基于物联网的数字化井场数据传输系统

胡宁 开封文化艺术职业学院

基于物联网的数字化井场数据传输系统

胡宁 开封文化艺术职业学院

基于物联网数据传输技术，结合克拉玛依油田井场地理环境，利用RTU模块和无线网桥建立井场数据传输系统框架，采用软、硬件结合方式设计基于物联网数字化井场数据传输系统。采用异构式无线传输网络，实现井场与控制平台之间有效的数据传输。此系统可适应恶劣的自然环境和分散的井场分布，实现井场数据实时传输与监控中心数据处理的有效结合，为油田井场数据采集和应用处理提供保障，有利于油田的数字化管理，提高油田生产效率。

数据传输；物联网；数字化井场；无线网桥

克拉玛依油田井场分布分散，地形环境复杂，人工巡井不能及时发现和解决井场所出现的问题，井场信息传输和管理效率较差，有时甚至给油田造成不可挽救的损失，严重影响油田正常生产和数字化油田建设。随着物联网技术的发展和在油田系统中的广泛应用，针对井场特殊的野外条件和信息传输需求，结合RTU模块和无线网桥技术，设计基于物联网数字化井场数据传输系统，提高油田生产效率和实现油田智能化管理。

1 物联网井场数据传输系统

油田网络发展已经非常迅速，在自然条件比较好的井场基本实现了有线网络数据传输，但是在环境恶劣的井场很难实现有线网络数据传输，因此无线网络数据传输就成了一个理想的选择，以解决井场数据传输的难题。井场油田网络数据传输系统是建立在油田现有网络系统基础上，对原有网络进行改造和扩充，可建立一个覆盖范围广、容量充足和安全可靠的无线数据传输网络。井场数据传输网络是基于C/S模式，实现数据与客户端的有效连接；同时，无线网络不仅可以实现现有油田井场数据的传输，也为以后井场网络扩建提供了平台，有利于油田的可持续发展。

井场数据传输采用异构式无线传输网络，实现井场与控制平台之间有效的数据传输。采用点对多点式无线网桥进行数据传输，搭建井场与控制台之间数据传输的桥梁。无线网桥结构比较简单，抗信号干扰能力强，可实现较远距离的数据高效传输，非常适合油田井场，节约了油田投资成本，且满足井场数据传输要求。

远程测控终端系统（RTU）是构成综合自动化系统的核心装置，可用于监控与数据采集，具有遥测、遥信、遥调和遥控功能。与PLC相比，RTU通信能力强，储存量大，计算能力强，适于恶劣的环境；且通信距离长，模块结构化设计，便于扩展。RTU模块与无线设备和工业TCP/IP结合使用，发挥的作用越来越大。利用RTU模块建立的井场数据传输系统总体框架如图1所示。

图1 井场数据传输系统总体框架

针对井场设计需求和油田实际情况，将井场系统软、硬件设计分为井场数据实时传输、数据后台处理和井场实时监控三大部分。基于物联网的数字化井场数据传输系统采用软硬件结合的方式，在优选硬件系统的基础上，根据系统要求进行软件部分的编写和优化，实现软、硬件的有机结合，满足系统设计的基本要求，保证数据实时可靠传输。

2 系统应用效果

基于物联网的数字化井场数据传输系统经过系统调试和综合测试后，井场数据传输速率快，测试效果良好。克拉玛依油田某区块自然环境恶劣，井场分布分散，人工巡井存在巨大困难，井场数据传输不能及时完场，在此条件下应用数字化井场数据传输系统。应用结果表明，此系统可适应恶劣的自然环境和分散的井场分布，实现井场数据实时传输与监控中心数据处理的有效结合，为油田井场数据采集和应用处理提供保障，有利于油田的数字化管理，提高油田生产效率。

此系统可实现井场与监控中心的实时连接，实现现场管理与终端操作的同步，减少了油田工作人员的巡井压力；可自动生成生产报表及进行数据应用处理，优化油田信息采集结构，提高生产效率。

3 结论

基于物联网数字化数据传输技术，结合克拉玛依油田井场地理环境，利用RTU模块和无线网桥技术建立数据传输系统框架，采用软、硬件结合的方式设计基于物联网数字化井场数据传输系统。此系统可实现井场数据采集、井场数据处理和管理功能，实现井场数据传输的智能化和可视化。井场物联网数据传输系统在克拉玛依油田的实际应用表明，该系统可进行井场数据的实时采集、可靠传输和动态监控，提升油田的生产效率和管理水平，可在油田进行大范围的推广应用。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.039