CN109886720A - 基于物联网的压裂装备租赁计费方法、设备及存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法、设备及存储设备，应用于压裂装备租赁系统中，所述压裂装备租赁系统包括：压裂装备、数据采集模块、数据发送模块和租赁云平台；其方法包括：利用数据采集模块采集压裂装备的关键变量参数和未保修次数，并通过数据发送模块发送至租赁云平台，进而通过租赁云平台对压裂装备的租赁费用进行实时计算。一种基于物联网的压裂装备租赁计费设备及存储设备，用于实现一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。本发明的有益效果是：本发明所提出的技术方案可以准确实时计算出压裂装备的租赁费用，改变了传统的租赁计费模式，使压裂装备的计费方式更加人性化、合理化和智能化。

Description

基于物联网的压裂装备租赁计费方法、设备及存储设备

技术领域

本发明涉及装备租赁领域，尤其涉及一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法、设备及存储设备。

背景技术

压裂装备是用来做油层压裂工艺的一种重型设备，是用来把高压大排量具有一定黏度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。压裂泵是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。

压裂装备的单台价格昂贵，当石油行情较好的时候，企业一般采用自购压裂装备的方式来生产石油，但是随着国际经济形势走弱，石油行情下滑，很多企业采用了轻资产的经营方式，即以租代买的设备使用方式。这就涉及到一个租赁方式的问题，如此昂贵的设备，出租给别人，自然会产生磨损，折旧等问题，因此，一种好的计算租赁费用的方法丞待提出。

因传统的租赁压裂装备计费方式通过年费打包比较单一，同时没有准确实时的数据支撑进行的租赁综合收费。且油田压裂装备所在的环境特殊，地区偏远，制造厂家通过人工的方式现场进行设备性能评估和客户保养记录往往工作量大、成本高且具有迟滞性，本发明提供了一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，包含物联网关、数据云服务器、租赁平台、应用管理、计算公式，通过现场实时数据的采集、存储、比对及计算模型综合评估设备折旧率、健康状态、保养规则等难点，形成准确的租赁计费方法。

发明内容

为了解决传统的租赁压裂装备计费方式通过年费打包比较单一，同时没有准确实时的数据支撑进行的租赁综合收费，且油田压裂装备所在的环境特殊，地区偏远，制造厂家通过人工的方式现场进行设备性能评估和客户保养记录往往工作量大、成本高且具有迟滞性的问题，本发明提供了一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法、设备及存储设备，一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，应用于压裂装备租赁系统中，所述压裂装备租赁系统包括：压裂装备、数据采集模块、数据发送模块和租赁云平台；所述数据发送模块为工业物联网关；所述租赁云平台包括：租赁计算子模块；其特征在于：所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，包括以下步骤：

S101：通过数据采集模块对压裂装备的关键变量参数和客户保养数据进行采集；

S102：将采集的关键变量参数和客户保养数据通过工业物联网关发送至租赁云平台；

S103：租赁云平台根据接收的关键变量参数和客户保养数据，采用租赁计算子模块计算得到压裂装备的综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限；

S104：租赁云平台根据计算得到的压裂装备的综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限，采用租赁费用关联公式，计算得到压裂装备的实时租赁费用。

进一步地，所述数据采集模块包括：安装于压裂装备上的多个不同类型的传感器、工业协议采集设备和摄像头；步骤S101中，通过数据采集模块对压裂装备的关键变量参数和客户保养数据进行采集包括：

利用安装于压裂装备上的多个不同类型的传感器和工业协议采集设备对压裂装备的关键变量参数进行采集；所述关键变量参数包括：压裂装备的发动机运行时长t1、压裂装备的变速箱非空档运行时长t2、压裂装备的大泵排出排量有值时长t3、压裂装备的大泵压力达到10MPA以上时长t4、压裂装备的主要故障报警代码项数、压裂装备的次要故障报警代码项数、压裂装备的提示性故障报警代码项数、压裂装备的发动机当天运行时长a、压裂装备的变速箱当天非空档运行时长b、压裂装备的大泵当天排出排量有值时长c和压裂装备的大泵当天压力达到10MPA以上时长d；

利用摄像头对客户保养数据进行采集；所述客户保养数据为：未保养次数S1。

进一步地，步骤S103中，所述租赁计算子模块包括：基础公式单元、故障统计单元、折旧计算单元和保养规则单元；采用租赁计算子模块计算得到设备综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限的具体步骤包括：

