到测试接口150使得它可以被显示1901给测试用户151，并指示测试用户151如何针对在示意图和测试规范中阐述的信息执行测试操作。
在本发明的进一步的实施例中，测试模块210需要用于某些测试序列的测试操作的完全手动执行。对于具有例如用于目视检验序列的测试操作的全手动执行的测试模块，测试模块210可以用测试用户150根据测试规范执行测试操作的指令来提示测试用户151。如图20-图21所示，可以由测试用户151响应于测试模块210提供到测试接口150的指令而输入封边(band)信息2000和喷漆参数2100，测试模块210响应于测试操作的序列和测试规范而提供这种指令。如图17中可以看到的，例如，测试接口150可以将来自测试规范的示意图2001显示给测试用户151，并指示用户如何针对示意图和测试规范中所阐述的信息执行测试操作。
响应于如上所述的测试操作的系统的、手动的或混合系统/手动的执行，测试模块210接收如由用于相应测试序列的测试设备110所捕捉的或者由测试用户151捕捉并根据测试模块210提供的特定指令例如在封边(banding)菜单2000处输入测试接口150中的测试数据。如图4所示，测试数据被存储在表440中并且针对选择的井设备装置101而被链接到装置库400。还如图4所示，表440中的测试数据的示例性实施例可以具有用于每个测试序列(例如，壁厚度、压力测试、目视检验等)的单独单元。如本文进一步讨论的，表440中的测试数据可以用于通过在处理器251上执行认证模块220来生成认证数据。
此外，本发明的进一步的实施例包括如图6-图9所描述的某些测试序列。例如，这些测试序列可以包括拆卸/组装、磁性颗粒(“磁颗粒”)检验、喷漆和最后检验。虽然本发明的实施例包括用于这些序列的测试操作的手动执行，这些测试序列中的每一个可由这些测试操作的系统的、手动的或混合系统/手动的执行来实施。无论测试操作的执行是系统地执行还是手动地执行，本领域技术人员将认识到，所有的测试操作是响应于测试模块210当在中央管理服务器100上执行时系统地发出命令或指令而执行的。因此，如果存在可以从中央管理服务器100接收指令来执行该操作的测试设备110,则本文中被描述成手动的任何测试操作都可以系统地执行。例如，使用数字卡尺的测试操作的执行可以手动地或系统地执行，尽管实施例采用这样的操作的手动执行。本领域技术人员将会理解，除了使用手动执行的实施例，使用具有数字卡尺、致动器和控制装置的测试设备110来系统地执行使用数字卡尺的壁厚度测试落入本发明的范围内。同样，本领域技术人员将会理解，本文所述的任何手动操作也可以在如在图2中所述的那样在中央管理服务器的架构下系统地执行。
认证模块220
如图2所示，认证模块220可以是存储在中央管理服务器100上的非临时性存储器240中的计算机程序产品，并且可在其处理器251上操作。计算机程序产品220包括可以在处理器251上操作的指令，所述指令使认证模块220和中央管理服务器100来执行本文进一步讨论的操作。
认证模块220可以与处理器进行交互以从或者向连接到I/O252的任何装置接收或者发送数据、指令以及其他信息。此外，认证模块220和测试模块210与处理器251和非临时性存储器240通信，从而模块可以根据共享的API在模块之间传递或返回变量，或访问被存储在非临时性存储器240上的全局变量以确保与处理器251通信的计算机程序产品之间的互操作性和开放通信。同样地，本领域技术人员将理解，不论计算机程序产品是否在同一处理器251上执行，计算机程序产品220和210能够传递、返回或引用公共变量，但是公共API将允许互操作性和开放的通信。在下面讨论的实施例中，认证模块220至少与测试接口150、RFID读取器130、RFID写入器140和数据库170进行交互。尽管已经将测试接口150描述为PC，但是测试接口150也可以被全部或部分地实施为中央管理服务器100本身上的用户终端接口，使用键盘、显示器或连接到I/O252的媒体输入和输出。测试接口150也可以是轻量级的图形用户界面(GUI)，其可在web浏览器上操作并可以在诸如PC、智能电话或者具有处理器和计算机功能的其它设备的任何浏览器使能的装置上查看。
