物聯(lián)網技術在油氣生產中的應用

1、<p>　　物聯(lián)網技術在油氣生產中的應用</p><p>　　摘 要：目前我國國內油氣田的生產管理正處在一個非常關鍵性的階段，本文將對我國國內石油天然氣生產過程的現(xiàn)狀進行系統(tǒng)的剖析和全面的解讀，并闡釋在油氣生產領域中物聯(lián)網技術產生的作用。 </p><p>　　關鍵詞：物聯(lián)網 油氣生產 硬件設施建設 </p><p>　　21世紀新時代的到來，新型信息傳感

2、設備的出現(xiàn)和互聯(lián)網的廣泛使用，物聯(lián)網的發(fā)展已經成為21世紀新時代的未來發(fā)展方向。中國石油集團是率先開展物流網的企業(yè)，它緊跟著信息時代發(fā)展的腳步，確立油氣生產物聯(lián)網系統(tǒng)建設是未來發(fā)展的重點方向。當前，油氣生產過程是一個復雜的過程，但是主要包括：油氣升舉、油氣計量、注入、集輸和處理五大部分，這些油氣生產環(huán)節(jié)主要是使用傳統(tǒng)工藝技術方式和人工管理，導致油氣生產效率低下、穩(wěn)定性不好、安全系數低。因此，結合現(xiàn)在的油氣田的實際情況，迫切需要開發(fā)一個統(tǒng)

3、一的、開放式的油氣生產管理信息平臺。 </p><p>　　一、油氣生產的研究現(xiàn)狀 </p><p>　　當前，油氣生產過程是一個復雜的過程，但是主要包括：油氣升舉、油氣計量、注入、集輸和處理五大部分，這些油氣生產環(huán)節(jié)主要是使用傳統(tǒng)工藝技術方式和人工管理，導致油氣生產效率低下、穩(wěn)定性不好、安全系數低，員工勞動強度大，生產效率低。傳統(tǒng)的生產工藝沒有得到改進和優(yōu)化，一直依靠員工的責任心與熟練程

4、度，是很難提高勞動生產水平的。 </p><p>　　因此，為了能夠滿足油氣生產的需求，建立完善、獨立的油氣生產現(xiàn)場工況檢測、分析和管理視頻檢測系統(tǒng)是至關重要的。現(xiàn)在各個油田已經逐步建立完成了一部分油氣生產物聯(lián)網系統(tǒng)并且投入使用，但是各個軟件在開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)組態(tài)和軟件平臺的方式上依然存在很大的差異性，沒有形成統(tǒng)一的理論系統(tǒng)。針對目前的這個狀況，油田物聯(lián)網的信息化、數字化建設所存在的問題必須要通過一套綜合信息平臺來

5、解決。而之前那些分散的、多樣的尤其建設的信息化、數字化系統(tǒng)就為這個統(tǒng)一的系統(tǒng)奠定了扎實的基礎。這套面向生產操作過程的油氣生產物聯(lián)網操作系統(tǒng)，在經過先進的信息技術與工業(yè)生產結合后，可以緊緊地圍繞生產管理，提升生產操作的自動化程度，確保生產高效、穩(wěn)定地運行。 </p><p>　　二、油氣生產物聯(lián)網系統(tǒng)的結構 </p><p>　　油氣田的日常生產運行、生產管理、生產監(jiān)控、設備管理等各方面的都

6、要靠油氣生產物聯(lián)網這個系統(tǒng)來發(fā)揮作用。立足于目前油氣生產物聯(lián)網出現(xiàn)的不足和存在的問題，油氣生產物聯(lián)網主要要解決下面幾大問題：第一，迅速了解采油氣廠生產狀況、產量、注水量等的變化情況；第二，提供及時的故障報警并加強解決事故發(fā)生的效率；自動生成生產報表；第三，自動控制生產過程，并提高運行的可靠性和穩(wěn)定性。第四，物聯(lián)網系統(tǒng)要自動更新檢查。第五，在高位環(huán)境設定視頻監(jiān)控系統(tǒng)[1]。 </p><p>　　本文根據上述所描述

7、的幾大要求，構建完善科學的油氣生產物聯(lián)網的總體結構圖如圖1所示。 </p><p>　　圖1 油氣生產物聯(lián)網結構 </p><p>　　通過了解這個圖表，油氣生產物聯(lián)網分別對采集與控制、數據傳輸、分析預測工況物聯(lián)網網絡、生產運行管理這五個小部分進行研究并設計，讓總系統(tǒng)具有多元化油氣生產動態(tài)的實時實地監(jiān)控錄像、生產信息分析記錄、生產過程的工況實錄、工藝流程中所出現(xiàn)的問題，從而使生產管理更加方

