油气钻采管杆追踪系统的制作方法
【专利摘要】提供一种油气钻采管杆追踪系统，能够实现在修复作业过程中的跟踪；在工艺设备前设置电子标签读写装置，所述电子标签读写装置、工艺设备与服务器进行数据连接，所述服务器设置有数据库；在钻采管杆上安装电子标签，通过对进入该电子标签读写装置内的钻采管杆进行电子标签身份信息的读取，从而采集钻采管杆目前所处的位置并将此位置实时保存到服务器的数据库中，服务器将该钻采管杆身份信息通过公用网络或局域网传送给相应的工艺设备，该工艺设备在完成对该钻采管杆的操作后，将相应的操作信息连同其身份信息，一同传送给服务器并存储在服务器数据库中。电子标签记录有身份信息，工艺设备对管杆的处理情况在数据库中与身份信息一一对应，存储。
【专利说明】
油气钻采管杆追踪系统
技术领域
[0001]本发明涉及油气钻杆修复控制领域，具体地涉及一种油气钻采管杆追踪系统。
【背景技术】
[0002]对已服役一段时间的油管、钻杆等管杆类零部件从井中提出，进行检测、修复，对其重复再利用是提高使用效率的有效方式。修复工艺涉及到筛选、加工、处理、检测等工作，且每根管杆的情况不同，所做的工作也不相同，在使用时也应加以区分，有必要建立起对应的档案，但每根在外观上非常相似，难以区分，采用表面标记是一个比较通用的方式，标记在运输等环节中容易碰掉，且每根需要人工辨识，工作量巨大，效率低，也易辨识错。采用物联网技术改造生产线是有效的解决手段。物联网是指通过射频识别、感应器、条码等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。通过物联网，使相关物品都与网络连接在一起，实现物品的自动识别和信息的互联共享。论文《物联网在石油石化行业的应用初探》(石油规划设计，2011，22(6):1?4，27)对物联网在钻井与油田生产、炼油化工生产、油品存储与销售的应用做了介绍，但对管杆类零件的修复没有提出解决方案。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种油气钻采管杆追踪系统，能够实现在修复作业过程中的跟踪。
[0004]本发明的技术方案是:一种钻采管杆追踪系统，其特征在于:在工艺设备前设置电子标签读写装置，所述电子标签读写装置、工艺设备与服务器进行数据连接，所述服务器设置有数据库;在钻采管杆上安装电子标签，通过对进入该电子标签读写装置内的钻采管杆进行电子标签身份信息的读取，从而采集钻采管杆目前所处的位置并将此位置实时保存到服务器的数据库中，服务器将该钻采管杆身份信息通过公用网络或局域网传送给相应的工艺设备，该工艺设备在完成对该钻采管杆的操作后，将相应的操作信息连同其身份信息，一同传送给服务器并存储在服务器数据库中。
[0005]安装在钻采管杆的电子标签记录有钻采管杆的身份信息，工艺设备对管杆的处理情况在数据库中与身份信息一一对应，存储，这些数据可以拷贝或通过网络共享，通过服务器数据管理软件可以查询数据库内所有钻采管杆的位置及其他信息，并用于统计分析修复厂的生产信息;使用时，通过电子标签读写装置读取钻采管杆的身份信息，便可以在拷贝或共享的数据库中得到工艺设备对管杆的处理情况。所述工艺设备指的是修复现场的检测、清洗、校直、探伤、车扣、试压、通径等对管杆进行处理的设备。
[0006]作为本发明中电子标签读写装置的一种较佳实施方式，其特征在于:多个信号收发器环绕布置在安装有电子标签钻采管杆周围，所述信号收发器与读写器连接。在钻采管杆生产和维修时，通过传送架传输，电子标签的朝向位置是不确定的，信号收发器环绕设置，可以保证任何方向都能接收到电子标签的信号，不会造成漏读漏写。
[0007]作为电子标签读写装置的较佳实施例:所述信号收发器的数量为3个或3个以上，环绕均布在安装有电子标签钻采管杆周围。可以保证信号收发器的信号范围覆盖电子标签，顺利完成读与任务。
[0008]本发明还提供一种与前述电子标签读写装置的较佳实施例配套使用的油气钻采管杆，其特征在于:在油气钻采管杆外表面设置安装孔，孔中安装电子标签，所述电子标签底面与孔底接触，周边和外表面由绝缘压套扣紧，所述电子标签低于工具表面不超过
