物聯網技術在數字化井場建設中的應用探討

李穎

（大慶油田工程有限公司儀表電信室，黑龍江 大慶 163000）

在油田建設的過程中，油井建設是重點，由于每個油田中都有非常多的油氣井，因此對于每個油井的監管與開發就成為了油田開發過程中的重點，開發過程中浪費了較多的人力物力，同時還容易出現各種監管不力的情況，影響了油田開采的正常效率與質量。然而，在近些年來，隨著科技的進步與信息化的不斷發展，將物聯網技術融入到井場建設中，建立數字化井場就成為了發展的重點，也成為了油藏開發建設的主要方向。通過數字化建設可以實現對井場管理效率與開發質量的有效提高，增強井場建設的效果與控制效果，實現對井場的遠程控制。

1 物聯網技術在數字化井場建設中應用的重要性

油田生產是我國資源生產開采過程中的重點，而隨著近些年來物聯網技術的不斷發展與進步，油田開采過程中的物聯網技術也成為了發展的重要方向之一。在油田中一般會有許多個油氣井，所以在日常人工監管與開發的過程中就會耗費過多的人力財力，并且通過人工進行對油氣井的管理與開發很難真正保證監管的效率與質量，很多時候還會導致數據出現紕漏或者管理失誤的情況，嚴重影響了井場的正常工作開采。另外，在常規的抽油機工作的過程中，由于設備的操作不能實現完全自動化以及智能化，因此井場出現壓力過高或者過低的情況，還有出現故障情況不能及時報警，維護不夠及時導致停工或者誤工的情況出現。

因此，在傳統的井場開發與建設的過程中經常會出現各種故障以及問題，這些問題嚴重影響到了井場建設的正常開發效率，也就影響了油田開采的質量。而在井場開發的過程中，將物聯網技術與信息化、數字化技術融入到井場建設中可以有效的提高井場的質量與效果，從而實現對數據的及時收集與實時監測，保證井場數字網絡中可以建設打造出完整的傳感系統，進而避免在正常運轉過程中所出現的傳感器網絡質量問題以及一些停機、缺相、電壓越限或者抽油機故障等情況，保障了油田開發的高效穩定。同時，在物聯網技術的輔助下，井場管理工作可以保證其效率，進而實現遠程控制的效果，降低了財力物力，進一步提高了收益效果。

2 物聯網技術下的數字化井場流程概述

基于物聯網技術下，在實現對數字化井場的建設時應當充分掌握物聯網的實際情況，在建設過程中明確井場的建設流程，進而在開展整體建設工作的額過程中可以形成一個完整的閉環，保證物聯網建設的效果與質量。井場建設基于物聯網技術的從通訊傳感與系統信息傳輸的整個過程中都是基于中心控制系統開展的，而圍繞著中心控制系統，通過對不同傳感器連接到不同的井場抽油機，保證對抽油機機械設備的控制，然后明確在不同機械設備的實際運轉中的正常數據參數，形成對數據及設備狀態的監測與處理。而在傳感器的控制過程中，主要依賴其遠程終端控制系統實現對系統的控制與連接傳感，接收到的抽油機數據與傳感器所傳來的內容都是來自于外部信號中所提出的通信塔，根據通信塔完成信號傳輸，將信號傳輸進入到的服務器中，服務器就是所謂的中心機房，所接受的傳輸信號主要是CDMA以及GPRS。然后針對各個設備的實際控制情況，應用平臺中分別設有不同的采油廠客戶端，客戶端中會設置相應的輔助決策功能，進而通過圖像技術以及各種GPS或者GIS技術實現對油井的定位效果，形成一個可視化的數據，這樣才能真正做到遠程控制效果，而整體的系統控制也就形成了完整的回路。

只有基于物聯網技術中的回路，保證整體系統的控制效果，然后針對完整的控制情況對數據進行控制，才能真正發揮數字化井場建設過程中應用物聯網技術的作用與效果，增強數字化油田開發與建設的質量。

3 物聯網技術與數字化井場建設之間的關系分析

物聯網技術是基于互聯網技術以及信息化技術等技術而建立的網絡，將物聯網技術深入應用在井場建設過程中可以有效的推進井場數字化建設，增強井場的開發與管理質量效率。而物聯網技術與數字化井場建設之間的關系主要是基于數據采集、無線網絡以及井場抽油機監測系統三個方面的內容進行開展的。本文就著重針對物聯網技術與數字化井場建設之間的關系進行討論分析，進而為物聯網技術的深入應用提供更多可供參考的理論建議。