8、便快捷，生產指揮調度更加靈活。 </p><p>　　三、油氣生產物聯(lián)網系統(tǒng)的功能 </p><p>　　建立油氣生產物聯(lián)網的功能是多方面的，一方面，油氣生產物聯(lián)網可以實時對油井、中轉站、聯(lián)合站、水源等各個管道進行數據和視頻圖像的采集；一方面，借助有線或者無線的數據傳輸子系統(tǒng)把數據和視頻資料運輸到油田強大的內部網站；另外，人們可以通過對這些數據的分類、整合、分析、計算，研究出人們想要的答案

9、。由于油氣生產物聯(lián)網對生產設備有遠程監(jiān)測和控制的作用，為生產部門作出重要決策提供了確切精準的分析資料。油氣生產物聯(lián)網主要是通過三個方面的子系統(tǒng)進行工作，分別是采集與控制子系統(tǒng)、數據傳輸子系統(tǒng)以及生產現(xiàn)場管理和監(jiān)控子系統(tǒng)。 </p><p>　　采集與控制子系統(tǒng)主要是通過無線傳感器、無線傳感網、射頻識別等設備進行自動化的采集、存儲數據的，一般通過攝像頭和危害氣體檢測等裝置來自動采集現(xiàn)場的環(huán)境信息。采集于控制系統(tǒng)包括

10、四個主要功能：第一，自動采集生產數據；第二，自動監(jiān)測生產環(huán)境；第三，自動控制生產過程；第四，自動監(jiān)控物聯(lián)設備狀態(tài)。 </p><p>　　數據傳輸子系統(tǒng)，主要是通過現(xiàn)場傳感器來采集井場、站庫生產數據和視頻信號的，這種子系統(tǒng)更側重于將有線數據傳輸和無線數據傳輸相結合的方式，可解決很多不必要出現(xiàn)的麻煩。 </p><p>　　生產現(xiàn)場監(jiān)控和管理子系統(tǒng)主要是針對生產現(xiàn)場的情況進行實施采集和勘探并

11、進行管理的系統(tǒng)，這種子系統(tǒng)包括三大功能：第一，優(yōu)先對工況分析預測的功能；及時對物聯(lián)網絡及設備進行管理的功能；第三，管理生產運行功能[2]。 </p><p>　　四、物聯(lián)網技術與硬件設施建設 </p><p>　　雖然物聯(lián)網技術對我國的油氣生產業(yè)的發(fā)展有著舉足輕重的作用，但是建立一個完善、高效、穩(wěn)定、先進的物聯(lián)網系統(tǒng)就必須要強大硬件設施的支持。目前建立一個強大的物聯(lián)網需要設計合作項目模塊的

12、外圍電路板和設計合適的通信模（GPRS/CDMA/EVDO），另外，還需配備相應規(guī)模的測試板和掃描設備。在運用領域，電力、車載多媒體、POS機、3G視頻監(jiān)控、直放式監(jiān)控、安防監(jiān)控等設備都是缺一不可的[3]。 </p><p>　　目前單井油田中，絕大部分是采用無線溫度以及壓力傳感器，這些設備大都消耗自身所帶的電池來維持工作，如果在降低傳感器的功耗，延長傳感器的使用壽命的話，這將是物聯(lián)網技術在硬件設施建設方面一個巨

13、大的突破。 </p><p><b>　　五、結束語 </b></p><p>　　本文通過對物聯(lián)網在油氣生產過程中的應用進行細致的闡述，并勾勒了油氣生產物聯(lián)網系統(tǒng)的總體藍圖。油氣生產物聯(lián)網除了可以采集油氣生產過程的圖片、工況實錄、生產數量等之外，還負責傳輸和處理油氣水井、計量間、油氣站庫和管網這些生產對象的生產數據和視頻數據，并且可實行實時監(jiān)控、實時分析、實時診斷、

14、關鍵警告集中體現(xiàn)、在線進行生產管理和指揮。在油氣生產物聯(lián)網的幫助下，我國油氣生產行業(yè)會實現(xiàn)逐步向精細化、管理智能化、生產高效化的一流化企業(yè)邁進。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 賈靈， 王薪宇， 等. 物聯(lián)網/無線傳感網原理與實踐[M]. 北京： 北京航空航天大學出版社， 2011. </p><p&g