0.5mm，所述绝缘压套周边由金属压环压紧并固定在安装孔中，所述金属压环与安装孔的固定方式是冷焊。
[0009]电子标签安装在安装孔中，低于工具表面，可以保证在运输、下井、夹钳夹持时，不会被其他异物触碰而导致脱落或损伤；电子标签周边和外表面由绝缘压套扣紧，绝缘压套会保护电子标签不至于被碰伤；电子标签底面与孔底接触，金属材料的钻采管杆能够对其信号起到放大作用;而电子标签的周边与安装孔壁隔开，压套采用绝缘材料，可以防止金属材料的钻采管杆对其信号产生屏蔽作用;而电子标签低于工具表面不超过0.5_，在保证电子标签安全的同时，也保证了电子标签的信号能够最大程度的发出。焊接方式是耐酸碱、永久性的连接方式，可以避免在井下酸碱、高振动环境下的失效和脱落现象产生，从而保证在电子标签可以在钻采管杆全生命周期中均可以牢固的附着在工具上。采用冷焊方式，焊区瞬间产生金属熔融，而周围的升温几乎停留在室温，可以对绝缘压套和电子标签进行最好的防护。所述安装孔设置在工具外表面。读写时，只需要使读写器靠近电子标签便可，操作方便。
[0010]电子标签射频读取技术在钻采管杆上应用目前还处于初级阶段，有众多正在服役的工具还没有安装电子标签，为了便于电子标签的安装，可以采用以下方式:所述安装孔设置在接箍上。安装孔设置在接箍上，电子标签安装在安装孔中，只需要将原有工具上的接箍旋下，将安装有电子标签的新接箍拧上便可，更换方便，便于设置。
[0011]
【附图说明】
[0012]图1是油气钻采管杆追踪系统在单体设备上应用的一种实施例的原理图。
[0013]图2是图1中电子标签读写装置的结构示意图。
[0014]图3是图2中的电子标签读写装置配套使用的油管的结构示意图。
[0015]图4是图3中的油管的局部放大图。
[0016]图5是油气钻采管杆追踪系统应用于油管修复现场的一种实施例的布置图。
[0017]图6、7、8利用图5的油气钻采管杆追踪系统生成的报表。
[0018]图9是油气钻采管杆追踪系统应用于油管修复现场的另外一种实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0019]实施方式一
结合附图1说明油气钻采管杆追踪系统在单体设备上应用的一种实施方式。
[0020]如图1所示:在工艺设备I前设置电子标签读写装置2，所述电子标签读写装置2、工艺设备I与服务器3进行数据连接，所述服务器3设置有数据库31;在钻采管杆上安装电子标签，通过对进入该电子标签读写装置2内的钻采管杆进行电子标签身份信息的读取，从而采集钻采管杆目前所处的位置并将此位置实时保存到服务器3的数据库31中，服务器3将该钻采管杆身份信息通过公用网络或局域网传送给相应的工艺设备1，该工艺设备I在完成对该钻采管杆的操作后，将相应的操作信息连同其身份信息，一同传送给服务器并存储在服务器数据库中。
[0021]工作时，钻采管杆首先进入电子标签读写装置2，然后进入工艺设备I，完成本道工序后进入下一道工序。安装在钻采管杆的电子标签记录有钻采管杆的身份信息，工艺设备对管杆的处理情况在数据库中与身份信息一一对应，存储，这些数据可以拷贝或通过网络共享，通过服务器数据管理软件可以查询数据库内所有钻采管杆的位置及其他信息，并用于统计分析修复厂的生产信息;使用时，通过电子标签读写装置读取钻采管杆的身份信息，便可以在拷贝或共享的数据库中得到工艺设备对管杆的处理情况。实际使用中，所述工艺设备可以是修复现场的检测、清洗、校直、探伤、车扣、试压、通径等对管杆进行处理的设备。
[0022]实施方式二
结合附图2说明电子标签读写装置的一种实施方式。
[0023]如图2所示:3个信号收发器22安装在箱体21中，3个信号收发器22环绕钻采管杆布置，3个信号收发器23的的信号收发面均面向钻采管杆，读写器25安装在安装箱24里，安装箱24安装在箱体21上，信号收发器22的数据传输线与读写器25连接。
[0024]管杆外表面安装电子标签，管杆通过3个信号收发器22信号收发范围覆盖的区域时，信号收发器22与电子标签进行数据读写。圆形的管杆无论旋转到什么角度，3个信号收发器22的读写范围均能覆盖电子标签，从而保证了数据的有效传输。
[0025]实施方式三
结合附图3、图4说明油气钻采管杆电子标签固定装置的一种实施方式。
