石油鉆井領(lǐng)域

  鉆桿是石油開(kāi)采企業(yè)最重要的資產(chǎn)之一，購(gòu)置新鉆桿的費(fèi)用平均約占資本投資總額的20-25%，因此對(duì)鉆桿進(jìn)行科學(xué)有效的資產(chǎn)管理具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
  鉆桿的使用壽命，根據(jù)制造質(zhì)量、使用環(huán)境、保養(yǎng)維護(hù)的情況，從2年到6年不等。為了保持鉆桿良好的工作狀態(tài)，滿足鉆井的使用需求，需要對(duì)鉆桿定期進(jìn)行檢查維護(hù)，并對(duì)已到使用壽命的鉆桿進(jìn)行報(bào)廢處理，另外還需要花費(fèi)大量的資金去購(gòu)置新的鉆桿（2018年，俄羅斯某鉆井運(yùn)營(yíng)商購(gòu)買了6.37萬(wàn)噸鋼鉆桿，而報(bào)廢量則達(dá)到3萬(wàn)噸）。若不能對(duì)鉆桿壽命進(jìn)行科學(xué)有效的管理，可能會(huì)造成鉆桿提前報(bào)廢，或庫(kù)存鉆桿不足的情況，將嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)營(yíng)質(zhì)量。
      盡管石油開(kāi)采企業(yè)都非常重視對(duì)鉆桿的保養(yǎng)和盤點(diǎn)，但由于缺乏科學(xué)有效的信息化手段，在實(shí)際操作中，很難做到對(duì)每根鉆桿的檢修狀況、保養(yǎng)時(shí)間、下井時(shí)間以及工作時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行單獨(dú)準(zhǔn)確的記錄，并準(zhǔn)確及時(shí)地將信息上報(bào)匯總。而是每個(gè)鉆井將鉆桿按組進(jìn)行由人工進(jìn)行粗略記錄，再上報(bào)公司由人工進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)。不僅耗時(shí)耗力，而且數(shù)據(jù)真實(shí)性和可靠性較差。更無(wú)法做到針對(duì)性報(bào)廢，為以防萬(wàn)一通常采取整組報(bào)廢，浪費(fèi)極大。
鉆桿在井下磨損到一定程度后，容易發(fā)生鉆桿刺漏，導(dǎo)致鉆桿報(bào)廢。為防止刺漏的發(fā)生，目前一般定期將鉆桿抽出鉆井，采用探傷設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，這種方式只能在鉆桿已經(jīng)形成裂紋時(shí)才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，無(wú)法提前發(fā)現(xiàn)隱患。因此在檢測(cè)的間隔期間發(fā)生刺漏的情況非常多。
  由于相同質(zhì)量水平的鉆桿在正常工作條件下的磨損程度與工作時(shí)長(zhǎng)成正比，因此可以通過(guò)記錄鉆桿工作時(shí)長(zhǎng)來(lái)預(yù)防鉆桿發(fā)生刺漏。再結(jié)合大數(shù)據(jù)算法，甚至可以通過(guò)數(shù)據(jù)的積累計(jì)算出各個(gè)供應(yīng)商的鉆桿即將發(fā)生刺漏的平均工作時(shí)長(zhǎng)，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐，不僅利于鉆桿的保養(yǎng)，還能便于對(duì)供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和管控。
  使用RFID進(jìn)行鉆桿管理的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值
1. 通過(guò)掌控鉆桿當(dāng)前狀況和剩余壽命的可靠信息，使鉆桿達(dá)到最大允許磨損程度后再報(bào)廢，而不是根據(jù)機(jī)組的一般數(shù)據(jù)提前報(bào)廢。鉆桿的使用壽命至少可提高20%。
2. 通過(guò)使用RFID對(duì)每根鉆桿進(jìn)行單獨(dú)精確的管理，可實(shí)現(xiàn)將不同管道的鉆桿相互組合或與其他新鉆桿組合使用，從而將一組鉆桿的數(shù)量減少到打井所需的實(shí)際數(shù)量。而以往在對(duì)一組鉆桿進(jìn)行組合時(shí)，至少要保留5％的備品數(shù)量。
