無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用分析

陳鶴天 閆軍 蘭鵬博

摘要：近年來，無線通信技術(shù)作為一種熱門的新型通信技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)當(dāng)中。其在油田自動化的應(yīng)用中大幅提高了油田開采效率，擁有極高的應(yīng)用前景。基于此，本文以無線通信技術(shù)及油田自動化的相關(guān)介紹為切入點，接下來從兩個方面討論無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用，以此供相關(guān)人士交流參考。

關(guān)鍵詞：無線通信技術(shù);應(yīng)用;油田自動化

引言：

近年來，信息技術(shù)快速發(fā)展的同時，無線通信技術(shù)也獲得了大面積的推廣。無線通信技術(shù)在應(yīng)用過程中主要分為衛(wèi)星通信和微波通信兩種通信類型，在一代代人的不懈努力當(dāng)中，無線通信技術(shù)也日趨成熟。而石油天然氣的開采卻隨著時間的推移難度攀升，將無線通信技術(shù)應(yīng)用于油田自動化管理中能大幅提高天然氣石油的開采效率，因此，加深無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用研究是當(dāng)前油田開采的主要進(jìn)攻方向。

一、無線通信技術(shù)的概述

無線通信技術(shù)是一種新型的通信技術(shù)，其能在空間中利用電磁波信號自由傳播交換信息，主要分為衛(wèi)星通信和微波通信兩種類型[1]。微波通信是指建通過建立微波中繼站，發(fā)出寬頻率帶滿足遠(yuǎn)距離通信的一種通信技術(shù);衛(wèi)星通信技術(shù)則是以衛(wèi)星為中繼站，使多個地球地面點或移動體之間通過微波通信相關(guān)聯(lián)。此外，無線通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于不易駕設(shè)線路，且地形復(fù)雜的地域，能彌補(bǔ)有線通信的許多不便之處。

現(xiàn)如今，信息技術(shù)快速發(fā)展的同時，無線通信技術(shù)也獲得了大面積推廣。無線通信技術(shù)的優(yōu)勢有很多：無線通信網(wǎng)絡(luò)的搭建十分便捷，甚至在沒有物理線路的情況下，在相關(guān)信息接入口安裝上無線傳感器即可，此操作跨過了各種架設(shè)線路的難關(guān)。最后擴(kuò)展無線通信網(wǎng)絡(luò)時，再進(jìn)行無限傳感設(shè)備的安裝及參數(shù)設(shè)置。無線網(wǎng)絡(luò)的搭建，無需考慮環(huán)境和地形的影響，甚至在環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)也能頻繁應(yīng)用。無線通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用時靈活性強(qiáng)，成本低，適應(yīng)變通能力強(qiáng)，便捷性高。此外，無線通信網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過程中也存在一定的不足：例如實時性差，會影響通信效率，使信息的接收存在延時性、滯后性;供電性差，由于無線通信主要的供電是通過電池進(jìn)行，所以更換電池時的短期缺電和不持續(xù)工作難以避免，從而導(dǎo)致通信的效率難以保證。

二、油田自動化的概述

自動化技術(shù)是指在無人干涉的條件下，憑借先進(jìn)的信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等，依靠既定的指令或程序進(jìn)行自動管理、控制、檢測、調(diào)度等一系列工作，是一種在現(xiàn)代工業(yè)中運(yùn)用十分廣泛的技術(shù)[2]。計量間、聯(lián)合站、原油外輸系統(tǒng)、油田油井、轉(zhuǎn)油站、外輸系統(tǒng)等都是自動化控制的主要研究目標(biāo)，同時，提高原油質(zhì)量和產(chǎn)量、避免安全事件發(fā)生、降低油田開采的耗損等都是自動化控制的主要研究目的。此外，自動化技術(shù)還能有效地提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)社會的發(fā)展、改善油田工作者的工作環(huán)境，解放出長期在危險地帶、惡劣環(huán)境中工作的工作人員。

雖然科技高速發(fā)展，石油企業(yè)不斷攀升，智能檢測及信息化系統(tǒng)正大量開展，但實際運(yùn)行中的一些問題仍然難以避免：很多廠家不愿共享商業(yè)數(shù)據(jù)而導(dǎo)致信息的閉塞化;油田工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，設(shè)備在運(yùn)行過程中難以維護(hù)修復(fù);數(shù)據(jù)的采集由于供電性差而缺乏較強(qiáng)的時效性。以上的種種問題都可表明我國油田自動化領(lǐng)域還有很多方面有待提高和改進(jìn)，需要持續(xù)的科學(xué)創(chuàng)新和冒險探索來彌補(bǔ)缺陷，需要相關(guān)技術(shù)人才的不懈努力來提升油田自動化產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。

三、應(yīng)用于油田自動化中的無線通信技術(shù)

無線網(wǎng)橋和無線傳感網(wǎng)絡(luò)是油田自動化中所運(yùn)用到的主要無線通信技術(shù)形式，無線網(wǎng)橋能協(xié)助在沒有物理線路的兩個區(qū)域進(jìn)行品質(zhì)優(yōu)良通信，是無線通信技術(shù)在應(yīng)用過程中的重要過程，還可以實現(xiàn)在一定區(qū)域內(nèi)的靈活移動。無線傳感網(wǎng)絡(luò)則主要由管理、傳感器、匯集三個節(jié)點構(gòu)成，能夠協(xié)助監(jiān)控信息傳輸以及全面監(jiān)控油田工作狀態(tài)。此外，其兼具部署便捷、可移動、擴(kuò)展性良好等優(yōu)勢。為了保證自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，主要應(yīng)用到油田自動化產(chǎn)業(yè)中的無線通信技術(shù)有：

（一）數(shù)傳電臺

數(shù)傳電臺主要發(fā)出頻譜豐富的脈沖信號。其相比語音電臺在技術(shù)指標(biāo)及可信度指標(biāo)上要求更為嚴(yán)格，主要在石油工業(yè)的測量系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制上大量運(yùn)用。雖然數(shù)傳電臺存在許多優(yōu)勢，但也難以避免一些問題：例如帶寬限制所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)傳輸失敗。

（二）Zigbee

溫度傳感器、電機(jī)電流傳感器、電壓傳感器等都是油井工作傳感器的重要組成部分。Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)可將以上述傳感狀態(tài)變化為對應(yīng)電壓電流后傳送到遠(yuǎn)程智能RTU。該系統(tǒng)是原油質(zhì)量和油田生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，解決了油田數(shù)據(jù)采集分散、實施性低的問題。

該技術(shù)在應(yīng)用過程中主要存在以下困難：采集地點分散，操作實施困難，多個油田分工點組成大油田基地，會導(dǎo)致人力物力的大量分散和耗損;對數(shù)據(jù)收集儀器的精密度要求較高，由于需要掌握油田采集的實時數(shù)據(jù)以便統(tǒng)籌調(diào)度及保證整體采集質(zhì)量;Zigbee的傳輸距離較近導(dǎo)致工作人員的工作量增加，工作難度提升，工作人員需要在惡劣的環(huán)境條件下穿梭于多個油井之間。

四、結(jié)束語

在現(xiàn)代社會中，信息技術(shù)已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的元素組成。石油天然氣資源在時間的沉淀中不斷稀缺，開采難度也逐年升高。因此能大幅提高開采效率的無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用顯得極為重要。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展和持續(xù)優(yōu)化，油田自動化技術(shù)必然有著光明的應(yīng)用前景和應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]高娜，李凱.試論無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易，2019，011（006）：144.

[2]夏文龍.淺談無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用[J].工業(yè)：00280-00280.