分析物聯網技術及油氣田物聯網建設

楊千一

摘 要：本文結合實際，對物聯網技術及油氣田物聯網建設要點進行分析，首先闡述油氣生產物聯網的結構組成，其次在論述物聯網技術的基礎上，對其在油氣田物聯網建設的實踐要點進行歸納分析。希望論述后，可以給相關領域的研究者提供幫助。

關鍵詞：物聯網技術;油氣田;物聯網建設

前言

我們從技術構架的角度，將物聯網分為三層，它們分別是應用層、感知層和網絡層。應用層能夠滿足行業需求，它的作用是連接用戶，是體現物聯網智能化的重要途徑。如果把物聯網比喻成人體，那么感知層則發揮著神經末梢的作用，它主要由傳感器和傳感器網關組成，通過感知層可以達到物體識別、信息搜集的目的。網絡層則發揮著神經中樞和大腦的作用，它主要通過各種互聯網、無線和有線通信網、各種的云計算平臺和私有網絡以及網絡管理系統，傳遞和處理感知層獲取到的信息。

1油氣生產物聯網

油氣生產物聯網系統，即在作業區生產指揮中心和生產控制中心利用物聯網技術，通過對計量間、聯合站、油氣田井區、集輸站以及處理廠生產數據等信息的集中管控，實現油氣田場規范化、數據化管理，為進一步提升油氣田生產決策的可靠性和時效性奠定了基礎。

油氣生產物聯網由 3 個子系統組成（圖 1 ），以下對此 3 個子系統進行分析。

1.1 數據采集與控制子系統

采集與控制子系統的主要作用是確保采集數據的精確，實現安全生產。系統中的射頻、傳感技術，它們能及時抓取油氣的生產信息，從而建立完善、可靠的采集與控制子系統。

數據采集與控制子系統擁有4 個主要功能：生產過程自動控制、生產數據自動采集、物聯設備狀態監控和生產環境自動監測。油氣井管理只有依靠準確的數據采集才能反映出油氣井數據的變化，這是采集子系統中重要的內容之一。

1.2 數據傳輸子系統

數據傳輸子系統要滿足整個系統對數據安全性、穩定性、實時性的要求，就必須通過數據通信技術把視頻圖像和生產數據實施傳輸。不僅如此，指令數據傳輸和圖像的傳輸也能依靠數據傳輸子系統實現。

一般的傳輸方式分為兩種：有限傳輸和無線傳輸。數據傳輸子系統采用二者相結合的方式，將站庫、井場的生產數據及視頻信號安全穩定高效地傳輸到油氣田監控指揮中心。分為兩種情況，第一種是在距離較近的情況下，一般通過光纜以有線的形式將信號進行傳遞;第二種就是距離站點較遠的情況下，站庫之間通 ?過無線異構網絡的形式進行傳輸。比如數傳電臺、通用分組無線服務（ GPRS ）等多種無線傳輸技術。

1.2.1 以太網和寬帶網

互聯網的主要接入形式分為兩大類：寬帶網和以太網，它們也是物聯網傳輸的主要通訊載體。在物聯網網絡中，在有寬帶或以太網接入條件的固定終端應用的情況下，一般是以終端上的以太網接口接入到網絡。這種連接方式數據量大、傳輸時效性高，特別適用于大數據文件和流媒體信息的傳輸。但同樣存在著不足之處：它依賴于應用網絡，因此它使用的地方受到很大限制。在一些偏遠的油田使用就受到極大的限制，例如沙漠中的各類站庫、水井、油井等等。

2 ? GPRS/CDMA/3G 無線網絡

GPRS/CDMA/3G就是我們平常接觸到的移動網絡，它們將成為未來物聯網中主要的移動通訊載體。它們的優勢在于易布置、流動工作、無布線，所以特別適合應用于一些需要移動傳輸但不利于布網布線的場合。因為這種方式會帶來一定的延時，在寬帶有限的情況下只能滿足一些對數據實時性要求不高或者數據量較少的場合，并且會產生一定的費用，加大了傳輸儲成本。

2.1 WLAN 無線網絡

WLAN無線網絡在無線聯網中發揮重要作用，它具備GPRS/CDMA/3G 等網絡的部分無線功能，又有著以太網、寬帶網的優點。但其依靠無線路由，屬于區域內的無線網絡，所以它應用范圍被大大地限制了。不僅如此，WLAN無線網絡又受限于寬帶網、以太網的接入，因此它一般應用于太網、寬帶網的末端，作為重要的補充。通過物聯網技術在視頻監控系統上的運用，調用錄像資料、切換監控系統圖像都可以在矩陣、錄像機、云臺攝像機等設備實現。若想同時對監控系統進行控制，可以將矩陣、錄像機、云臺攝像機指令進行存儲。當傳感器發出信號后，不僅可以調用多個視頻監控錄像，實現視頻監控系統聯動;還能從各個角度查看監控對象細節和周邊區域的圖像。

在實際建設操作過程中，要堅持因地制宜的原則。針對不同井、站視頻的監控，不能一層不變，要根據不同的場景視頻監控提出對應的帶寬要求。根據情況，靈活應對，必要時可以使用多種數據傳輸網。

2.2 生產現場監控與管理子系統

生產現場監控與管理子系統能在生產過程中及時更新數據信息、實現調整參數和管理決策。它主要是通過收集到的信息，建立起一個系統，該系統覆蓋了油氣生產、預測預警及處理全過程的生產管理等方面。不僅可以分析生產的動態設備，而且能實時檢測生產過程、管理設備。油氣生產現場監控與管油氣水井生產監控、理子系統主要有以下功能：故障預警、數據管理、遠程自動計量、氣體監測、油氣集輸生產監控、生產動態實時監控、系統管理、防盜防泄漏監控、油氣水井生產監控。

3 總結

隨著時代的進步，信息技術在生產的作用越來越來重要。對于油田作業來說，信息技術的應用體現在方方面面，如管理決策，站庫井場等油氣田生產現場的數據采集、參數優化、過程管控等都需要科學技術的支持。加大科學技術對油田作業的融合，將通信技術、信息技術、自動化技術和油田作業相結合，推動油氣生產物聯網信息化發展。

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