物聯(lián)網(wǎng)的井控裝置信息管理系統分析論文
摘要：井控裝置為預防鉆井作業(yè)過(guò)程中井噴事故的發(fā)生提供了保障，但是每年的井控安全檢查中都發(fā)現不合格的井控裝置，其原因主要是井控裝置沒(méi)有嚴格按標準進(jìn)行檢維修。為解決這些問(wèn)題，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立井控裝置信息管理系統，給每臺設備安裝具有唯一身份編碼的電子銘牌；通過(guò)建立廠(chǎng)家制造模塊、使用模塊及檢維修模塊三大模塊，在PC端錄入井控裝置核心檔案記錄，杜絕了數據造假，規范了檢維修管理流程；利用手機APP可隨時(shí)查詢(xún)了解井控裝置的生命周期信息，提高了井控裝置在使用過(guò)程中的本質(zhì)安全。
關(guān)鍵詞：井控裝置；物聯(lián)網(wǎng)；電子銘牌；信息管理系統
目前中國石化各地區工程公司井控裝置的管理模式多樣化，檢維修標準執行幅度不統一，管理方式差異大[1]，在每年的井控安全檢查中，多次出現不合標準的現象，給井控管理造成了極大的隱患，可能導致井控失控[2-4]。中國版工業(yè)4.0規劃《中國制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)提出要大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是當今世界經(jīng)濟和科技發(fā)展的戰略制高點(diǎn)之一[5]，是新一代信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的高度集成和綜合運用，是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要方向和推動(dòng)力量。它利用識別技術(shù)隨時(shí)獲取產(chǎn)品從制造、用戶(hù)使用直到報廢的各個(gè)階段信息數據，形成生命周期管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在各行業(yè)領(lǐng)域廣泛使用，也為石油工程領(lǐng)域發(fā)展發(fā)揮了重要作用。按照中國石化石油工程公司的要求，采取物聯(lián)網(wǎng)+井控裝置管理的模式，依據有關(guān)行業(yè)標準和技術(shù)規范，對中國石化國內井控裝置管理建立統一的信息管理平臺。通過(guò)建立PC端和手機APP辦公平臺，可方便查閱井控裝置的當前及歷史使用情況。通過(guò)系統數據分析，可了解設備質(zhì)量情況，促使制造廠(chǎng)家不斷改進(jìn)質(zhì)量。通過(guò)完善檢維修流程，使井控車(chē)間檢維修過(guò)程更加規范統一。鉆井隊可通過(guò)系統了解井控裝置狀態(tài)和技術(shù)數據，促進(jìn)裝置的合理使用。通過(guò)第三方檢測機構開(kāi)展I類(lèi)井控裝置3年期檢測并錄入相關(guān)記錄，確保了數據的公正性和真實(shí)性，如遇到重要險情，可快速了解井控裝置的狀況，使領(lǐng)導決策有據可依。降低了井控系統不安全使用風(fēng)險。
1系統設計
系統主要由電子銘牌技術(shù)、PC系統及手機APP等組成，三者相互作用構成了物聯(lián)網(wǎng)+井控裝置管理。每臺井控裝置上都安裝有具有唯一身份編碼的電子銘牌，以聯(lián)結現場(chǎng)實(shí)物與信息管理系統。建立PC系統，在系統中錄入井控裝置電子檔案，通過(guò)電子編碼搜索查詢(xún)該裝置的使用情況。采用手機APP掃描電子銘牌或者直接輸入查詢(xún)內容隨時(shí)隨地了解井控裝置生命周期信息。1.1電子銘牌技術(shù)電子銘牌的使用要求非常高，主要表現在：井場(chǎng)防爆要求高，RFID射頻技術(shù)的使用受到限制；工作環(huán)境惡劣，井控裝置壽命為十幾年，要求電子銘牌的壽命也達到同等年限；要方便手機APP查詢(xún)。綜合各方面因素，電子銘牌采用二維碼的形式。二維碼的優(yōu)點(diǎn)是容錯能力強，在一定破損情況下依然可以讀��；制作成本低，持久耐用；除了可在不銹鋼銘牌上刻制二維碼，加工成電子銘牌，還可在井控裝置檢測報告上印上二維碼，方便手機APP掃描查詢(xún)。