3.1 數據采集技術

數據采集技術主要是依照抽油機光桿的往復運動與加速度信號而實現的信號運算與處理，通過對實際運行位移值的控制，將加速度與傳感器中的內容進行傳感傳輸，然后將信號傳輸到后端接口處之后進行對后端的接受，然后將信號接口提供給用戶，并且推動設備測量的精度與安裝效果，在整個安裝過程中沒有任何隱患存在。

3.2 無線網絡技術

基于傳統物聯網技術，在井場建設的過程中需要通過對傳感器的互聯才能實現對油氣井的控制與管理，而在融入物聯網技術之后，就需要通過無線網絡技術變出現復雜、耗能高、速率低以及成本高的復雜連接效果，進而形成高效的傳感器網絡。引入無線網絡技術可以實現對各階段之間的傳感器數據采集與組織性的增強，保證傳輸能力與傳輸效果。

3.3 井場抽油機監測系統

（1）太陽能供電系統。在井場抽油機檢測系統中，供電系統與外部布線之間通過遠程控制系統可以實現對整個井場的控制與傳輸連接效果，通過綠色井場的控制，實現對超級電容儲電能的控制效果，避免了傳統供電系統中的麻煩問題。

（2）自動報警與遠程監控自動控制系統。在抽油機的安裝過程中通過對電流傳感器設備的安裝，可以解決在抽油機工作中存在的不正常情況，通過作業效果降低停電情況的出現效率，然后通過圖像信息的控制，對圖像故障進行識別，有效的控制抽油機的啟動與關停。

（3）數據管理與應用功能。在無線傳感器中進行對各種數據的采集效果，通過對無線傳輸將數據輸入到控制中心，然后在后臺進行數據分類，分類后組合使用，自動生成相應的油藏等控制信息。

4 無線物聯網數據與控制中心系統的建立

無線物聯網技術在數字化井場建設中的應用效果主要體現在數據以及控制方面，而在無線物聯網系統中，數據的收集與管理以及控制中心系統的建立是整體發展中的重點，基于上文討論的無線物聯網技術與數字化井場建設之間的關系，在數據的采集與控制放慢，應當著重分析其物聯網技術對于數據分析與決策系統平臺的建立效果，進一步增強無線物聯網數據與控制中心系統的質量。本文就針對無線物聯網數據與控制中心系統的建立進行討論分析，明確其系統的建立方向，為物聯網技術在數字化井場建設中的應用提供更多思路。

4.1 數據與控制中心系統

物聯網技術在數據采集的過程中會通過傳感器將數據收集到中心控制系統中，而后中心控制系統基于數據采集服務器一數據中的信息存儲器可以試下對Web數據服務器的控制，避免由于數據服務與操作過程中的局域網形成對信息的處理效果，增強對數據的控制質量，進而保證技術人員在采油與局域網內終端控制中的作用，隨時實現對抽油機工況的查看與處理。而控制中心系統的架構技術基于智能移動設備與客戶端程序、瀏覽器以及多種方式的訪問情況進行標準化接口的提供，保證數據在系統中的數據查詢、錄入、分析、挖掘等功能，提高在井場管理中的效率與質量。

4.2 物聯網數據分析與決策系統平臺

物聯網技術應用在井場建設過程中可以實現對數據的收集，采集后的數據進行分析與處理后可以實現對決策系統平臺的控制，進而掌握決策平臺中的軟件系統平臺建設，實現對系統的擴展、二次開發以及企業中框架系統的建設，進一步打破軟件在B/S以及C/S中的劃分模式，實現對模式的任意變換與劃分。同時，將該數據在分析以及應用之后，可以更好的提高數據的決策效果，保證圖形、圖像、數據之間的關聯性，提高服務效果與信息的控制效果，在短時間內形成高效、靈活的決策載體，并且在業務模塊中建立一個更加安全、廣闊的空間，保證系統不同結構與不同層次之間的結構差異，進行對物聯網油井監測功能的有效架構與管理效果，實現對所有模塊的有效劃分與處理，并通過決策系統輔助進行管理決策。

5 結語

總之，隨著近些年來物聯網技術的不斷發展與完善，數字化井場建設成為了井場建設中的重點內容之一，并且通過物聯網技術與數字信息技術的融入，井場的管理與開發工作可以實現自動化，進而降低對人力財力的投入，降低成本，提高效益。在物聯網技術的融入過程中，相關企業單位應當基于合理規范的數字化井場建立流程，明確物聯網技術與數字化井場建設之間的關系，然后針對性的在各個環節中融入物聯網技術，打造無線物聯網數據與控制中心系統，進而可以實現對物聯網技術與井場建設效率的提高，真正實現對油田建設效率與質量的推動發展。