2023年分析物联网技术及油气田物联网建设.doc

分析物联网技术及油气田物联网建设分析物联网技术及油气田物联网建设 杨千一 摘 要：本文结合实际，对物联网技术及油气田物联网建设要点进行分析，首先阐述油气生产物联网的结构组成，其次在论述物联网技术的基础上，对其在油气田物联网建设的实践要点进行归纳分析。希望论述后，可以给相关领域的研究者提供帮助。关键词：物联网技术;油气田;物联网建设 前言 我们从技术构架的角度，将物联网分为三层，它们分别是应用层、感知层和网络层。应用层能够满足行业需求，它的作用是连接用户，是体现物联网智能化的重要途径。如果把物联网比喻成人体，那么感知层则发挥着神经末梢的作用，它主要由传感器和传感器网关组成，通过感知层可以达到物体识别、信息搜集的目的。网络层则发挥着神经中枢和大脑的作用，它主要通过各种互联网、无线和有线通信网、各种的云计算平台和私有网络以及网络管理系统，传递和处理感知层获取到的信息。1 油气生产物联网 油气生产物联网系统，即在作业区生产指挥中心和生产控制中心利用物联网技术，通过对计量间、联合站、油气田井区、集输站以及处理厂生产数据等信息的集中管控，实现油气田场规范化、数据化管理，为进一步提升油气田生产决策的可靠性和时效性奠定了基础。油气生产物联网由 3 个子系统组成（图 1），以下对此 3 个子系统进行分析。1.1 数据采集与控制子系统 采集与控制子系统的主要作用是确保采集数据的精确，实现安全生产。系统中的射频、传感技术，它们能及时抓取油气的生产信息，从而建立完善、可靠的采集与控制子系统。数据采集与控制子系统拥有 4 个主要功能：生产过程自动控制、生产数据自动采集、物联设备状态监控和生产环境自动监测。油气井管理只有依靠准确的数据采集才能反映出油气井数据的变化，这是采集子系统中重要的内容之一。1.2 数据传输子系统 数据传输子系统要满足整个系统对数据安全性、稳定性、实时性的要求，就必须通过数据通信技术把视频图像和生产数据实施传输。不仅如此，指令数据传输和图像的传输也能依靠数据传输子系统实现。一般的传输方式分为两种：有限传输和无线传输。数据传输子系统采用二者相结合的方式，将站库、井场的生产数据及视频信号安全稳定高效地传输到油气田监控指挥中心。分为两种情况，第一种是在距离较近的情况下，一般通过光缆以有线的形式将信号进行传递;第二种就是距离站点较远的情况下，站库之间通 过无线异构网络的形式进行传输。比如数传电台、通用分组无线服务（GPRS）等多种无线传输技术。1.2.1 以太网和宽带网 互联网的主要接入形式分为两大类：宽带网和以太网，它们也是物联网传输的主要通讯载体。在物联网网络中，在有宽带或以太网接入条件的固定终端应用的情况下，一般是以终端上的以太网接口接入到网络。这种连接方式数据量大、传输时效性高，特别适用于大数据文件和流媒体信息的传输。但同样存在着不足之处：它依赖于应用网络，因此它使用的地方受到很大限制。在一些偏远的油田使用就受到极大的限制，例如沙漠中的各类站库、水井、油井等等。2 GPRS/CDMA/3G 无线网络 GPRS/CDMA/3G 就是我们平常接触到的移动网络，它们将成为未来物联网中主要的移动通讯载体。它们的优势在于易布置、流动工作、无布线，所以特别适合应用于一些需要移动传输但不利于布网布线的场合。因为这种方式会带来一定的延时，在宽带有限的情况下只能满足一些对数据实时性要求不高或者数据量较少的场合，并且会产生一定的费用，加大了传输储成本。2.1 WLAN 无线网络 WLAN 无线网络在无线联网中发挥重要作用，它具备 GPRS/CDMA/3G 等网络的部分无线功能，又有着以太网、宽带网的优点。但其依靠无线路由，属于区域内的无线网络，所以它应用范围被大大地限制了。不仅如此，WLAN 无线网络又受限于宽带网、以太网的接入，因此它一般应用于太网、宽带网的末端，作为重要的补充。通过物联网技术在视频监控系统上的运用，调用录像资料、切换监控系统图像都可以在矩阵、录像机、云台摄像机等设备实现。若想同时对监控系统进行控制，可以将矩阵、录像机、云台摄像机指令进行存储。当传感器发出信号后，不仅可以调用多个视频监控录像，实现视频监控系统联动;还能从各个角度查看监控对象细节和周边区域的图像。在实际建设操作过程中，要坚持因地制宜的原则。针对不同井、站视频的监控，不能一层不变，要根据不同的场景视频监控提出对应的带宽要求。根据情况，灵活应对，必要时可以使用多种数据传输网。2.2 生产现场监控与管理子系统 生产现场监控与管理子系统能在生产过程中及时更新数据信息、实现调整参数和管理决策。它主要是通过收集到的信息，建立起一个系统，该系统覆盖了油气生产、预测预警及处理全过程的生产管理等方面。不仅可以分析生产的动态设备，而且能实时检测生产过程、管理设备。油气生产现场监控与管油气水井生产监控、理子系统主要有以下功能：故障预警、数据管理、远程自动计量、气体监测、油气集输生产监控、生产动态实时监控、系统管理、防盗防泄漏监控、油气水井生产监控。3 总结 随着时代的进步，信息技术在生产的作用越来越来重要。对于油田作业来说，信息技术的应用体现在方方面面，如管理决策，站库井场等油气田生产现场的数据采集、参数优化、过程管控等都需要科学技术的支持。加大科学技术对油田作业的融合，将通信技术、信息技术、自动化技术和油田作业相结合，推动油气生产物联网信息化发展。参考文献：1佚名.油气生产物联网系统可行性研究报告R.2011.2李文清，郭宗良.物联网的成长与发展综述J.网络与信息，2010，（2）：27.3沈蘇彬，毛燕琴，范曲立，等.物联网概念模型与体系结构J.南京邮电大学学报（自然科学版），2010，（4）：1-8.4武传坤.物联网安全架构初探J.中国科学院院刊，2010，（4）：411-419.5曾韬.物联网在数字油田的应用J.电信科学，2010，（4）：25-32.