油田數字化建設中Z i g Be e的應用探討

張躍文 陳浩（長慶油田第七采油廠，甘肅 慶陽 745708）

石油是一種關系到國計民生的基礎性能源，如何對石油的生產進行有效管理，以不斷提高油田的生產效率，進而達到提升石油企業經濟效益的目標，是當前石油開發領域的一項迫切需要解決的問題。在這種背景形勢下，推動油田的數字化建設，用信息化、網絡化和智能化等手段對油田生產進行有效管理將是一個大的趨勢。

1 ZigBee技術概述

ZigBee技術的命名源自蜜蜂的采蜜過程，在整個過程中，通過各自優美的動作，構成Z字形形狀，并通過這種方式來進行相互交流和溝通，以達到廣播、共享食物源的距離、方向、具體位置等信息的目的。加之蜜蜂體積小，完成對采集花粉的傳送，只需消耗很少的能量。因此，人們以ZigBee來來命名這種小體積、低成本、低功耗、低速率的無線通信技術，其中文譯名“智蜂”也因此而來。

ZigBee技術在油田的應用研究才剛剛起步，不管是從理論研究還是從我國油田生產的實際應用案例上來看，目前都還處于探索階段。但隨著物聯網技術在工業生產數據獲取以及生產過程監控方面應用力度的加大，作為物聯網技術體系中的一個重要組成部分，將ZigBee無線傳感器網絡應用到油田的生產監測和數字化管理等領域的研究正在逐漸增多，目前我國已經有不少石油企業開始研究基于ZigBee技術的石油生產監測系統的技術方案。當前受限于ZigBee技術本身的成熟度和可靠度，在實際應用領域直接運用ZigBee無線傳感器網絡進行生產數據傳輸的情況還比較少，但已有一些企業開始在安控等領域開始應用ZigBee技術產品。筆者堅信，隨著ZigBee技術的日趨完善，未來它必將在油田的數字化建設領域獲得巨大的應用空間。

2 油田數字化建設中ZigBee的應用探討

2.1 在石油生產遠程監測方面的應用

在現實中，因為油田的生產區域較廣，各油井之間的距離有時達到幾公里甚至十幾公里，依靠傳統的人工巡查方式將很難對石油的開采過程做到及時了解。此時，可以建立基于Zig?Bee網絡的遠程監測系統。具體可在油田范圍內建立多個Zig?Bee網絡(如圖1所示)，通過ZigBee無線傳感網絡完成對油井工況數據的采集，然后再借助GPRS網絡等無線通信模塊將采集到的數據及時傳輸給油田生產管理的監控中心，而監控中心則可以對這些數據進行統一的存儲、管理和分析，并隨時提供給管理人員進行查詢，從而最終實現對油井工況的實時監測。

通過應用ZigBee技術，可以實現對石油生產的遠程監測、及時診斷故障、調整生產，這無疑極大地提高了石油生產的效率，為“數字石油”的戰略目標建設奠定了技術基礎。

圖1 ZigBee網絡示意圖

2.2 在油庫的數字化管理方面的應用

石油在開采出來后就必須進行存儲，但石油存儲又面臨著一定的安全問題，傳統需要工作人員攜帶各種設備花費大量時間對現場數據進行監測的模式，不僅增加了成本，還喪失了數據的實時性，甚至還可能給油庫管理帶來安全隱患。通過應用ZigBee技術建立數字化油庫，對剛從油井開采出來的石油進行存儲管理，可以大大提高油田生產和管理的工作效率。具體而言，可以根據石油存儲管理的需求布置相應的無線傳感器節點，以完成符合現場管理需求的各種數據采集；采集到的數據則可以通過路由節點和協調器匯聚節點傳輸給網絡控制器；網絡控制器負責將數據轉發給服務器；布置在服務器端的數據管理系統則負責對從油庫現場采集到的各種工藝數據、設備狀態信息進行統一的管理，并通過人機交互界面直接展示給管理人員。以上所述的整個無線傳感網絡則通過ZigBee協議進行組網。

3 結語

通過以上論述可知，ZigBee技術對我國油田的數字化建設具有重要意義，通過應用ZigBee技術對石油生產進行遠程監測和對油庫進行數字化管理，不僅滿足了石油企業自動化建設的需要，而且還極大地提高了油田管理的工作效率，這對促進我國石油行業的長遠健康發展具有重要意義。

[1]楊俊青,梁棟,劉斕.ZigBee在油田數字化建設中的應用[J].中國化工貿易,2014,(34):95.

[2]王歡,郭亮.ZigBee技術在安塞油田數字化井場的應用[J].油氣田地面工程,2012,31(1):51-52.