專利名稱：基于無線射頻技術(shù)的井下管桿柱信息管理系統(tǒng)與管桿柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及RFID (Radio Frequency identification，射頻識別)技術(shù)領(lǐng)域， 特別涉及一種基于無線射頻技術(shù)的井下管桿柱信息管理系統(tǒng)與管桿柱。
背景技術(shù)：
目前，油田鉆井、采油、注水、修井等作業(yè)工序所用井下管柱、桿柱、工具等的管理一直沿用傳統(tǒng)的人工干預(yù)方式。從產(chǎn)品入庫、倉儲、發(fā)料、檢定、下井、服役、修理、報廢等環(huán)節(jié)，都要反復(fù)多次的數(shù)量清點、標(biāo)記辨認、人工記錄等煩瑣工作，傳統(tǒng)的產(chǎn)品識別效率低下， 有時甚至無法辨認，尤其是井下在用的管桿柱、工具的服役情況的準(zhǔn)確評價無法進行，無法保證每一根入井管、桿、工具的可靠性。這種人工干預(yù)的管理方式已經(jīng)成為井下管桿柱管理信息化發(fā)展的技術(shù)瓶頸，因此，有必要尋找一種全新的井下管桿柱標(biāo)識技術(shù)，實現(xiàn)井下管桿柱信息化管理?，F(xiàn)有技術(shù)中，在其他技術(shù)領(lǐng)域存在一些相關(guān)的信息管理技術(shù)，分別介紹如下公開號為CN101604414的中國專利申請，公開了一種基于RFID的物流服務(wù)質(zhì)量評定方法，該方法包括由安裝在物品處理點處的RFID閱讀器讀到其攜帶的標(biāo)簽信息，根據(jù)所述標(biāo)簽信息記錄所述貨物到達各個物品處理點的時間，統(tǒng)計所有待評定貨物的總路程到達時間，與總路程正常到達時間比較，得出物流服務(wù)準(zhǔn)時到達率。公開號為CN101046688的中國專利申請，公開了一種基于RFID的生產(chǎn)流水線的數(shù)據(jù)采集、通訊、控制裝置，該裝置包括分別裝于每個工作位對應(yīng)的主軌道、支軌道上的 RFID閱讀器與一個模塊中心數(shù)據(jù)處理單元連接，模塊中心數(shù)據(jù)處理單元通過總線接口與上位機通訊，模塊中心數(shù)據(jù)處理單元與終端數(shù)據(jù)處理單元連接，終端數(shù)據(jù)處理單元與終端輸入部分、終端輸出部分連接。公開號為CN101256618的中國專利申請，公開了一種基于RFID的監(jiān)控系統(tǒng)和方法，對要追蹤的項目分配有標(biāo)簽?zāi)K，該模塊可以用RFID讀取器操作。在該系統(tǒng)中，標(biāo)簽?zāi)K通過電導(dǎo)耦合與進入點相連，該進入點可以在RFID的RF場中操作。公開號為CN101661581的中國專利申請，公開了一種動產(chǎn)管理系統(tǒng)及方法，特別是涉及一種基于RFID技術(shù)對動產(chǎn)進出庫狀況及庫存情況進行遠程管理和控制的動產(chǎn)管理系統(tǒng)及方法。上述現(xiàn)有技術(shù)普遍存在以下技術(shù)缺陷和不足1、在監(jiān)測各個環(huán)節(jié)的工作狀態(tài)方面，均未實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)管理。2、信息化管理方面，現(xiàn)有技術(shù)沒有提到應(yīng)用RFID技術(shù)，實現(xiàn)采購、出入庫、物流、 作業(yè)現(xiàn)場、服役、檢測分級、報廢等各環(huán)節(jié)全生命周期過程的智能化動態(tài)識別、跟蹤、評價、 查詢與管理，提供有效手段。3、現(xiàn)有技術(shù)沒有提到RFID技術(shù)在油田井下管桿柱信息化管理方面的應(yīng)用。目前油田井下管桿柱管理一直沿用傳統(tǒng)的人工干預(yù)方式，傳統(tǒng)的產(chǎn)品識別效率低下，有時甚至無法辨認，尤其是井下在用的管桿柱、工具的服役情況的準(zhǔn)確評價無法進行，使油田井下管
