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無(wú)線通信技術(shù)在油田物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

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油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)主要包括在油、氣、水井和計(jì)量間等工藝站場(chǎng)安裝數(shù)據(jù)自動(dòng)采集控制裝置和視頻攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、控制和監(jiān)控，其中，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)是油田物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。無(wú)線通信技術(shù)種類繁多，例如TD-LTE、Wimax、WLAN網(wǎng)橋、McWill等。各種無(wú)線技術(shù)都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，各油田由于地理及氣候等條件不同，可根據(jù)無(wú)線技術(shù)自身特點(diǎn)選用最佳技術(shù)進(jìn)行油田物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)。

無(wú)線通信；油田物聯(lián)網(wǎng)；傳輸距離；生產(chǎn)數(shù)據(jù)；視頻信號(hào)

1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用背景

作為國(guó)家油氣供應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程的組成部分，油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是《中國(guó)石油“十二五”信息技術(shù)總體規(guī)劃》中確定的重要項(xiàng)目之一，在中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司2012年信息化工作會(huì)議上，將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)作為集團(tuán)公司2012年三大標(biāo)志性工程之一。通過(guò)數(shù)據(jù)集中處理，實(shí)現(xiàn)集中管理、運(yùn)行控制，變革傳統(tǒng)管理模式，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)管理方式與組織結(jié)構(gòu)，優(yōu)化用工數(shù)量，支持精細(xì)管理，提高工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

2技術(shù)比較

油田物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)主要包括在油、氣、水井和計(jì)量間等工藝站場(chǎng)安裝數(shù)據(jù)自動(dòng)采集控制裝置和視頻攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、控制和監(jiān)控。通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)信息上傳至生產(chǎn)運(yùn)行管理中心或者中央控制室，并在中控室內(nèi)集中監(jiān)控和管理油氣田重要的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和視頻信號(hào)等。油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、實(shí)時(shí)傳輸、處理分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，降低用工需求和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高日常工作效率。

數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)是油田物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。由于油田一般地處偏遠(yuǎn)，地域遼闊，且氣溫波動(dòng)較大，雨、雪、霧、風(fēng)沙等自然現(xiàn)象較為普遍，例如新疆地區(qū)，沙塵暴尤其頻繁，要求通信設(shè)備具備全室外工作特性；油田各個(gè)井位分布比較分散，密集地區(qū)井位相距幾百米，偏遠(yuǎn)地區(qū)井位相距數(shù)十公里，如果采用有線傳輸方式，則需要大面積敷設(shè)光纜，投資較大。目前，各大油田物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，井場(chǎng)至計(jì)量間的傳輸方式普遍采用無(wú)線傳輸技術(shù)，計(jì)量間至聯(lián)合站或上一級(jí)生產(chǎn)管理中心采用有線傳輸技術(shù)。

同時(shí)，由于油田的地理位置環(huán)境極特殊，并且受氣候、地理位置等許多客觀條件的限制，實(shí)現(xiàn)油田物聯(lián)網(wǎng)首先要克服地理環(huán)境帶來(lái)的限制，如果全網(wǎng)絡(luò)都采用有線通信系統(tǒng)，則需要浪費(fèi)大量資金，上述的客觀條件都使得組建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成為一種必然趨勢(shì)。無(wú)線系統(tǒng)的組網(wǎng)簡(jiǎn)單，部署靈活，其點(diǎn)到面的覆蓋方式正好匹配井口到計(jì)量間的通信要求。目前，為了實(shí)現(xiàn)油田物聯(lián)網(wǎng)，全國(guó)許多大油田都已經(jīng)使用無(wú)線技術(shù)，利用無(wú)線技術(shù)建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)能降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

無(wú)線通信系統(tǒng)可選擇的成熟技術(shù)較多，如TDLTE、Wimax、McWill、無(wú)線網(wǎng)橋及WIFI等。Wimax技術(shù)屬于公網(wǎng)通信（城域網(wǎng)），而且頻率受管制；McWill技術(shù)傳輸帶寬小，可用于傳輸生產(chǎn)數(shù)據(jù)；無(wú)線網(wǎng)橋技術(shù)為公用頻段，易受頻率干擾；WiFi技術(shù)傳輸距離小，一般用于末端覆蓋；TDLTE技術(shù)頻譜利用率較低。

3結(jié)論

伴隨著通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無(wú)線通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出移動(dòng)化、寬帶化和IP化的趨勢(shì)，以顯著提高移動(dòng)系統(tǒng)的接入速率，實(shí)現(xiàn)3 G技術(shù)向4 G的過(guò)渡。

由于各種無(wú)線通信技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，各大油田可根據(jù)自身的地理及氣候條件，選擇適合的技術(shù)。目前，新疆塔里木油田應(yīng)用較多的為TD—LTE技術(shù)和WLAN網(wǎng)橋，大慶油田應(yīng)用較多的為TD—LTE技術(shù)和McWill技術(shù)。隨著無(wú)線技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在油田物聯(lián)網(wǎng)中將扮演越來(lái)越重要的角色。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.025

2014-12-30