基于物聯網的井控裝置信息管理系統(tǒng)分析

邊海鵬，許志華，文耀恒，賈軍

（中國石油集團渤海鉆探工程有限公司管具技術服務分公司，河北 任丘 062552）

隨著鉆井工程量的增加，科學技術的發(fā)展，井控裝置作為其中必不可少的一部分，也應該得到發(fā)展。但從實際上看，檢修維修標準不統(tǒng)一，井控管理工作存在極大的隱患，非常容易出現失控情況，因此建立井控裝置信息管理系統(tǒng)非常必要，借助這一系統(tǒng)可以讓有關人員及時掌握井控裝置的真實情況，降低不安全使用風險。

1 井控裝置信息管理系統(tǒng)中的技術

石油是一個國家發(fā)展過程中最為重要的能源，現如今，中國各地區(qū)的石化工程都在積極發(fā)展中，石油開采工作體系也日益完善，但在其中依然存在一些問題。井噴事故是鉆井過程中最為常見的一種事故，而井控裝置的存在可以有效預防這一事故的發(fā)生，保證鉆井工作順利進行。以渤海鉆探工程有限公司為例，該公司中的管具技術服務分公司基于物聯網開發(fā)設計出了井控裝置信息管理系統(tǒng)，對相應的裝置狀態(tài)和技術數據進行規(guī)范統(tǒng)一管理，在這個過程中，重點保證數據正確，確保在發(fā)生故障或者事故的第一時間可以了解到井控裝置的狀況，為決策人員提供參考，降低井控系統(tǒng)存在問題的風險，讓石油開采工作得到穩(wěn)定進行。

在實際開采過程中，會應用多種不同的井控裝置，而且同類型的井控裝置可能會有2 ～3 個，因此要保證井控裝置的唯一性和數據的對應性，就要在每一個井控裝置上，安裝具有唯一編碼的二維碼，以此更好的實現信息管理。在此基礎上，進一步建立井控裝置信息管理系統(tǒng)，錄入相應的電子檔案，搜尋該裝置的使用情況，隨時了解生命周期信息。實際上，最難實現的就是二維碼技術，因為在石油開采現場RFID 射頻技術的使用受到了一定的相似，而且現場工作環(huán)境較為惡劣，想要讓二維碼和井控裝置保持統(tǒng)一使用周期，并且便于查詢，就要科學的進行設計。二維碼技術的容錯能力較強，在一定破損情況下也可以完成讀取，持久耐用，最為主要的是，其制作成本較低。不僅可以在不銹鋼上刻制二維碼，形成銘牌，還可以在相應的檢測報告上打印，為信息查詢工作奠定了良好的基礎。工作人員通過掃描二維碼就可以找打和井控裝置有關的信息數據。在信息管理系統(tǒng)設計過程中，還要根據井控裝置的生命周期設計具體的管理流程，從出廠、上井使用，到檢修維修、報廢更換的全生命周期流程都要涵蓋在具體的信息管理系統(tǒng)中。在設計時，要考慮到工程公司的實際管理模式，確保井控裝置信息管理系統(tǒng)可以和原有的管理系統(tǒng)相融合，此外，井控裝置中涉及的數據種類較多，要根據主次顯示數據，確保工作人員可以在第一時間看見重要信息，所有記錄的數據要經過統(tǒng)計分析，為后續(xù)的管理工作奠定良好的基礎。

2 井控裝置中信息管理系統(tǒng)的功能

根據井控裝置在實際發(fā)展過程中存在的問題來看，本文將該系統(tǒng)進一步劃分為三個模塊，分別為基本信息模塊、實際使用模塊以及檢修維修模塊。

2.1 模塊分析

（1）基本信息模塊。井控裝置廠家制造完成后，就會進入到井控車間，在進入前，工作人員要將井控裝置的基本信息輸入到信息庫中，并且調整好相應的設備狀態(tài)。由車間管理人員和制造廠家進行核對，錄入井控裝置的基本信息，并且將相應的質量文件，提交審核，在確認信息無誤、審查合格后，就可以讓井控裝置進入車間。有關人員要定期更新這一模塊中的基本信息內容，確認信息數據的準確性和實時性，以此在發(fā)生故障或者其他突發(fā)性問題時，可以第一時間調取準確的處理，完成后續(xù)的處理工作。

（2）實際使用模塊。在實際鉆井過程中，井控裝置發(fā)揮著至關重要的重要，井控裝置要根據鉆井情況，對裝置進行配套設計。此時設備和最初的狀態(tài)之間存在參數變化，尤其是在現場使用過程中也會出現一些問題，這些數據都需要進行記錄。尤其是數據上的變化，必須要具備動態(tài)性和實時性，以此可以實際發(fā)現井控裝置中存在的問題。在這一模塊中要記錄每一次的井控設計和配套需求計劃，為后續(xù)的維修工作奠定良好的基礎。除此之外，在現場應用時，如果出現問題，還要記錄單臺井控裝置出現的問題，并且上傳現場檢維修單掃描件、井控裝置每開開鉆前和鉆開油氣層前的試壓報告。

