油氣田生產傳輸網絡綜合管理平臺的研究及設計

再努拉·艾則孜

摘 要：綜合分析油田當前傳輸網絡狀況，探尋其傳輸網絡綜合管理方面的不足，結合國內外相關技術及發展趨勢，目標為油氣田生產傳輸網絡建立一套綜合網絡管理平臺，實現對生產網絡內有線及無線傳輸網絡的一體化監控。通過解決油田生產傳輸網絡構成復雜，多廠家設備，多種設備并存，運維質量參差不齊等問題，達到提高傳輸網絡穩定性，加快故障解決速度，提升油田生產效率的目的。

關鍵詞：油氣田;傳輸網絡;管理平臺;研究

引言 油田生產數據管理越來越受到重視，隨著計算機網絡技術的發展，對油田生產數據進行網絡傳輸和管理，提高油田生產數據的利用率，使其更好地為油田生產服務.因此，有必要建立油田生產數據的網絡管理平臺，并采取有效的技術措施，對網絡管理平臺進行維護，提高網絡管理的安全性。

一、油氣田傳輸網絡在油田傳輸系統中的應用框架

1.? 網絡路由

傳感器等設備接通電源之后，此時會自動連接所需連接的無線節點，通過網絡工具連接，待到節點連接完畢后會給予反饋，中心節點會獲取普通節點的連接請求，中心點根據所獲取的信息指令回復請求，連接中心、普通節點。應用短地址的通信識別碼可以提升連接速度，待到加入網絡許可被字節接受后，會自動切換網絡連接模式，節點即可正常工作。

2. 網絡結構

傳統的油田傳輸系統主要采用控制終端統一控制，是一種有線連接的方案，將多個傳感器相連接，并對數據進行采集、處理，在GPRS/CDMA模塊中即可將油田相關設備的運行信息傳輸到數據中心。無線傳感器網絡大體上可以分為兩個層次，一是在采油井區域范圍內構建一個無線傳輸網絡，將所采集的數據傳輸到井區中心;二是各個井區中心通過GPRS/CDMA將數據傳輸到油田數據中心。采用該方法的優勢表現在以下兩個方面：第一，降低線纜的投入、敷設量，從而減少線纜施工費用，設備移動和運維更加方便;第二，通過集中傳輸信息，降低通信節點量。傳輸系統主要包括普通節點與小區中心節點，這兩個節點分工不同，但可以保證信息傳遞性能，普通節點通過傳感器采集設備信息，而小區中心是普通節點的數據匯聚中心，主要負責搜集相關信息數據并轉達命令。

3. SDH技術的應用

SDH技術是一種將復接技術、線路傳輸和交換功能技術相結合，并最后被統一操作與安排的綜合性信息傳輸網絡技術。SDH技術不僅能夠傳輸語言，還能傳輸文字、數據、圖像和視頻等，在通信工程中得到廣泛應用，它通過信號來傳遞需要的數據，還能同時實現信號儲存功能。一旦確定信號為所需信號，SDH馬上就能與用戶相連接，而且若借助DF技術與通信電纜連接之后，能進一步加強傳輸效率。SDH技術被認為是理想的傳輸系統，有著廣闊的發展前景，它具有可以自動選擇路由功能、傳輸效率高等優點，在實際生活中的應用也越來越廣，SDH技術已與多種先進技術相結合，如WDM、ATM技術等，使得SDH技術在網絡中的作用越來越大。

4. 網絡拓撲結構

普通節點采集完設備信息后將所采集的數據傳輸給中心節點，中心節點將匯聚的信息傳輸給服務器，普通節點間不產生信息通訊交互，這樣即可形成ZigBee樹形結構。

二、油氣田傳輸網絡綜合管理平臺的設計

1.功能架構設計

傳輸設備監控管理平臺分為平臺服務器，數據接入模塊和數據分析模塊三部分。平臺服務器用于接入設備工作狀態的展示，并記錄接入設備的硬件信息。數據接入模塊用于將各類不同傳輸調協的工作狀態信息進行錄入，并推送到平臺服務器。數據分析模塊用于對錄入的數據進行分析，獲得設備的工作狀態和老化信息等，并做出故障預警。傳輸服務器各功能說明如下：

（1）設備工作狀態的展示：將接入設備的狀態，告警，性能，配置等信息進行統一展示。

（2）設備硬件信息存儲：人工或自動錄入接入是設備的硬件信息，包括生產廠商，型號，安裝配置等。

2.數據接入模塊各功能說明如下：

（1）有線網絡設備信息錄入：提取有線網絡設備的各類信息。

（2）4G核心網絡數據推送：從4G核心網絡的相關接口獲得4G網絡設備的各類信息。

（3）網管軟件集成：集成己有的網管軟件，獲得其中的各類信息。

（4）其他設備接入：從二次開發的過程管理中獲得各類信息。

3.數據分析模塊各功能說明如下：

（1）設備歷史信息分析：對錄入的設備歷史工作信息進行分析，形成曲線等，直觀展示設備的歷史工作狀態。

（2）設備故障預警：對采集到的設備工作信息進行短期，中期，長期數據分析，獲得設備的工作狀態和老化信息，提供故障預警。

4. 傳輸技術在無線傳輸中的應用 不同于光纖，電纜傳播，無線傳播主要以電磁波為傳播媒介，在傳播成本方面，大大控制了傳輸成本，傳輸穩定性也能得到保證。無線傳輸在實際生活中作用非常大，特別是當其應用在監控技術上時，將產生一種新的無線傳輸系統，使得監控不受地點和時間的制約，隨時隨地實現信號傳輸與反饋，獲取數據也變得十分方便與迅速。無線傳輸的種種優點使得其在網絡傳輸中應用十分廣泛，它可以實現移動網絡傳輸圖像，具有良好的保密性能，抗干擾能力強，建網成本低等特點。利用CDMA、GPRS等傳輸圖像，或者應急突發事件的專用圖像傳輸，這些技術都具有組網靈活、可擴展性好、維護費用低、性能穩定和投資少等優點。

結束語：如今，工業信息化建設己經進入了一個嶄新的階段，隨著油田數字化的深入建設，各油田的生產傳輸網絡建設也日益完善，但在為石油系統提供互通融合作用的同時，涵蓋了多種傳輸網絡，多種傳輸技術，多種傳輸設備的所面臨的總是也日益突出。開發一套面向油田生產傳輸網絡的綜合管理平臺，能將整合各類設備的網絡告警信息，解決因為傳統網絡系統相互獨立造成的查詢繁瑣，減少故障相應時間，快速定位故障源。該系統建立后，還可以與現有統建系統油氣生產物聯網系統相互集成，實現數據同步，填補現有系統對數據傳輸網絡管理的不足，加強系統的可用性和安全性。

參考文獻：

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