3桿柱的跟蹤和管理難以做到科學(xué)、可靠、便捷，很大程度上阻礙了油田井下管桿柱科學(xué)化管理的發(fā)展，無法保證每一根入井管、桿、工具的可靠性。[0012]4、現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)了基于RFID的監(jiān)測，但數(shù)據(jù)缺乏深層次應(yīng)用，除了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的基本查詢、統(tǒng)計等功能外，忽略了對設(shè)備生命周期過程的智能化動態(tài)識別、跟蹤、評價、查詢與管理，也沒有建立一個油田井下管桿柱信息化管理網(wǎng)絡(luò)。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型實施例的目的是提供一種基于無線射頻技術(shù)的井下管桿柱信息管理系統(tǒng)與管桿柱，以實現(xiàn)井下管桿柱全生命周期過程的智能化動態(tài)識別、跟蹤、評價、查詢與管理，為油田井下管桿柱信息化管理提供有效手段。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供一種基于無線射頻技術(shù)的井下管桿柱信息管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括射頻識別RFID芯片，植入所述管桿柱中，為所述管桿柱提供唯一標(biāo)識，并存儲所述管桿柱的管理信息；RFID讀寫裝置，用于通過無線射頻網(wǎng)絡(luò)讀取所述RFID芯片中的信息；PC機，連接所述RFID讀寫裝置，獲取所述RFID芯片的信息，對所述管桿柱的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，并對所述管桿柱的信息進行存儲和管理。所述RFID讀寫裝置包括固定式讀寫器或者手持式讀寫器。所述手持式讀寫器，用于移動采集所述管桿柱全生命周期過程中各個階段的信肩、ο所述RFID芯片中存儲了所述管桿柱的信息包括下述信息的一種或多種組合基礎(chǔ)參數(shù)、檢測參數(shù)、分級情況、使用井史、下井時間以及服役時間。所述PC機包括數(shù)據(jù)庫單元，對所述管桿柱的信息進行存儲和管理，接收外部信息查詢命令，返回查詢結(jié)果；監(jiān)控單元，根據(jù)獲取的管桿柱信息，對所述管桿柱的工作狀態(tài)進行監(jiān)控；當(dāng)達到預(yù)警條件時，發(fā)出報警信號。所述監(jiān)控單元，具體用于監(jiān)控所述RFID的服役時間；當(dāng)所述RFID芯片中存儲的服役時間達到服役壽命時，發(fā)出報警信號。所述監(jiān)控單元，還用于監(jiān)控所述管桿柱的下井順序；當(dāng)與預(yù)定的下井順序不符時， 發(fā)出報警信號。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例還提供一種基于無線射頻技術(shù)的管桿柱，其特征在于，所述管桿柱中植入了 RFID芯片，所述RFID芯片為所述管桿柱提供唯一標(biāo)識，并存儲所述管桿柱的管理信息。本實用新型實施例的技術(shù)方案具有以下有益效果1、提供一種基于RFID的油田井下管桿柱信息化管理系統(tǒng)。2、管桿柱植入RFID芯片，芯片內(nèi)儲存了基礎(chǔ)參數(shù)、檢測參數(shù)、分級情況、使用井史、下井時間、服役時間等信息，徹底改變了傳統(tǒng)井下管桿柱管理的理念，實現(xiàn)產(chǎn)品的信息化，利用無線射頻可以對油田的井下管桿柱使用情況進行及時、有效、準(zhǔn)確的監(jiān)控，使井下管桿柱的管理更加規(guī)范化、系統(tǒng)化。3、實現(xiàn)了跟蹤評價井下管桿柱應(yīng)用情況，形成井下管桿柱的完整應(yīng)用檔案，提供一套系統(tǒng)科學(xué)的井下管桿柱跟蹤評價系統(tǒng)。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分， 并不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限定。在附圖中圖1為本實用新型實施例基于RFID的油田井下管桿柱信息管理系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；圖2為本實用新型實施例RFID芯片植入油田井下管桿柱示意圖；圖3為本實用新型實施例RFID芯片的工作原理示意圖；圖4為本實用新型實施的系統(tǒng)進行動態(tài)數(shù)據(jù)采集的工作原理示意圖；圖5為本實用新型實施例基于RFID的信息化油田井下管桿柱信息管理系統(tǒng)完整工作流程示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。本實用新型實施例提供一種基于無線射頻技術(shù)的井下管桿柱信息管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)之一的RFID技術(shù)，利用裝配或植入管桿柱以及工具內(nèi)的RFID電子芯片，給每一根井下管桿柱以及工具配備一份獨一無二的電子身份證，使油田井下管件的跟蹤和管理做到科學(xué)、可靠、便捷，為油田井下管桿柱信息化管理提供有效手段。