電子編碼的編碼規則充分考慮了23大類(lèi)549種典型型號井控裝置，通過(guò)電子編碼可知道設備的關(guān)鍵參數。在激光打標機的打標程序中將電子編碼轉換成二維碼，然后將二維碼及對應的明碼打標刻印在不銹鋼材質(zhì)的電子銘牌上，再采用卡箍或氬弧焊形式將不銹鋼電子銘牌固定安裝在井控裝置上.1.2信息管理系統信息管理系統的設計是在井控裝置生命周期的基礎上，依據SY/T6160—2014《防噴器檢查和維修》、SY/T6270—2012《石油鉆采高壓管匯的使用、維護、維修與檢測》等標準執行的。井控裝置生命周期如圖2所示，涵蓋了井控裝置從出廠(chǎng)、上井使用、檢維修及報廢等全生命過(guò)程。系統設計原則：①分析不同地區工程公司的管理模式，力求把井控標準貫穿到整個(gè)系統中；②流程簡(jiǎn)約流暢，使用方便，盡量減少現場(chǎng)的輸入量，達到輸入標準化，并可進(jìn)行數據追溯；③考慮到實(shí)際記錄數據種類(lèi)多，需突出重點(diǎn)，檢測試壓報告和大事件以附件形式上傳到系統中，領(lǐng)導、井控車(chē)間、井隊希望看到的內容都能看到；④記錄的關(guān)鍵數據可統計分析。PC端開(kāi)發(fā)基于Java語(yǔ)言，該語(yǔ)言具有卓越的通用性、高效性、平臺移植性和安全性[6]。在全球云計算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，具備顯著(zhù)的優(yōu)勢。在網(wǎng)絡(luò )搭建方面，考慮到制造廠(chǎng)家、鉆井公司、井控車(chē)間、井隊及第三方檢測機構都參與系統數據的錄入，涉及的單位部門(mén)很多，將系統服務(wù)器搭建在內網(wǎng)，可方便內網(wǎng)用戶(hù)登錄，對于外網(wǎng)用戶(hù)可通過(guò)VPN賬號登錄。手機APP的開(kāi)發(fā)基于安卓系統，通過(guò)VPN連接阿里云服務(wù)器和后臺數據庫，在外網(wǎng)環(huán)境下可直接登陸訪(fǎng)問(wèn)手機APP。APP內置二維碼掃描軟件，掃碼快速準確。
2系統功能及特點(diǎn)
PC系統輸入分三大功能模塊，分別是廠(chǎng)家制造模塊、使用模塊及檢維修模塊。1）廠(chǎng)家制造模塊：井控裝置制造完成后，在發(fā)往井控車(chē)間之前，制造廠(chǎng)家通過(guò)外網(wǎng)登陸，錄入井控裝置基本信息，并提供相關(guān)質(zhì)量文件，提交審查。資產(chǎn)所屬單位對基本信息進(jìn)行審查，審查合格后進(jìn)入到基本信息庫。對于已有的.井控裝置，由資產(chǎn)所屬單位相關(guān)人員直接錄入到基本信息庫里，設備狀態(tài)調整為完好。2）使用模塊:鉆井公司根據鉆井設計錄入每開(kāi)與井控相關(guān)的參數，并上傳井控設計和配套需求計劃，井控車(chē)間根據配套需求計劃，對每一開(kāi)進(jìn)行井控裝置配套并送井交接，此時(shí)設備狀態(tài)由完好變?yōu)樵谟谩，F場(chǎng)使用過(guò)程中，井隊可對單臺井控裝置出現的問(wèn)題進(jìn)行描述，另外還需上傳現場(chǎng)檢維修單掃描件、井控裝置每開(kāi)開(kāi)鉆前和鉆開(kāi)油氣層前的試壓等報告。每開(kāi)完鉆后進(jìn)行回收交接，井控車(chē)間回收，回收后設備狀態(tài)變?yōu)榇蕖?）檢維修模塊:井控車(chē)間負責3月期、1年期及回場(chǎng)的檢修記錄數據錄入以及相關(guān)檢測報告上傳，第三方檢測機構負責3年期的檢維修記錄數據錄入及相關(guān)檢測報告上傳。檢維修結束后進(jìn)行結果判定：如果為完好，則入完好庫；如果報廢，則入報廢庫；如果需要大修，則井控車(chē)間對大修設備進(jìn)行提交并由大修廠(chǎng)家接收，大修結束后廠(chǎng)家將大修資料進(jìn)行上傳，經(jīng)井控車(chē)間驗收合格后入庫，設備狀態(tài)變?yōu)橥旰�。PC系統輸出可根據各地區工程公司的需要進(jìn)行設計，輸出表格主要有井控裝置匯總統計表、送井回收交接清單、檢維修匯總清單等。1）操作標準化。形成廠(chǎng)家庫，使廠(chǎng)家名稱(chēng)統一，方便統計。2）具有提醒功能。甲單位將設備調給乙單位，系統提醒乙單位接收。