认证模块220可以接收选择的井设备装置101的装置标识符。如上所述，“井设备装置”包括石油和天然气井的水力压裂中使用的设备和装置，即“高压水力压裂流铁具”、“压裂铁具”、或者简单地说“铁具”。压裂铁具可以包括例如浆料混合器、高压力/容积压裂泵、高压处理铁具和其他管道、接头、阀门和配件。例如，压裂铁具可以包括旋转接头、短接头、塞阀、止回阀和卸压阀。此外，作为示例，压裂铁具可以包括任何类型的球进样器、鸟足、气室、转接头、软管、管道/管路、软管环、球进样器T型体、T型接头(Tee)、Y型接头(wye)、分支管道(lateral)、直角弯接头(ELL)、止回阀、塞阀、井楼适配器、旋转接头、塞子、卸压阀、密度计、十字管(cross)、压裂泵、或水泥泵。选择的井设备装置是先前已经经历例如如以上关于测试模块210描述的测试的井设备装置。认证模块220可以例如响应于接收到来自测试接口150的如由测试用户151录入其中的输入而接收装置标识符。认证模块220也可以例如响应于接收到来自远程用户接口的如由远程用户161录入其中的输入而接收装置标识符。此外，认证模块220可以响应于测试模块210已完成测试操作的执行以及数据库170中的测试数据的生成和链接，从测试模块210接收装置标识符。认证模块220可以响应于装置标识符而识别选择的井设备装置，并且响应于测试数据而在数据库170中例如在认证表450中生成并链接认证数据。例如，认证数据450可以包括可作为响应于对井设备装置101执行的测试操作的测试数据的总结或其它呈现(例如压力测试的图形表示503)而录入到证书500上的所有数据。认证模块220可以包括基于测试数据生成图表和数据建模的逻辑，所述测试数据是存储在例如表440中的原始数据。响应于测试操作的原始测试数据的总结或呈现的进一步的示例出现在证书500的正面。作为链接操作的结果，可以根据井设备装置的序列号容易地访问或查询认证数据440。
认证模块220还可以生成响应于用于示例性RFID证书的专有数据表格式的格式的认证数据。例如，认证模块220可以根据在专有标准中采用的特定的标准或协议(例如，单元大小、分组大小、报头长度、有效载荷长度等)生成证书数据。可以产生RFID证书，使得它可以不经进一步处理而准备好被存储到附接到井设备的介质。认证模块220还可以包括将诸如示意图和图表的作为认证数据存储的图形呈现为诸如矢量图形格式的轻量级图形格式的逻辑。RFID证书例如可以包括在纸质文档上可用的所有字段，包括装置标识符501、通过或不通过评级502、测试数据的表格总结或呈现503、绘图504、测量值505以及要求值506。表格总结或呈现503以及绘图504可以用例如轻量级的矢量图形格式来编码。
报告模块230和企业资源规划接口
如图2所示，报告模块230可以是存储在中央管理服务器100上的非临时性存储器240中并且可以在其处理器251上操作的计算机程序产品。计算机程序产品230包含可在处理器251上操作的指令，该指令使报告模块230和中央管理服务器100进行本文进一步讨论的操作。
报告模块230可以与处理器251交互来从或向连接到I/O252的任何装置接收或发送数据、指令和其他的信息。此外，报告模块230和测试模块210都与处理器251和非临时性存储器240通信，从而这两个模块可以根据公共应用程序编程接口(API)或被存储在非临时性存储器240上的共享全局变量在彼此之间传递或返回变量，从而增强模块之间的互操作性和开放通信。同样地，本领域技术人员将会理解，不论计算机程序产品是否在同一处理器251上执行，计算机程序产品230和220能够传递、返回或引用公共变量，并且公共API将允许上述的互操作性和开放通信。在下面讨论的实施例中，报告模块230至少与测试模块210、认证模块220和数据库170交互。虽然正如已经对测试接口150描述的那样远程用户接口160可以是PC，但是远程用户接口160也可以被全部或部分地实施为中央管理服务器100本身上的用户终端接口，使用键盘、显示器或连接到I/O252的媒体输入和输出。远程用户接口160也可以是轻量级的图形用户界面(GUI)，其可在web浏览器上操作并可以在诸如PC、智能电话或者具有处理器和计算机功能的其它设备的任何浏览器使能的装置上查看。
报告模块230可以接收选择的井设备装置101的装置标识符，所述选择的井设备装置是先前已经经历例如如以上关于测试模块210描述的测试的井设备装置。报告模块230可以例如响应于接收到来自测试接口150的如由测试用户151录入其中的输入而接收装置标识符。报告模块230还可以从任何其他模块接收装置标识符，如上面所讨论的。响应于接收到装置标识符，报告模块230可以将装置标识符与数据库170中的任何期望数据匹配，所述期望数据例如为在数据库中在测试数据表440处的测试数据、认证数据表450中的认证数据、来自装置库表410的装置库数据、以及来自规范库420的测试规范数据。响应于所述装置识别符，报告模块例如根据图4中提供的数据库结构，可以返回用于选择的井设备装置101的任何测试规范、对选择的井设备装置101执行的多个测试序列的测试数据、以及选择的井设备装置101的证书数据。