本系統(tǒng)具有快速識別、高可靠性、高保密性等特點，實現(xiàn)對油田井下管桿柱全生命周期過程的智能化動態(tài)跟蹤與管理，可廣泛用于油田物資管理業(yè)務(wù)。圖1為本實用新型實施例基于RFID的油田井下管桿柱信息化管理系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括射頻識別RFID芯片10，植入所述管桿柱中，為所述管桿柱提供唯一標(biāo)識，并存儲所述管桿柱的管理信息；RFID讀寫裝置20，用于通過無線射頻網(wǎng)絡(luò)讀取所述RFID芯片中的信息；PC機30，連接所述RFID讀寫裝置，獲取所述RFID芯片的信息， 對所述管桿柱的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，并對所述管桿柱的信息進行存儲和管理。具體地，RFID讀寫裝置20包括固定式讀寫器201或者手持式讀寫器202。所述手持式讀寫器，用于移動采集所述管桿柱全生命周期過程中各個階段的信息。固定式讀寫器201或手持式讀寫器202與井下管桿柱的RFID芯片10之間按約定的通信協(xié)議傳遞信息。具體地，所述RFID芯片10中存儲了所述管桿柱的信息包括下述信息的一種或多種組合基礎(chǔ)參數(shù)、檢測參數(shù)、分級情況、使用井史、下井時間以及服役時間。如圖1所示，PC機30進一步包括數(shù)據(jù)庫單元301，對所述管桿柱的信息進行存儲和管理，接收外部信息查詢命令，返回查詢結(jié)果；監(jiān)控單元302，根據(jù)獲取的管桿柱信息，對所述管桿柱的工作狀態(tài)進行監(jiān)控；當(dāng)達到預(yù)警條件時，發(fā)出報警信號?？蛇x地，所述監(jiān)控單元，具體用于監(jiān)控所述RFID的服役時間；當(dāng)所述RFID芯片中存儲的服役時間達到服役壽命時，發(fā)出報警信號?？蛇x地，所述監(jiān)控單元，還用于監(jiān)控所述管桿柱的下井順序；當(dāng)與預(yù)定的下井順序不符時，發(fā)出報警信號。具體地，所述監(jiān)控單元通過手持式讀寫器202監(jiān)測管桿柱下入順序是否正確，是否符合作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計方案；并跟蹤井下管桿柱實際應(yīng)用情況，評估井下管桿柱工作狀況。該系統(tǒng)的工作原理是將RFID芯片植人井下管桿柱內(nèi)，使其具有電子標(biāo)識功能， RFID芯片與RFID讀寫裝置通過無線射頻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取與改寫；同時，讀寫裝置與PC 機通過數(shù)據(jù)線連接，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫軟件進行管理。該RFID讀寫裝置可以是固定式讀寫器或者是手持式讀寫器，手持式讀寫器可以直接與內(nèi)植有RFID芯片的井下管桿柱進行無線的數(shù)據(jù)讀取與改寫；同時手持式讀寫器上配備USB插口，可以與PC機相連進行數(shù)據(jù)傳送、 下載與修改。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)對油井下管桿柱信息進行管理，記錄標(biāo)識號碼、日期、時間以及設(shè)備的相關(guān)信息。本實用新型實施例的井下管桿柱信息化管理系統(tǒng)，覆蓋井下管桿柱的采購、出入庫、物流、作業(yè)現(xiàn)場、服役、檢測分級、報廢等各環(huán)節(jié)，提供給油田井下管桿柱力學(xué)及性能評估軟件進行分析計算，形成一套科學(xué)完整的井下管桿柱跟蹤評價結(jié)果，如壽命預(yù)測、監(jiān)測報警、經(jīng)濟評價、作業(yè)設(shè)計質(zhì)量評價等。圖2為RFID芯片植入油田井下管桿柱示意圖，按圖2所示，將RFID芯片植入油田井下管桿柱內(nèi)，RFID芯片內(nèi)儲存了基礎(chǔ)參數(shù)、檢測參數(shù)、分級情況、使用井史、下井時間、服役時間等信息。RFID芯片內(nèi)有耦合元件和內(nèi)置天線，配用的手持式或固定式識讀器與其可按約定的通信協(xié)議進行非接觸式自動傳遞信息。如圖3所示，其中，數(shù)據(jù)采集器與PC機連接，從固定式或手持式讀寫器中獲得RFID芯片中的信息，然后發(fā)送給PC機進行數(shù)據(jù)處理； 本實施例的數(shù)據(jù)采集器可以是PDA或便攜式客戶端，類似PC機功能。