S201：采用基础公式单元计算得到设备综合运转时间T，计算公式如公式(1)所示：

上式中，t1为压裂装备的发动机运行时长，t2为压裂装备的变速箱非空档运行时长，t3为压裂装备的大泵排出排量有值时长，t4为压裂装备的大泵压力达到10MPA以上时长；x为一台压裂装备的总价值，为预设值；N为预估一台压裂装备的报废年限，为预设值；

S202：采用故障统计单元计算得到健康度计算公式如公式(2)所示：

上式中，u、v和w分别为压裂装备的主要故障报警代码、次要故障报警代码和提示性故障报警代码项数，z为压裂装备的报警代码总项数，且u+v+w≤z；θ₁、θ₂和θ₃分别为压裂装备的主要故障报警代码、次要故障报警代码和提示性故障报警代码的权重系数，取值范围为[0,2]；

S203：采用折旧计算单元计算折旧率μ，计算公式如公式(3)所示：

上式中，T1为压裂装备每天正常使用时间，取8h；t为压裂装备每天的综合使用时长，a为压裂装备的发动机当天运行时长，b为压裂装备的变速箱当天非空档运行时长，c为压裂装备的大泵当天有排出排量有值时长，d为压裂装备的大泵当天压力达到10MPA以上时长，若T1＜t，则判定超负荷使用，加速其折旧率，若T≥t，则判定正常使用；

S204：根据保养规则单元计算实际报废年限n，计算公式如公式(4)所示：

上式中，N为设备总报废年限，为预设值；S为需保养次数，为预设值；S1为未保养次数。

进一步地，步骤S104中，采用租赁费用关联公式，计算得到压裂装备的实时租赁费用如公式(5)所示：

上式中，δ₁、δ₂、δ₃和δ₄分别为设备综合运转时间T、健康度折旧率μ和实际报废年限n的权重系数，所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法提供了一个数据设置窗口，可根据实际情况对δ₁、δ₂、δ₃和δ₄进行调整；δ₁、δ₂、δ₃和δ₄的取值范围均为[0,1]。

进一步地，所述租赁云平台还包括：客户状态子模块、设备总览子模块和权限管理子模块；通过客户状态子模块监察客户真实缴费情况，若未正常缴费，则通过客户状态子模块提醒客户按时缴费，并通过租赁云平台远程关闭未正常缴费的压裂装备，直至客户缴纳费用；通过设备总览子模块检测压裂装备的实时地理位置，起到跟踪作用，防止压裂装备丢失；通过权限管理子模块可对租赁云平台的客户访问权限进行管理。

一种存储设备，所述存储设备存储指令及数据用于实现一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。

一种基于物联网的压裂装备租赁计费设备，包括：处理器及所述存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所提出的技术方案可以准确实时计算出压裂装备的租赁费用，同时将压裂装备的实时状态、客户保养记录进行存储验证，通过数据的真实性保证租赁费用的客观真实，改变了传统的租赁计费模式，使压裂装备的计费方式更加人性化、合理化和智能化。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中一种基于物联网的压裂装备租赁计费系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法的流程图；

图3是本发明实施例中硬件设备工作的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的实施例提供了一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法、设备及存储设备，一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，应用于如图1所示的压裂装备租赁系统中，所述压裂装备租赁系统包括：压裂装备、数据采集模块、数据发送模块和租赁云平台；所述数据采集模块包括：安装于压裂装备上的多个不同类型的传感器、工业协议采集设备和摄像头；所述数据发送模块为工业物联网关；所述租赁云平台包括：租赁计算子模块；

请参考图2，图2是本发明实施例中一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法的流程图，具体包括如下步骤：

S101：通过数据采集模块对压裂装备的关键变量参数和客户包养数据进行采集；

S102：将采集的关键变量参数和客户保养数据通过工业物联网关发送至租赁云平台；

S103：租赁云平台根据接收的关键变量参数和客户保养数据，采用租赁计算子模块计算得到压裂装备的综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限；

S104：租赁云平台根据计算得到的压裂装备的综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限，采用租赁费用关联公式，计算得到设备的实时租赁费用。

步骤S101中，通过数据采集模块对压裂装备的关键变量参数和客户保养数据进行采集包括：

利用安装于压裂装备上的多个不同类型的传感器和工业协议采集设备对压裂装备的关键变量参数进行采集；所述关键变量参数包括：压裂装备的发动机运行时长t1、压裂装备的变速箱非空档运行时长t2、压裂装备的大泵排出排量有值时长t3、压裂装备的大泵压力达到10MPA以上时长t4、压裂装备的主要故障报警代码项数、压裂装备的次要故障报警代码项数、压裂装备的提示性故障报警代码项数、压裂装备的发动机当天运行时长a、压裂装备的变速箱当天非空档运行时长b、压裂装备的大泵当天有排出排量有值时长c和压裂装备的大泵当天压力达到10MPA以上时长d；