报告模块230还可以接收报告用的附加变量的指示或选择，所述附加变量例如为部件编号、工单号等。在报告模块230接收到附加变量的情况下，报告模块230可以针对该附加变量扩展或细化(refine)匹配的数据。例如，报告模块230可以接收装置标识符、工单号，并且报告模块230将根据在所接收的工单号下进行的测试返回该装置标识符的所有认证(certification)、测试或规范的列表。另一方面，报告模块230可以接收装置标识符和部件号，并且报告模块230将返回用于所选择的井装置101或具有选择的部件号码的所有测试的井装置的所有认证、测试或规范的列表。
使用报告模块230的本发明的实施例是有益的，因为它们将测试和认证的任务——其曾经是代价很大的操作困难——转化为业务和运营管理决策中的健壮数据点。例如，制造商可以在研究和开发中使用报告模块的实施例，以更好地了解在真实世界应用中的磨损模式和速率，以建立更好的产品，并管理客户关系。正如本领域的技术人员将会理解的，报告模块230在从系统的测试和认证取得管理级值上可以是强大的工具，它提供了全面和可靠的(即一致的)与资产管理、库存管理、采购、风险管理及其他业务分析有关的数据池。由报告模块130生成的示例性报告示出于图24-图25中。
此外，本发明的实施例可以采用ERP(企业资源规划)接口(未图示)，其连接到中央管理服务器100的I/O以提供由报告模块实现的上述好处，但是采用更充分地集成到企业范围的信息系统中并提供高层次的跨功能集成、网络可扩展性和实时数据同步的方式。具体地，本发明的实施例采用ERP接口，其用于例如响应于如图6所示由测试用户151输入到测试接口150的工单信息而为检测和认证操作开具清单。
RFID130、135、140
此外，本发明的实施例通过提供可以与一个或多个井设备装置101通信的中央管理服务器200，可以实现上述目标中的一些或全部。例如，中央管理服务器200可以使用例如射频识别(RFID)技术的无线通信技术与一个或者多个井设备装置通信。所述一个或多个井设备装置101可以包括RFID标签135，并且中央管理服务器200使用与中央管理服务器200通过I/O252通信的RFID读取器130，可以与一个或多个井设备装置上的RFID标签135通信。在实施例中，RFID标签是UHFGen-2RFID标签，其使用设计成充分坚固使得井下环境的苛刻工作条件不会影响RFID标签的钳子附接于压裂铁具。
在实施例中，RFID读取器130和RFID140是通过诸如一条或多条USB缆线的本领域中的已知连接手段附接到测试接口150的、测试接口150的外设。在某些实施例中，RFID读取器和RFID写入器可以是诸如RFID读取器/写入器装置的一个单元。
RFID读取器130可以通过射频通信从选择的井设备装置101上的RFID标签读取装置标识符，并将该装置标识符发送到中央管理服务器200。中央管理服务器被放置为从RFID读取器130接收装置标识符。本文所讨论的诸如测试模块210的任何计算机程序产品可以响应于中央管理服务器200从RFED读取器130接收到装置标识符来接收装置标识符。一种使用RFID读取器130的计算机实施的方法的实施例包括：具有在物理上接近所选的井设备装置101的、手持的和/或远程的RFID读取器130的测试用户151以及井设备装置101上的RFID标签135，使得测试用户可以询问RFID标签135，并且使得RFID标签可以发送装置标识符到RFID读取器130。
RFID写入器140可以通过射频通信将RFID证书写入到选择的井设备装置101上的RFID标签，并将装置标识符发送到中央管理服务器200。RFID证书可以具有如本文所述的质量和特性，优选地至少包括序列号。中央管理服务器被放置为响应于本文所讨论的任何计算机程序产品(诸如认证模块220)而发送RFID证书或其中包含的任何数据到RFID写入器140。一种使用RFID写入器140的计算机实施的方法的实施例包括：具有在物理上接近所选的井设备装置101的、手持的或远程的RFID写入器140的测试用户151以及所选的井设备装置101上的RFID标签135，使得测试用户可以建立与RFID标签135的通信链路，并且使得RFID写入器可以将RFID证书或其中的信息发送和存储到RFID标签135。