[0026]如图3所示，设置了电子标签52的接箍51安装在油管上。可以在电子标签52中存储油管5的生产、使用、维修等数据，相当于给油管5增加唯一的身份标识。
[0027]接箍51可以在油管制造时安装上，相当于在油管5制造时的出生证明。接箍51也可以在油管5维修时安装上，相当于给处于黑户状态下的油管5重新上户口。
[0028]接箍是连接钻采管杆的普遍方式，以上方式不仅可以应用于油管5，也可以在:钻杆、抽油栗、封隔器等采油工具上使用。
[0029]如图4所示，电子标签固定装置设置在接箍51端部，在接箍51外表面端部钻安装孔，电子标签52安装在孔中，所述电子标签52底面与孔底接触，周边和外表面由绝缘压套53扣紧，电子标签52的上表面低于接箍51外表面，离外表面的距离e<0.5mm，绝缘压套53周边由金属压环54压紧并固定在安装孔中，所述金属压环54与安装孔的固定方式是冷焊，绝缘压套53的材质是聚醚醚酮。既能够对电子标签进行保护，也能够适应井下高温高压环境。
[0030]电子标签52周边和外表面由绝缘压套扣紧，绝缘压套53会保护电子标签不至于被碰伤；电子标签52安装在安装孔中，低于接箍51表面，可以保证在运输、下井、夹钳夹持时，不会被其他异物触碰而导致脱落或损伤；电子标签52底面与孔底接触，金属材料的接箍51能够对其信号起到放大作用;而电子标签52的周边离安装孔壁隔开，压套53采用绝缘材料，可以防止金属材料的接箍壁对其信号产生屏蔽;而电子标签52低于工具表面不超过0.5mm，在保证电子标签52安全的同时，也保证了电子标签52的信号能够最大程度的发出。
[0031]采用冷焊方式，焊区瞬间产生金属熔融，而周围的升温几乎停留在室温，可以对绝缘压套53和电子标签52进行最好的防护。焊接方式是耐酸碱、永久性的连接方式，可以避免在井下酸碱、高振动环境下的失效和脱落现象产生，从而保证在电子标签可以在钻采管杆全生命周期中均可以牢固的附着在工具上。
[0032]实施方式四
结合附图5描述油管5进行修复时的一种油管追踪方式。
[0033]如图5所示，需要清洗的油管5从送料架4上被移送到滚轮组6上，由滚轮组6送入清洗区7进行清洗，清洗完毕后，油管5被送入滚轮组8上，滚轮组8中间设置有电子标签读写装置2-1，通过电子标签读写装置2-1可以记录油管5进料数；
油管5离开滚轮组8后，进入移料架9，由移料架9送入滚轮组10，滚轮组10将油管5送入修复区11。修复完成的油管5送入移料架12，在移料架12上进入通径区13，通过通径检测合格的油管5送入滚轮组14，滚轮组14中间设置有电子标签读写装置2-2，通过电子标签读写装置2-2可以记录修复合格的油管数；
电子标签读写装置2-1、2-2与服务器3进行数据互换，对油管进料数、修复合格的油管数、进料日期、修复完成日期、责任人、责任班组等数据进行统计。
[0034]油管5装车前，使用手持式电子标签读写器17对电子标签进行数据读写。可以追踪制作单位、出厂日期、时间、材料劳务、规格型号、数量、安装油井及责任人等。
[0035]所生成的报表如图6、7、8所示。
[0036]实施方式五
结合附图9描述油管进行修复时的另外一种追踪方式。
[0037]如图4所示，对进入现场的油管经过挑选、清洗后，在其管体上安装电子标签;如果管体直线度合格，直接进入探伤环节，如管体直线度不达标，则需要矫直后再进入探伤环节;探伤不合格的管直接报废，合格的管进行初检，以对油管分级；分级后的管如丝扣无损伤，可直接进入试压环节，否则需要重新车扣后试压;试压如检测出管强度不合格直接报废，如果检测出丝扣密封性能有缺陷，则返回车扣环节修复后进行试压;试压合格的管进入通径环节，通径检测不合格的管报废，合格的管进入成品排放;在矫直、探伤、初检、车扣、试压、通径、报废、成品排放前油管经过的路线上安装电子标签读写装置2。
[0038]电子标签读写装置2、矫直、探伤、初检、车扣、试压、通径的工艺设备与服务器传递数据的方式是无线传输方式。修复场所环境恶劣，覆盖范围大，采用无线传输的方式可以避免布线的麻烦。
[0039]在每个环节之前安装的电子标签读写装置2通过电子标签识别进入的管，传输到服务器上，服务器综合多个环节的数据，存储到数据库中，形成综合各个工艺环节的油管档案。