（3）檢修維修模塊。一般情況下，井控裝置會采用定期檢測、不定期檢測兩種方式，其中定期檢測分為季度檢測和年度檢測，不定期檢測以抽檢和回檢為主，所有的檢測記錄都要上傳到相應的管理系統(tǒng)中。如果還聘請了第三方檢測部門，相應的檢測數據也要上傳到管理系統(tǒng)中，確保信息的完善。

2.2 具體功能

利用井控裝置信息管理系統(tǒng)，工作效率得到了顯著提高，工作數據也得到了妥善保存，但需要注意的是，不同地區(qū)之間，需要設計的內容各不相同，要因地制宜的設計井控裝置信息管理系統(tǒng)。從實際應用情況上看，該井控裝置信息管理系統(tǒng)具備數據庫功能、預報警功能、檢測功能等，在其數據庫中，保存了每一個井控裝置的信息，并且建立了廠家?guī)臁⑿吞栆?guī)格庫等內容，可以在第一時間調取相應的數據。工作人員在操作這一信息系統(tǒng)時，具備基本的提醒警示功能，包括：參數數據即將達到額定值題型、數據檢測題型等，操作過程中如果出現問題，也會彈出警示框，避免出現誤操作。以某石油化工企業(yè)為例，該企業(yè)三年為額定檢測期限，如果三年內沒有任何檢測數據記錄，那么系統(tǒng)就彈出紅色警報。并且系統(tǒng)可以調取檢測數據情況，對于存在問題的數據，采用特殊標記，確保工作人員可以及時發(fā)現其中存在的問題。在檢修維修模塊中，會對上傳的數據進行檢測，確保檢測內容的真實性，工作人員也可以根據信息數據，有針對性對井控裝置展開維修檢修工作。最為主要的是，該井控裝置信息管理系統(tǒng)可以實現雙平臺登錄，切實提高查詢效率，保證工作質量，工作人員不僅可以從電腦端進行登錄，也可以從手機端進行登錄，利用手機查詢查看井控裝置的實際情況，并且及時做出應對措施。

2.3 實際應用效果

以該企業(yè)為例，在查詢某一井控裝置時，利用手機掃描裝置上的二維碼，查詢到了該設備的所有信息，包括：出廠信息、上井使用信息、檢測信息、大修信息等，并且可以調閱該設備的使用時間軸，了解到配套清單。從實際使用效果上看，有效提高了工作質量，系統(tǒng)流程合理，符合實際運行需求，系統(tǒng)的操作簡單，數據準確，真正實現了井控裝置的全生命周期管理，系統(tǒng)在應用期間沒有出現任何故障，讓井控裝置的實際功能作用得以充分發(fā)揮。近幾年里，井控裝置信息管理系統(tǒng)得到了全面的發(fā)展，維護成本逐漸降低，可用性不斷提高，但系統(tǒng)中依然存在一些故障。因此，在完成基本設計后，還要定期對該系統(tǒng)的故障診斷功能以及監(jiān)控功能進行維護，讓系統(tǒng)可用率得到進一步提高，以此就可以將其應用在石油鉆井系統(tǒng)中，充分發(fā)揮出相應的促進作用。以該管具技術服務分公司為例，在安裝了該井控裝置信息管理系統(tǒng)后，定期對系統(tǒng)進行檢測，及時檢測出來系統(tǒng)中出現的各種異常漏洞，切實提高了石油鉆井工作的安全性，確保數據的安全性，避免了系統(tǒng)中的信息出現泄露情況。為了保證該系統(tǒng)的正常運行，該企業(yè)還制定了一系列的制度措施，確保井控裝置信息管理系統(tǒng)各項功能得到實現，實現石油鉆井工作的可持續(xù)發(fā)展，延長裝置的使用壽命。值得一提的是，目前市面上的井控裝置在故障率上還存在一定的缺陷，該企業(yè)在開發(fā)使用了井控裝置信息管理系統(tǒng)后，可以根據信息數據的變化，了解掌握該系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，對其進行科學的檢測和診斷，采取有針對性的措施，全面降低故障概率，讓系統(tǒng)運行效率得到全面的提高。有效規(guī)避安全運行風險。在石油鉆井生產過程中，涉及很多的影響因素，如果想要切實提高安全效果，就要對每一個設備提高重視，尤其是井控裝置，加強對該設備相應的數據進行監(jiān)控，可以從根本上提高生產安全水平。

3 結語

綜上所述，基于物聯網的井控裝置信息管理系統(tǒng)，將物聯網技術和井控裝置技術相結合，為井控裝置提供了一個安全的工作環(huán)境。本文設計的井控裝置信息管理系統(tǒng)主要應用到了電子銘牌技術、遠程報警技術等內容，不僅提高了實際應用安全，也避免了數據造假，讓檢修管理流程更加規(guī)范化，而且實現了全生命周期管理。