本申请要求优先权，并且与2010年4月30日提交的题为“测试和认证石油和天然气设备的机器、系统、计算机实施的方法和计算机程序产品”的61/330，248号美国临时专利申请相关，其全部内容通过引用纳入本文。
上面已经宽泛地概述了本发明的某些特征和技术优点以及本发明的详细描述，从而可以根据本文描述的本发明的特征和优点更好地理解本发明的实施例，其形成本发明的某些权利要求的主题。应理解的是，披露的构思和具体实施例可以很容易地用作修改或设计其他用于实现本发明的相同目的结构的基础。还应当认识到，这样的等效构造不偏离如所附权利要求中所述的发明。在结合附图考虑时，将从该描述更好地理解被认为是关于其操作的组织和方法的本发明的特性的新颖特征以及进一步的优点。但是，要清楚地理解，这些描述和附图仅为了图示和描述的目的而提供，不意欲作为对本发明的限制的限定。例如，虽然本文所讨论的示例性实施例针对的是石油和天然气水力压裂操作，应特别注意的是，测试和认证井设备装置的系统、机器、方法和计算机程序产品也可以用于对需要例行测试和认证的其他设备或装置执行类似功能，包括但不限于飞机维护和建造、船舶维护和建造、设施维护和建造等等。

Claims (20)

1.一种管理井设备装置的测试和认证的系统，所述系统包括：
多个测试设备，所述多个测试设备中的每一个被配置为执行至少一个测试操作；
输入/输出单元，与所述多个测试设备交互；
计算装置，与所述输入/输出单元相关联并且被配置为：
接收与选择的井设备装置相关联的装置标识符；
基于所述装置标识符识别所述选择的井设备装置；
基于所述选择的井设备装置的识别，获取与所述选择的井设备装置有关的装置测试规范和测试序列，
使得所述多个测试设备中的至少两个测试设备执行所述至少一个测试操作，所述至少两个测试设备各个被配置为根据所述装置测试规范和所述测试序列对所述选择的井设备装置执行所述至少一个测试操作，以及
基于由所述至少两个测试设备执行的至少一个测试操作，生成所述选择的井设备装置的测试数据。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置进一步配置为响应于从用户接口接收到对所述测试序列的选择，根据所述装置测试规范，校准用于所述测试序列的所述至少两个测试设备。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置进一步配置为使得所述多个测试设备中的至少两个测试设备执行所述至少一个测试操作，所述至少两个测试设备各个被配置为通过使得用户接口显示所述设备测试规范和用于执行所述至少两个测试设备中的每一个的至少一个测试操作的指令来执行所述至少一个测试操作；并且其中，所述计算装置被配置为响应于接收到用户输入生成所述测试数据。
4.如权利要求1所述的系统，还包括RFID读取器，其与所述输入/输出单元交互，并且被配置为从与所述选择的井设备装置相关联的RFID标签读取装置标识符。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置进一步配置为响应于所述测试数据根据所述装置测试规范是可接受的来生成证书，并且将所述证书链接到所述装置标识符。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置进一步配置为使得用户接口显示所述测试数据、所述装置测试规范和所述测试序列中的至少一个。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述选择的井设备装置包括下列各项中的至少一个：旋转接头、短接头、塞阀、止回阀、卸压阀、球进样器、鸟足、气室、转接头、软管、管道、软管环、球进样器T型体、T型接头、Y型接头、直角弯接头、井楼适配器、塞子、密度计、十字管、压裂泵和水泥泵。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述装置测试规范由制造商或客户端限定。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述计算装置被配置为向客户端通知所述测试数据根据所述装置测试规范是否是可接受的并且是否处于在所述装置测试规范中限定的最小值的预定范围内。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述选择的井设备装置位于测试仓库或测试拖车中。
