无线通信技术在油田物联网中的应用

2015-02-10大庆油田工程有限公司

油气田地面工程 2015年8期

大庆油田工程有限公司

无线通信技术在油田物联网中的应用

卢晓艳大庆油田工程有限公司

油田物联网系统建设主要包括在油、气、水井和计量间等工艺站场安装数据自动采集控制装置和视频摄像机，实现生产数据自动采集、控制和监控，其中，数据传输网络是油田物联网建设的重要组成部分。无线通信技术种类繁多，例如TD-LTE、Wimax、WLAN网桥、McWill等。各种无线技术都有自身的优缺点，各油田由于地理及气候等条件不同，可根据无线技术自身特点选用最佳技术进行油田物联网的建设。

无线通信；油田物联网；传输距离；生产数据；视频信号

1物联网应用背景

作为国家油气供应物联网应用示范工程的组成部分，油气生产物联网系统是《中国石油“十二五”信息技术总体规划》中确定的重要项目之一，在中国石油天然气集团公司2012年信息化工作会议上，将物联网系统建设作为集团公司2012年三大标志性工程之一。通过数据集中处理，实现集中管理、运行控制，变革传统管理模式，实现优化生产管理方式与组织结构，优化用工数量，支持精细管理，提高工作效率、降低劳动强度。

2技术比较

油田物联网系统建设主要包括在油、气、水井和计量间等工艺站场安装数据自动采集控制装置和视频摄像机，实现生产数据自动采集、控制和监控。通过数据传输网络将数据信息上传至生产运行管理中心或者中央控制室，并在中控室内集中监控和管理油气田重要的生产数据和视频信号等。油气生产物联网系统通过对油气生产现场数据的自动采集、实时传输、处理分析，实现对生产过程的自动控制，降低用工需求和劳动强度，提高日常工作效率。

数据传输网络是油田物联网建设的重要组成部分。由于油田一般地处偏远，地域辽阔，且气温波动较大，雨、雪、雾、风沙等自然现象较为普遍，例如新疆地区，沙尘暴尤其频繁，要求通信设备具备全室外工作特性；油田各个井位分布比较分散，密集地区井位相距几百米，偏远地区井位相距数十公里，如果采用有线传输方式，则需要大面积敷设光缆，投资较大。目前，各大油田物联网建设中，井场至计量间的传输方式普遍采用无线传输技术，计量间至联合站或上一级生产管理中心采用有线传输技术。

同时，由于油田的地理位置环境极特殊，并且受气候、地理位置等许多客观条件的限制，实现油田物联网首先要克服地理环境带来的限制，如果全网络都采用有线通信系统，则需要浪费大量资金，上述的客观条件都使得组建无线网络成为一种必然趋势。无线系统的组网简单，部署灵活，其点到面的覆盖方式正好匹配井口到计量间的通信要求。目前，为了实现油田物联网，全国许多大油田都已经使用无线技术，利用无线技术建设物联网能降低生产成本，提高生产效率。

无线通信系统可选择的成熟技术较多，如TDLTE、Wimax、McWill、无线网桥及WIFI等。Wimax技术属于公网通信（城域网），而且频率受管制；McWill技术传输带宽小，可用于传输生产数据；无线网桥技术为公用频段，易受频率干扰；WiFi技术传输距离小，一般用于末端覆盖；TDLTE技术频谱利用率较低。