【主权项】
1.一种钻采管杆追踪系统，其特征在于:在工艺设备前设置电子标签读写装置，所述电子标签读写装置、工艺设备与服务器进行数据连接，所述服务器设置有数据库;在钻采管杆上安装电子标签，通过对进入该电子标签读写装置内的钻采管杆进行电子标签身份信息的读取，从而采集钻采管杆目前所处的位置并将此位置实时保存到服务器的数据库中，服务器将该钻采管杆身份信息通过公用网络或局域网传送给相应的工艺设备，该工艺设备在完成对该钻采管杆的操作后，将相应的操作信息连同其身份信息，一同传送给服务器并存储在服务器数据库中。2.根据权利要求1所述的钻采管杆追踪系统，其特征在于:多个信号收发器环绕布置在安装有电子标签钻采管杆周围，所述信号收发器与读写器连接。3.根据权利要求2所述的钻采管杆追踪系统，其特征在于:所述信号收发器的数量为3个或3个以上，均布在安装有电子标签钻采管杆周围。4.根据权利要求3所述的钻采管杆追踪系统，其特征在于:3个信号收发器(22)安装在箱体(21)中，3个信号收发器(22)环绕钻采管杆布置，3个信号收发器(23)的的信号收发面均面向钻采管杆，读写器(25)安装在安装箱(24)里，安装箱(24)安装在箱体(21)上，信号收发器(22)的数据传输线与读写器(25)连接。5.根据权利要求1至3任一项所述的钻采管杆追踪系统，其特征在于:所述钻采管杆的种类是油管，应用场合是油管清洗，需要清洗的油管(5)从送料架(4)上被移送到滚轮组(6)上，由滚轮组(6)送入清洗区(7)进行清洗，清洗完毕后，油管(5)被送入滚轮组(8)上，滚轮组(8)中间设置有电子标签读写装置(2-1)，通过电子标签读写装置(2-1)可以记录油管进料数； 油管(5)离开滚轮组(8)后，进入移料架(9)，由移料架(9)送入滚轮组(10)，滚轮组(10)将油管(5)送入修复区(11);修复完成的油管(5)送入移料架(12)，在移料架(12)上进入通径区(13)，通过通径检测合格的油管(5)送入滚轮组(14)，滚轮组(14)中间设置有电子标签读写装置(2-2)，通过电子标签读写装置(2-2)可以记录修复合格的油管数； 电子标签读写装置(2-1、2-2)与服务器(3)进行数据互换，对油管进料数、修复合格的油管数、进料日期、修复完成日期、责任人、责任班组等数据进行统计。6.根据权利要求5所述的钻采管杆追踪系统，其特征在于:油管(5)装车前，使用手持式电子标签读写器(17)对电子标签进行数据读写。7.根据权利要求1至3任一项所述的钻采管杆追踪系统，其特征在于:所述钻采管杆的种类是油管，应用场合是油管清洗，对进入现场的油管经过挑选、清洗后，在其管体上安装电子标签;如果管体直线度合格，直接进入探伤环节，如管体直线度不达标，则需要矫直后再进入探伤环节;探伤不合格的管直接报废，合格的管进行初检，以对油管分级；分级后的管如丝扣无损伤，可直接进入试压环节，否则需要重新车扣后试压;试压如检测出管强度不合格直接报废，如果检测出丝扣密封性能有缺陷，则返回车扣环节修复后进行试压;试压合格的管进入通径环节，通径检测不合格的管报废，合格的管进入成品排放;在矫直、探伤、初检、车扣、试压、通径、报废、成品排放前油管经过的路线上安装电子标签读写装置(2)。8.根据权利要求7所述的钻采管杆追踪系统，其特征在于:电子标签读写装置(2)、矫直、探伤、初检、车扣、试压、通径的工艺设备与服务器传递数据的方式是无线传输方式。9.一种与权利要求3或4所述的钻采管杆追踪系统配套使用的油气钻采管杆，其特征在于:在油气钻采管杆外表面设置安装孔，孔中安装电子标签，所述电子标签底面与孔底接触，周边和外表面由绝缘压套扣紧，所述电子标签低于工具表面不超过0.5mm，所述绝缘压套周边由金属压环压紧并固定在安装孔中，所述金属压环与安装孔的固定方式是冷焊。10.根据权利要求9所述的油气钻采管杆，其特征在于:所述安装孔钻在接箍上。
【文档编号】E21B17/00GK106022411SQ201610384204
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】董宁, 邹波, 郝敬利, 苑香艳, 刘芳杰
【申请人】青岛中瑞泰软控技术有限公司