11.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个测试设备之一包括壁厚度测量装置。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述壁厚度测量装置包括超声波壁厚度计。
13.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个测试设备之一包括用于测量压力的压力泵和换能器。
14.一种认证石油和天然气井设备的系统，所述系统包括：
数据库，用于存储多个井设备装置的多个测试规范以及多个装置标识符；
中央管理服务器，被配置用于：
接收当前不在生产操作中使用并且不与在生产操作中使用的井设备装置流体连通的选择的井设备装置的装置标识符，以及
响应于接收到所述装置标识符，识别所述选择的井设备装置，从所述井设备装置的多个测试规范识别装置测试规范，其中所述装置测试规范限定所述选择的井设备装置的认证标准；
至少一个控制器，被配置为根据所述认证标准从所述中央管理服务器接收命令，并控制测试仓库或测试拖车中的多个测试设备，每一个测试设备被配置为根据所述装置测试规范对所述选择的井设备装置执行不同的测试，根据所述装置测试规范对所述测试仓库或测试拖车中的所述选择的井设备装置执行不同的测试。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述中央管理服务器位于所述测试仓库或测试拖车中；并且其中，所述数据库位于所述测试仓库或测试拖车中。
16.如权利要求14所述的系统，其中，所述中央管理服务器进一步配置用于在所述不同的测试的执行期间从所述多个测试设备获取测试数据，并且用于将对所述选择的井设备装置执行的不同的测试的测试数据链接到所述数据库中的装置标识符，使得能够响应于其生成证书，所述证书指示所述选择的井设备装置对于在生产操作中使用是安全的。
17.如权利要求14所述的系统，进一步包括：
RFID写入器，与所述中央管理服务器和多个装置RFID标签通信；
其中所述中央管理服务器被配置为存储被附接到所述选择的井设备装置的RFID标签的证书，如果有的话。
18.如权利要求14所述的系统，进一步包括：
一个或多个装置RFID标签，被附接到所述多个井设备装置中的至少一个，所述一个或多个装置RFID标签存储所述一个或多个装置RFID标签附接到的井设备装置的装置标识符；以及
RFID读取器，与所述中央管理服务器和所述一个或多个装置RFID标签通信，其中所述中央管理服务器被配置为如果所述选择的井设备装置具有附接到其的一个或多个装置RFID标签，则接收存储在所述一个或多个装置RFID标签中的装置标识符。
19.一种用于测试和认证井设备装置的方法，所述方法包括：
使输入/输出单元与不在生产操作中使用并且不与在生产操作中使用的井设备装置流体连通的多个测试设备交互，所述多个测试设备中的每一个被配置为执行至少一个测试操作；
使用计算装置，选择在生产操作中使用并且与在生产操作中使用的井设备装置流体连通的井设备装置，并且将所述选择的井设备装置从生产操作中的使用中移除，使得所述选择的井设备装置不在生产操作中使用并且不与在生产操作中使用的井设备装置流体连通；
在所述计算装置处接收与所述选择的井设备装置相关联的装置标识符；
使用所述计算装置，基于所述装置标识符，获取与所述选择的井设备装置有关的装置测试规范和测试序列；
使用所述计算装置，使得所述多个测试设备中的至少一个测试设备执行所述至少一个测试操作，所述至少一个测试设备被配置为根据所述装置测试规范和所述测试序列对所述选择的井设备装置执行所述至少一个测试操作，以及
使用所述计算装置，基于由所述至少一个测试设备执行的至少一个测试操作，生成所述选择的井设备装置的测试数据；
如果所述测试数据指示所述选择的井设备装置对于在生产操作中使用是安全的，则将所述选择的井设备装置放置回到在生产操作中使用并且与在生产操作中使用的井设备装置流体连通。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述多个测试设备位于测试仓库或测试拖车中；并且其中，所述选择的井设备装置在被放置回到在生产操作中使用之前，将所述选择的井设备装置从所述测试仓库或测试拖车外部移动到所述测试仓库或测试拖车内部。
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