利用摄像头对客户保养数据进行采集；所述客户保养数据为：未保养次数S1。

步骤S102中，可通过2G、3G或者4G进行数据发送。

步骤S103中，所述租赁计算子模块包括：基础公式单元、故障统计单元、折旧计算单元和保养规则单元；采用租赁计算子模块计算得到设备综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限的具体步骤包括：

S201：采用基础公式单元计算得到设备综合运转时间T，计算公式如公式(1)所示：

上式中，t1为压裂装备的发动机运行时长，t2为压裂装备的变速箱非空档运行时长，t3为压裂装备的大泵有排出排量有值时长，t4为压裂装备的大泵压力达到10MPA以上时长；x为一台压裂装备的总价值，为预设值；N为预估一台压裂装备的报废年限，为预设值；

S202：采用故障统计单元计算得到健康度计算公式如公式(2)所示：

上式中，u、v和w分别为主要故障报警代码、次要故障报警代码和提示性故障报警代码项数，z为报警代码总项数，且u+v+w≤z；θ₁、θ₂和θ₃分别为主要故障报警代码、次要故障报警代码和提示性故障报警代码的权重系数，取值范围为[0,2]；健康度的计算示例如下：

按照故障代码z共计100项，主要故障代码10项，次要故障代码10项，提示性故障报警代码10项，权重系数均为1为例：其健康度为70％；

S203：采用折旧计算单元计算折旧率μ，计算公式如公式(3)所示：

上式中，T1为压裂装备每天正常使用时间，取8h；t为压裂装备每天的综合使用时长，a为压裂装备的发动机当天运行时长，b为压裂装备的变速箱当天非空档运行时长，c为压裂装备的大泵当天有排出排量有值时长，d为压裂装备的大泵当天压力达到10MPA以上时长，若T1＜t，则判定超负荷使用，加速其折旧率，若T≥t，则判定正常使用；

S204：根据保养规则单元计算实际报废年限n，计算公式如公式(4)所示：

上式中，N为设备总报废年限，为预设值；S为需保养次数，为预设值；S1为未保养次数；实际报废年限n计算示例：

若某压裂装备总报废年限为10年，需要20次正常保养，客户未按要求保养2次，则报废年限提前至10*18/20＝9年。

步骤S104中，采用租赁费用关联公式，计算得到设备的实时租赁费用如公式(5)所示：

上式中，δ₁、δ₂、δ₃和δ₄分别为设备综合运转时间T、健康度折旧率μ和实际报废年限n的权重系数，可根据实际情况进行调整；δ₁、δ₂、δ₃和δ₄的取值范围均为[0,1]。

所述租赁云平台还包括：客户状态子模块、设备总览子模块和权限管理子模块；通过客户状态子模块监察客户真实缴费情况，若未正常缴费，则通过客户状态子模块提醒客户按时缴费，并通过租赁云平台远程关闭未正常缴费的压裂装备，直至客户缴纳费用；通过设备总览子模块检测压裂装备的实时地理位置，起到跟踪作用，防止压裂装备丢失；通过权限管理子模块可对租赁云平台的客户访问权限进行管理。

请参见图3，图3是本发明实施例的硬件设备工作示意图，所述硬件设备具体包括：一种基于物联网的压裂装备租赁计费设备301、处理器302及存储设备303。

一种基于物联网的压裂装备租赁计费设备301：所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费设备301实现所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。

处理器302：所述处理器302加载并执行所述存储设备303中的指令及数据用于实现所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。

存储设备303：所述存储设备303存储指令及数据；所述存储设备303用于实现所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。

本发明的有益效果是：本发明所提出的技术方案可以准确实时计算出压裂装备的租赁费用，同时将压裂装备的实时状态、客户保养记录进行存储验证，通过数据的真实性保证租赁费用的客观真实，改变了传统的租赁计费模式，使压裂装备的计费方式更加人性化、合理化和智能化。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，应用于压裂装备租赁系统中，所述压裂装备租赁系统包括：压裂装备、数据采集模块、数据发送模块和租赁云平台；所述数据发送模块为工业物联网关；所述租赁云平台包括：租赁计算子模块；其特征在于：所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，包括以下步骤：

S101：通过数据采集模块对压裂装备的关键变量参数和客户保养数据进行采集；

S102：将采集的关键变量参数和客户保养数据通过工业物联网关发送至租赁云平台；

S103：租赁云平台根据接收的关键变量参数和客户保养数据，采用租赁计算子模块计算得到压裂装备的综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限；