井控車(chē)間將設備回收后，在流程交接點(diǎn)彈出警示框.3）提高工作效率。為了減少工作量，錄入檢維修記錄時(shí)每一欄的檢查情況默認為合格，有問(wèn)題則對問(wèn)題進(jìn)行描述。4）對3年期檢測年限設置預警�；拘畔⒉樵�(xún)界面中，可查看最近一次3年期檢測日期與當前日期的時(shí)間間距，對時(shí)間間距進(jìn)行排序，時(shí)間間距最長(cháng)的排在最前面，時(shí)間間距超過(guò)3年的采用紅色標記警示。5）檢測內容真實(shí)。檢維修模塊上傳試壓、聲發(fā)射、探傷報告，并且將對應的照片上傳.確保檢測內容的真實(shí)性。6）具有針對性。大修時(shí)廠(chǎng)家可以查看最近一次的檢測報告，根據檢維修記錄中的問(wèn)題進(jìn)行針對性的修復。7）查詢(xún)功能強大�？梢枣溄硬樵�(xún)井隊、井號及單臺設備信息。手機APP分二維碼查詢(xún)、井控裝置查詢(xún)、井號查詢(xún)及井隊查詢(xún)等四大查詢(xún)模塊。查詢(xún)流程如圖7所示，通過(guò)二維碼查詢(xún)可對電子銘牌或者證書(shū)報告上的二維碼進(jìn)行掃描，進(jìn)而查看單臺設備時(shí)間軸。通過(guò)該時(shí)間軸可展示井控裝置生命周期中的關(guān)鍵環(huán)節信息，例如出廠(chǎng)信息、上井使用信息、檢測信息、大修信息等。井控裝置查詢(xún)支持模糊搜索，可輸入關(guān)鍵信息以縮小查詢(xún)范圍。通過(guò)井號和井隊查詢(xún)可了解某口井的信息及相應每開(kāi)的配套清單。
3應用效果
該系統開(kāi)發(fā)完畢后對中國石化各地區工程公司相關(guān)人員進(jìn)行了多次培訓，該系統已在各工程公司井控車(chē)間和井隊推廣運行，另外作為第三方檢測機構的世紀派創(chuàng )石油機械檢測有限公司也已經(jīng)正式使用該系統，已錄入I類(lèi)井控裝置三年期檢測報告。系統在運行過(guò)程中獲得了大家的好評，一致認為系統流程合理，符合現場(chǎng)實(shí)際，操作簡(jiǎn)潔實(shí)用，數據具有可追溯性，能實(shí)現井控裝置生命周期管理。
4結論
1）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的井控裝置信息管理系統，使物聯(lián)網(wǎng)與井控裝備行業(yè)融合，創(chuàng )造了新的井控安全環(huán)境。2）井控裝置信息管理系統主要由電子銘牌技術(shù)、PC系統及手機APP等組成，給每臺設備安裝具有唯一身份編碼的電子銘牌，在PC端錄入井控裝置核心檔案記錄，杜絕了數據造假，規范了檢維修管理流程。利用手機APP可隨時(shí)查詢(xún)了解井控裝置的生命周期信息，提高了井控裝置在使用過(guò)程中的本質(zhì)安全。3）廠(chǎng)家制造模塊、使用模塊及檢維修模塊構成了系統的核心，這三大模塊的設計符合現場(chǎng)實(shí)際，操作簡(jiǎn)潔實(shí)用，數據具有可追溯性。
參考文獻：
[1]劉潤華,黃勇智,何誠.淺析提高井控安全管理的幾點(diǎn)思考[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2012,32(5):208.
[2]潘婕,徐大寧.井控安全管理工作探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2013(13):190-191．
[3]李天聰,谷同杰,寧緒南.井控裝置質(zhì)量可靠性應用[J].石油工業(yè)技術(shù)監督,2017,33(11):24-26.
[4]牛志東.淺析井控技術(shù)與井噴失控[J].商品與質(zhì)量,2014(5):316.
[5]高常水,許正中,王忠.我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[J].中國科學(xué)基金,2012(4):205-209.
[6]歐鋒,鄒敏,李曉楨.Java技術(shù)框架概述[J].計算機系統應用,2012,21(8):236-239.
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