3. 基于每根鉆桿真實(shí)準(zhǔn)確的使用壽命，能夠精準(zhǔn)篩選出真正需要修復(fù)的鉆桿，使探傷和鉆桿檢修更具計(jì)劃性和針對(duì)性，經(jīng)判斷無(wú)法修復(fù)的提前報(bào)廢損壞最嚴(yán)重的部分，而非將一整套鉆桿全部報(bào)廢。綜合節(jié)省檢修和報(bào)廢的成本達(dá)到25%以上。
4. 將因沖蝕或故障導(dǎo)致鉆桿損壞事故的風(fēng)險(xiǎn)降低30%。該系統(tǒng)將根據(jù)鉆桿當(dāng)前的使用壽命，提供在RIH作業(yè)前對(duì)鉆桿進(jìn)行分類，或建議改變其在連接裝置中的位置。
5. 每根鉆桿的供應(yīng)商信息都將存儲(chǔ)在信息系統(tǒng)中，且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格加密防止外泄。采購(gòu)人員可通過(guò)此數(shù)據(jù)快速統(tǒng)計(jì)供應(yīng)商的供貨及運(yùn)行業(yè)績(jī)，便于篩選和淘汰不符合要求的供應(yīng)商，防止供應(yīng)商業(yè)績(jī)?cè)旒俚惹闆r。
6. 可掌握不同廠家生產(chǎn)的鉆桿在相同工況下的最大使用壽命，并基于此數(shù)據(jù)對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行評(píng)比和考核，不斷提升供貨質(zhì)量，從而將鉆桿的平均最大使用壽命增加10%以上。采購(gòu)時(shí)還能通過(guò)計(jì)算價(jià)格與產(chǎn)品壽命的比值來(lái)選擇性價(jià)比最高的供應(yīng)商。
  綿陽(yáng)市銳鈦智能科技有限公司研制的Promass Micron——一款圓形的嵌入式UHF RFID耐高溫標(biāo)簽，專為石油鉆桿設(shè)計(jì)定制。它是專門設(shè)計(jì)的埋入鉆桿接頭孔中，跟蹤每一根單根鉆桿。rfid技術(shù)是實(shí)現(xiàn)各種管道數(shù)據(jù)跟蹤和交互的關(guān)鍵技術(shù)，這在以前是很難的。在采用rfid技術(shù)之前，石油鉆井企業(yè)往往面臨著幾個(gè)問(wèn)題。他們不能確切地知道鉆頭在哪里，如何使用，以及它將持續(xù)多久。在鉆井過(guò)程中，用于建造鉆井裝置的鉆桿存放在鉆井塔支架或管場(chǎng)支架上。為了在結(jié)構(gòu)中找到正確的鉆柱構(gòu)件，工人經(jīng)常需要爬上鉆桿架，用卷尺測(cè)量鉆桿。然后，工人將規(guī)格寫在一張紙上，然后手動(dòng)將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。在某些情況下，他們也可以在鉆桿上噴漆以識(shí)別數(shù)字，但這效果有限。如果鉆桿標(biāo)記在支架上方向錯(cuò)誤、被泥土覆蓋或磨損，則不完整的標(biāo)記不起任何作用。
利用rfid技術(shù)來(lái)跟蹤鉆桿各接頭的能力，為改進(jìn)文件和提高工藝效率，從而節(jié)約成本和降低風(fēng)險(xiǎn)提供了新的可能性。天氣和運(yùn)營(yíng)條件使中國(guó)的油田成為地球上最具挑戰(zhàn)性的資產(chǎn)管理環(huán)境之一。鉆桿在惡劣環(huán)境下的操作過(guò)程中暴露于高溫、極端壓力和振動(dòng)以及化學(xué)腐蝕。
  管道工標(biāo)簽記錄標(biāo)識(shí)編號(hào)、鋼號(hào)、尺寸、重量、生產(chǎn)信息、最后使用情況、資產(chǎn)維護(hù)記錄等重要信息。所存儲(chǔ)的信息被傳送到RFID的跟蹤系統(tǒng)。通過(guò)使用手持式RFID讀寫器，在對(duì)所有鉆桿進(jìn)行掃描之前和之后，工人可以獲得關(guān)鍵信息，并且當(dāng)資產(chǎn)需要清潔和維護(hù)時(shí)，以及當(dāng)需要報(bào)廢時(shí)，可以獲得實(shí)時(shí)的可見(jiàn)性。
  這大大降低了可能導(dǎo)致檢測(cè)失敗的泄漏和破裂的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)及時(shí)收集原始數(shù)據(jù)，管理層可以使用現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)做出快速準(zhǔn)確的決策。