圖4為本實施的系統(tǒng)進行動態(tài)數(shù)據(jù)采集的工作原理示意圖。如圖4所示，在施工作業(yè)時，可以用手持式數(shù)據(jù)識讀采集器，直接與RFID芯片進行數(shù)據(jù)通訊傳輸，或者用手持式或便攜式數(shù)據(jù)采集器與固定式識讀器通過串口適配器連接，實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)采集。有固定式讀寫器但沒有PC機時，可以通過手持式采集器，讀取固定式讀寫器中的存儲數(shù)據(jù)，然后再通過手持式采集器導(dǎo)入PC機中。通過手持式的移動數(shù)據(jù)采集，可以在產(chǎn)品入庫、倉儲、發(fā)料、檢定、下井、服役、修理、報廢等環(huán)節(jié)中起全程管理的作用。圖5為本實用新型實施例基于RFID的信息化油田井下管桿柱管理系統(tǒng)完整工作方法的流程示意圖。如圖5所示，固定式RFID讀寫器或手持式RFID讀寫器從RFID芯片中讀取管桿柱的信息；通過RS232串口或USB接口與PC機相連，將讀取的數(shù)據(jù)直接傳輸至PC 機的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以記錄標(biāo)識號碼、日期、時間以及設(shè)備的所有詳細信息。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有記錄、編輯、分類、查詢、計劃、配送等功能。利用動態(tài)數(shù)據(jù)采集功能，跟蹤記錄井下管桿柱使用狀態(tài)，進行計算分析，形成系統(tǒng)科學(xué)的跟蹤評價結(jié)果，實現(xiàn)設(shè)備的監(jiān)控報警、壽命預(yù)測以及質(zhì)量評價，用于指導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)計與施工。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于無線射頻技術(shù)的井下管桿柱信息管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 射頻識別RFID芯片，植入所述管桿柱中，為所述管桿柱提供唯一標(biāo)識，并存儲所述管桿柱的管理信息；RFID讀寫裝置，通過無線射頻網(wǎng)絡(luò)讀取所述RFID芯片中的信息； PC機，連接所述RFID讀寫裝置，獲取所述RFID芯片的信息，對所述管桿柱的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，并對所述管桿柱的信息進行存儲和管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID讀寫裝置包括固定式讀寫器或者手持式讀寫器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PC機包括數(shù)據(jù)庫單元，對所述管桿柱的信息進行存儲和管理，接收外部信息查詢命令，返回查詢結(jié)果；監(jiān)控單元，根據(jù)獲取的管桿柱信息，對所述管桿柱的工作狀態(tài)進行監(jiān)控；當(dāng)達到預(yù)警條件時，發(fā)出報警信號。
4.一種基于無線射頻技術(shù)的管桿柱，其特征在于，所述管桿柱中植入了 RFID芯片，所述RFID芯片為所述管桿柱提供唯一標(biāo)識，并存儲所述管桿柱的管理信息。
專利摘要一種基于無線射頻技術(shù)的井下管桿柱信息管理系統(tǒng)與管桿柱，所述系統(tǒng)包括射頻識別RFID芯片，植入所述管桿柱中，為所述管桿柱提供唯一標(biāo)識，并存儲所述管桿柱的管理信息；RFID讀寫裝置，用于通過無線射頻網(wǎng)絡(luò)讀取所述RFID芯片中的信息；PC機，連接所述RFID讀寫裝置，獲取所述RFID芯片的信息，對所述管桿柱的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，并對所述管桿柱的信息進行存儲和管理。該技術(shù)方案實現(xiàn)了井下管桿柱全生命周期過程的智能化動態(tài)識別、跟蹤、評價、查詢與管理，為油田井下管桿柱信息化管理提供了有效手段。
文檔編號G06K17/00GK202067307SQ20102069091
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者檀朝東, 檀朝鑾 申請人:檀朝東