S104：租赁云平台根据计算得到的压裂装备的综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限，采用租赁费用关联公式，计算得到压裂装备的实时租赁费用。

2.如权利要求1所述的一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，其特征在于：所述数据采集模块包括：安装于压裂装备上的多个不同类型的传感器、工业协议采集设备和摄像头；步骤S101中，通过数据采集模块对压裂装备的关键变量参数和客户保养数据进行采集包括：

利用安装于压裂装备上的多个不同类型的传感器和工业协议采集设备对压裂装备的关键变量参数进行采集；所述关键变量参数包括：压裂装备的发动机运行时长t1、压裂装备的变速箱非空档运行时长t2、压裂装备的大泵排出排量有值时长t3、压裂装备的大泵压力达到10MPA以上时长t4、压裂装备的主要故障报警代码项数、压裂装备的次要故障报警代码项数、压裂装备的提示性故障报警代码项数、压裂装备的发动机当天运行时长a、压裂装备的变速箱当天非空档运行时长b、压裂装备的大泵当天有排出排量有值时长c和压裂装备的大泵当天压力达到10MPA以上时长d；

利用摄像头对客户保养数据进行采集；所述客户保养数据为：未保养次数S1。

3.如权利要求1所述的一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，其特征在于：步骤S103中，所述租赁计算子模块包括：基础公式单元、故障统计单元、折旧计算单元和保养规则单元；采用租赁计算子模块计算得到压裂装备的综合运转时间、健康度、折旧率和实际报废年限的具体步骤包括：

S201：采用基础公式单元计算得到设备综合运转时间T，计算公式如公式(1)所示：

上式中，t1为压裂装备的发动机运行时长，t2为压裂装备的变速箱非空档运行时长，t3为压裂装备的大泵排出排量有值时长，t4为压裂装备的大泵压力达到10MPA以上时长；x为一台压裂装备的总价值，为预设值；N为预估一台压裂装备的报废年限，为预设值；

S202：采用故障统计单元计算得到健康度计算公式如公式(2)所示：

上式中，u、v和w分别为压裂装备的主要故障报警代码、次要故障报警代码和提示性故障报警代码项数，z为压裂装备的报警代码总项数，且u+v+w≤z；θ₁、θ₂和θ₃分别为压裂装备的主要故障报警代码、次要故障报警代码和提示性故障报警代码的权重系数，取值范围为[0,2]；

S203：采用折旧计算单元计算折旧率μ，计算公式如公式(3)所示：

上式中，T1为压裂装备每天正常使用时间；t为压裂装备每天的综合使用时长，a为压裂装备的发动机当天运行时长，b为压裂装备的变速箱当天非空档运行时长，c为压裂装备的大泵当天有排出排量有值时长，d为压裂装备的大泵当天压力达到10MPA以上时长，若T1＜t，则判定超负荷使用，加速其折旧率，若T≥t，则判定正常使用；

S204：根据保养规则单元计算实际报废年限n，计算公式如公式(4)所示：

上式中，N为设备总报废年限，为预设值；S为需保养次数，为预设值；S1为未保养次数。

4.如权利要求1所述的一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，其特征在于：步骤S104中，采用租赁费用关联公式，计算得到压裂装备的实时租赁费用如公式(5)所示：

上式中，δ₁、δ₂、δ₃和δ₄分别为设备综合运转时间T、健康度折旧率μ和实际报废年限n的权重系数，所述一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法提供了一个数据设置窗口，可根据实际情况对δ₁、δ₂、δ₃和δ₄进行调整；δ₁、δ₂、δ₃和δ₄的取值范围均为[0,1]。

5.如权利要求1所述的一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法，其特征在于：所述租赁云平台还包括：客户状态子模块、设备总览子模块和权限管理子模块；通过客户状态子模块监察客户真实缴费情况，若未正常缴费，则通过客户状态子模块提醒客户按时缴费，并通过租赁云平台远程关闭未正常缴费的压裂装备，直至客户缴纳费用；通过设备总览子模块检测压裂装备的实时地理位置，起到跟踪作用，防止压裂装备丢失；通过权限管理子模块可对租赁云平台的客户访问权限进行管理。

6.一种存储设备，其特征在于：所述存储设备存储指令及数据用于实现权利要求1～5所述的任意一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。

7.一种基于物联网的压裂装备租赁计费设备，其特征在于：包括：处理器及存储设备；所述处理器加载并执行存储设备中的指令及数据用于实现权利要求1～5所述的任意一种基于物联网的压裂装备租赁计费方法。