中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院

OPPC技術(shù)用于安塞油田的數(shù)字化建設(shè)

王艷中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院

OPPC是一種新型的特種電力光纜，它是將光纖單元復(fù)合整合在相線(xiàn)中，具有通信和相線(xiàn)的雙重功能。2009年，安塞油田王南作業(yè)區(qū)二十三接轉(zhuǎn)站采用OPPC技術(shù)進(jìn)行通信，從九注水站（或二十一增壓點(diǎn)）引出“同桿架設(shè)”的電力線(xiàn)路，線(xiàn)路電壓等級(jí)為10 kV，解決了OPGW和ADSS光纜在低電壓網(wǎng)中難以通信的問(wèn)題。OPPC技術(shù)可應(yīng)用于安塞油田數(shù)字化建設(shè)中，能提高油田數(shù)字化建設(shè)的可靠性和安全性。

油田通信；OPPC；光纖復(fù)合架空相線(xiàn)；全介質(zhì)自承式光纖；地線(xiàn)復(fù)合光纜

引言

位于鄂爾多斯盆地中部的安塞油田，是我國(guó)最早開(kāi)發(fā)的低滲透油田之一。安塞油田從20世紀(jì)80年代開(kāi)始建產(chǎn)，到2010年10月開(kāi)發(fā)油藏已有18個(gè)，其地質(zhì)儲(chǔ)量約為3.44×108t，累計(jì)產(chǎn)油量將達(dá)到3 000×104t，開(kāi)發(fā)了“低產(chǎn)、低壓、低滲”的油田模式，被譽(yù)為“安塞模式”。

在油田進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)中，通信是信息管理的傳輸通道，為信息的傳輸起著十分重要的作用。目前，該油田通信的建設(shè)方式主要有單獨(dú)架空敷設(shè)光纜與管道溝埋地敷設(shè)光纜兩種[1]，但都存在著建設(shè)成本高、安全性差，運(yùn)行維護(hù)管理和施工協(xié)調(diào)難度大，以及向當(dāng)?shù)厝罕娬鞯乩щy等缺點(diǎn)。油田通信使用的光纜主要有全介質(zhì)自承式光纜（ADSS）、光纖復(fù)合相線(xiàn)（OPPC）以及地線(xiàn)復(fù)合光纜（OPGW）等，應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、現(xiàn)狀分析、工作方式對(duì)比，尋求適合該油田發(fā)展的通信技術(shù)。

1安塞油田通信現(xiàn)狀

安塞油田通信業(yè)務(wù)流程為：由通信基站通過(guò)架空光纜連接至外輸首站或大型聯(lián)合站；聯(lián)合站采用輸油管道同溝敷設(shè)光纜方式連接至輸油站或接轉(zhuǎn)站（增壓點(diǎn)），再以相同的通信方式連接至聯(lián)合站；而井場(chǎng)到接轉(zhuǎn)站或增壓點(diǎn)采用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)橋技術(shù)，其流程如圖1所示。

由于井場(chǎng)區(qū)域供電電壓等級(jí)為10 kV，其線(xiàn)路與單獨(dú)架設(shè)線(xiàn)路的方向相同，致使出線(xiàn)走廊線(xiàn)路混亂，平行架設(shè)與交叉跨越常常發(fā)生，不利于通信和供電線(xiàn)路的日常管理與維護(hù)。安塞油田通信主要存在的問(wèn)題是輸油管線(xiàn)與通信光纜同溝敷設(shè)，在檢修時(shí)，光纜經(jīng)常被挖斷，且井場(chǎng)至接轉(zhuǎn)站或增壓點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接受當(dāng)?shù)氐匦蔚挠绊?，?dǎo)致信號(hào)傳輸誤碼率增加[2]。這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了安塞油田的發(fā)展以及建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，無(wú)法達(dá)到中石油對(duì)長(zhǎng)慶油田數(shù)字化建設(shè)的總體要求。

