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基于RFID技术的石油钻具管理系统研制

张小佳 刘文红 申昭熙 钱征华 张应红 周海洋

张小佳,刘文红,申昭熙,等. 基于RFID技术的石油钻具管理系统研制[J]. 石油钻探技术,2022, 50(6):107-111 doi: 10.11911/syztjs.2022040
引用本文: 张小佳,刘文红,申昭熙,等. 基于RFID技术的石油钻具管理系统研制[J]. 石油钻探技术,2022, 50(6):107-111 doi: 10.11911/syztjs.2022040
ZHANG Xiaojia, LIU Wenhong, SHEN Zhaoxi, et al. Research and development of a drilling tools management system based on RFID technology [J]. Petroleum Drilling Techniques,2022, 50(6):107-111 doi: 10.11911/syztjs.2022040
Citation: ZHANG Xiaojia, LIU Wenhong, SHEN Zhaoxi, et al. Research and development of a drilling tools management system based on RFID technology [J]. Petroleum Drilling Techniques,2022, 50(6):107-111 doi: 10.11911/syztjs.2022040

基于RFID技术的石油钻具管理系统研制

doi: 10.11911/syztjs.2022040
基金项目: 中国石油集团工程材料研究院院级课题“钻具RFID芯片封装及评价技术研究”(编号:CG-2020-KY-027)、应用力学与结构安全四川省重点实验室开放课题基金“基于电磁超声导波的结构缺陷检测技术研究”(编号:SZDKF-202002)联合资助
详细信息
    作者简介:

    张小佳(1985—),男,陕西汉中人,2008年毕业于大庆石油学院过程装备与控制工程专业,高级工程师,主要从事油套管实物全尺寸性能试验及研究。E-mail: zhangxiaojia@cnpc.com.cn

  • 中图分类号: TE928

Research and Development of a Drilling Tool Management SystemBased on RFID Technology

  • 摘要:

    为了提高钻具管理的信息化水平,研究了基于RFID技术的钻具信息采集管理系统。选择适用于钻杆的超高频RFID标签作为信息载体,采用有限元方法分析了标签安装孔对钻杆强度的影响;以超高频RFID读取技术为基础,构建了环形阵列天线结构的信息采集硬件系统,天线阵列发出的读写信号能够全向覆盖钻杆;采用.NET技术构建远程信息管理系统,实现了钻具信息采集、存储的远程无人值守;环形阵列天线及读写器安装在钻井平台下方,起下钻作业时钻杆穿过环形阵列天线,即使不知道RFID标签埋入位置也能采集到钻杆信息,通过Web端即可管理钻杆信息。试验结果表明,在RFID芯片位置未知的情况下,钻杆以0~2.00 m/s的速度运动时,系统能准确无遗漏地采集钻杆信息。基于超高频RFID技术的钻杆管理系统的研制,为石油钻具管理信息化提供了有效途径。

     

  • 图 1  RFID芯片嵌入安装示意

    Figure 1.  Embedding installation of RFID chip

    图 2  组合工况下的钻杆应力分布

    Figure 2.  Stress distribution of drill pipe under different working condition combinations

    图 3  孔底与杆体最大应力比与孔径的关系曲线

    Figure 3.  Ratio variations of maximum stress between hole bottom and drill pipe with pore diameter

    图 4  钻具RFID信息采集系统的工作原理

    Figure 4.  Principle of RFID information acquisition system for drilling tools

    图 5  钻杆信息采集系统

    Figure 5.  Information acquisition system for drill pipes

    图 6  运动信息采集试验

    Figure 6.  Test for motion information acquisition

    图 7  钻具RFID系统结构框图

    Figure 7.  Structure of RFID system for drilling tools

    表  1  运动信息采集试验读取结果

    Table  1.   Reading results of test for motion informationacquisition

    运动速度/(m·s−1)最大读取次数最小读取次数
    0.80248
    1.00248
    1.20206
    1.40164
    1.60124
    1.80124
    2.00 82
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-21
  • 修回日期:  2022-10-19
  • 网络出版日期:  2022-11-04

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