石油裝備制造業中物聯網技術的應用

馬翠芳

（中國石油集團長城鉆探工程有限公司，北京 100101）

物聯網本身是通過連接許多不同類型的傳感器來實現的，因此每個傳感器本身都是信息源，而其他類型的傳感器可以檢測其他信息。此外，傳感器收集的數據可以在一定時間內實時更新。因此，物聯網技術可以廣泛應用于石油工業。

一、物聯網及其對工業的影響

物聯網是信息產業革命的新方向，其核心價值在于萬物互聯，主要包含感知層、網絡層和應用層3 個層次，其中感知層是整個物聯網的硬件支撐，希望可以做到無處不在，網絡層承擔數據傳輸的重要工作，其內涵是無所不容，最高層是應用層，主要是為用戶提供各種服務，目標是無所不能，所以未來的物聯網將會是一個無處不在、無所不容、無所不能的技術，融入到人們的生產和生活中。物聯網技術讓人們對工業化生產具有了更深層次的感知認識，在工業活動的控制和管理中形式更加多樣化，設備與設備之間的感知與互通的能力與規模也越來越大，為實現智能化的工業生產、決策和控制的協作管理提供了可行性，這將對工業生產和管理產生深遠影響，從人們對工業生產過程缺乏了解，多維度對整個生產狀態掌控與過程具有更大的透明度，可有效地促進工業生產的過程控制和管理細化，促進傳統產業更感知，材料消耗少，更綠色、更智能的方向發展。

二、石油裝備制造業中物聯網技術的應用

（一）物聯網智能RFID 技術在石油裝備制造業制訂精準節拍中的應用

RFID 是一種非接觸式自動識別技術，使用射頻信號自動檢測目標，并收集相關數據。RFID 識別可以在各種困難條件下進行，無需人工干預。RFID 技術允許同時檢測快速移動的物體和多個標簽，且很容易快速管理。智能RFID 系統和ERP 系統的結合，不僅決定了現代石油設備的生產速度，而且還確保了對關鍵部件進行安全和嚴格的監控。

大多數公司和石油產品的生產方法已從MTS（庫存庫存水平）更改為ATO（定制訂單）或ETO（定制訂單），并且已在磷（精益）模式下進行批量生產。生產過程中，材料、零件和成品的監測和控制變得越來越重要，包括原材料。使用ERP 系統跟蹤材料及其質量，是一項艱巨的任務。RFID 技術采用非接觸式信息采集技術，實時提供快速、準確、可靠的數據，大大提高了制造業的制造和控制能力。

智能RFID 系統可實現產品跟蹤。RFID 識別的每一方都是讀者識別的物流鏈的重要組成部分，并由高級數據網絡收集，以酌情提供額外的處理和數據。可以使用此信息有效地實施和控制流程的所有階段。實際上，處理或裝配線上的劃分處理取決于RFID 標簽信息。如果基于過程圖發布了關于明確標識的組件的關鍵生產和質量數據，則轉移設備以進行進一步處理。諸如RFID 或智能標簽之類的現代存儲介質可以將產品中的壽命數據存儲很長一段時間并在幾年后詳細跟蹤它們。

現代石油設備制造商已成功實施智能RFID 系統。北京某石油機械廠嘗試使用RFID技術創建一個數字工廠，促進研發信息、管理信息和生產信息的整合，以及ERP 系統的全面實施。東歐石油公司-羅馬尼亞石油部門的一家技術公司rompetrol，使用燃料上的RFID 標簽保護和管理石油產品。加拿大Nabors 使用RFID 技術維護和管理全國石油和天然氣田的鉆井設備。RFID 技術與ERP 系統的集成不僅可以補充ERP 數據處理設備，還可以實現真實的物流和信息，完全追蹤調整所需的生產流程。ERP 流程集成在ERP 的有效性中發揮著重要作用。

（二）物聯網RFID 標簽技術的應用

傳統的方法應用于油田鉆井、石油開采、注水、修井等工作，許多環節需要仔細檢查，比如存儲、傾倒，服役，修理，報廢等，工作繁瑣，對現有產品的識別效率低，尤其是在地下管桿和井下工具的識別無法保證。利用“無接觸”信息和RFID 技術在電子標簽上充當“移動信息載體”，其可以滿足操作要求，基于該領域工作的實際需求，生產管桿和石油裝備的制造商使用RFID 技術可以滿足操作要求，物聯網的關鍵技術：無線識別技術，電子芯片，這是一種有效的信息管理技術，可以為保證每一根地下管道的可靠性，在這里，我們應該考慮石油行業具有特殊性，芯片的安裝不應干擾井筒中柱和工具的正常使用。同時，必須固定芯片的安裝，使其不會工作現場脫落，在困難的工作條件下，例如磁場，高溫，高壓，腐蝕，振動和表面污染，芯片上的信息既不會丟失也不會不正確。將芯片插入下管桿中，可以利用RFID 技術和射頻技術開發其信息管理系統。當芯片插入油井的地下管柱中時，芯片作為地下管柱的移動存儲介質，實現信息的管理，信息管理是獲取產品管理信息的先決條件，是開發信息管理系統的前提，是監測這些產品的所有化合物從儲存到使用的有效方法。隨著物聯網技術的發展，石油行業的信息化管理已成為石油開采計劃和規劃的有效方法，石化管理的信息監控，資產管理和存儲可視化為構建數字化油田建設提供了強大的技術支持。

結語：能源產業是一種重要的戰略資源對國家的發展十分重要。能源企業采用物聯網技術來進行生產、管理、管控等可以有效提高工作效率降低工作強度，同時還可以提前發現問題采取必要的手段進行解決從而減少不必要的損失，物聯網技術的使用不但可以提高生產管理的效率，還可以從源頭上改進油氣產業的經營模式，讓國內的石油企業在國際上具有更強的競爭力與可持續發展力。隨著無線通信技術、傳感器技術、感知技術等的不斷發展，物聯網的應用必定會更加完善，物聯網技術也能在石油行業具有更廣闊的應用前景。