圖1 安塞油田通信業(yè)務(wù)流程

2油田通信方式選擇

目前，安塞油田電力線(xiàn)路和通信線(xiàn)路路由方向基本一致，可以將電力線(xiàn)路與通信光纜實(shí)行“同桿架設(shè)”，解決無(wú)線(xiàn)傳輸誤碼率高、光纜易挖斷等問(wèn)題?，F(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)同桿架設(shè)的技術(shù)分別有ADSS、OPPC、OPGW三種[3]。其中OPPC是一種新型電力光纜，主要應(yīng)用于電力通信領(lǐng)域。它是由鋼管光單元（不銹鋼）與鋼線(xiàn)（鋁線(xiàn)）進(jìn)行絞合，在輸電相線(xiàn)結(jié)構(gòu)中形成的，具有傳輸電能、光通信的雙重功能，能提高低壓電力配網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)化傳輸?shù)馁|(zhì)量。其示意圖見(jiàn)圖2和圖3。

早在20世紀(jì)80年代，西方國(guó)家開(kāi)始對(duì)OPPC光纜技術(shù)進(jìn)行研究，但由于當(dāng)時(shí)的光電分離技術(shù)不夠成熟，致使OPPC的絕緣接頭盒難以開(kāi)發(fā)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，到21世紀(jì)，成功開(kāi)發(fā)了OPPC接頭盒（復(fù)合絕緣子），從而使OPPC在西方國(guó)家廣泛應(yīng)用。OPPC可應(yīng)用于10、66、220 kV等電壓等級(jí)的線(xiàn)路中[4]，目前應(yīng)用最大的電壓等級(jí)是420 kV。三種通信光纜在安塞油田中的應(yīng)用比較見(jiàn)表1。OPPC技術(shù)特點(diǎn)如下：①良好的經(jīng)濟(jì)性，因與不同電壓等級(jí)線(xiàn)路同塔架設(shè)，不需要占新地和立桿塔，工期短，施工速度快，可節(jié)省大量的建設(shè)費(fèi)用；②可靠性高，因與另外兩根導(dǎo)線(xiàn)在截面積、直徑、重量、機(jī)械特性和電器特性等方面相似，故無(wú)外線(xiàn)路負(fù)荷隱患；③防盜性好，OPPC接頭盒上電壓較高，故防盜性較好，與架空光纜、地埋光纜和管道鋪設(shè)光纜相比，不易于遭到破壞；④防雷擊性高，OPPC導(dǎo)線(xiàn)屬于良導(dǎo)體材料，具有抗雷擊性強(qiáng)及抗短路性能強(qiáng)的特點(diǎn)，其被雷擊的可能性小；⑤電網(wǎng)信息化管理，OPPC光纜無(wú)需另外架設(shè)光纜，其他通信線(xiàn)路可解決信息化、調(diào)度、通信問(wèn)題。

地線(xiàn)復(fù)合光纜是將光纖單元復(fù)合在線(xiàn)路地線(xiàn)內(nèi)，利用光纖單元作為通信通道，與高壓電線(xiàn)路聯(lián)合架設(shè)，具有可靠性高、傳輸容量大的特點(diǎn)。而ADSS光纜采用的是絕緣材料，其耐高溫性和絕緣性能較好，具有較高的抗拉強(qiáng)度，可架設(shè)在原有桿塔上，是電力系統(tǒng)中較好的光纜[5-6]。三種通信技術(shù)分別用于安塞油田中，對(duì)比如表1所示。

圖2 OPPC光纜結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 OPPC光纜外形結(jié)構(gòu)示意圖

3OPPC技術(shù)應(yīng)用

2009年，安塞油田王南作業(yè)區(qū)二十三接轉(zhuǎn)站采用OPPC技術(shù)進(jìn)行通信，從九注水站（或二十一增壓點(diǎn)）引出“同桿架設(shè)”的電力線(xiàn)路，采用線(xiàn)路電壓等級(jí)為10 kV的OPPC技術(shù)，其各站場(chǎng)線(xiàn)路組合如表2所示。

王南作業(yè)區(qū)周邊井場(chǎng)也采用了OPPC技術(shù)，解決了“同桿架設(shè)”電力線(xiàn)路的難題，減少對(duì)桿路重復(fù)建設(shè)的損失，同時(shí)也降低了工程投資，提高了信息的可靠性和安全性。表3是單獨(dú)架設(shè)的通信光纜與電力線(xiàn)路和OPPC技術(shù)的比較。

表1 三種通信光纜在安塞油田中的應(yīng)用比較

表2 王南作業(yè)區(qū)OPPC各個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)線(xiàn)路組合表

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.027