陳昱含

（大慶油田信息技術公司喇區(qū)分公司，黑龍江 大慶 163000）

作為油田未來發(fā)展的必然形態(tài)，數(shù)字油田一直都在秉承一種開放的態(tài)度，接納眾多新型技術，以求取自身的可持續(xù)發(fā)展，并且成為支持油田更為有序展開工作的有力武器。而在數(shù)字油田不斷發(fā)展的過程中，物聯(lián)網(wǎng)成為推動其成長的不容忽視的重要力量。就目前的發(fā)展而言，可以說，解讀了物聯(lián)網(wǎng)，就是在一個很大程度上解讀了數(shù)字油田的發(fā)展步伐。

1 從技術層面解析數(shù)字油田中的物聯(lián)網(wǎng)

在技術已經(jīng)日趨成熟的今天，再剖析概念就會顯得不合時宜，但是仍然需要澄清一些關于物聯(lián)網(wǎng)的特點。從根本上上說，這是一種將“物”進行聯(lián)網(wǎng)的技術，是將物抽象成為數(shù)字，并且映射到網(wǎng)絡環(huán)境中，借由網(wǎng)絡讓人們實現(xiàn)對物的狀態(tài)的了解，并且實現(xiàn)決策，再通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行對“物”的操作。在這一系列的動作中，需要兩個方面重點技術的支持，即實現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”的“物聯(lián)”以及“網(wǎng)”。對于實現(xiàn)“物聯(lián)”領域，莫過于各種傳感器以及接入技術，而對于“網(wǎng)”這一方面的實現(xiàn)，則相對而言要成熟的多，尤其是在IPV6新協(xié)議體系的支持之下，物聯(lián)網(wǎng)能夠有效支持更多的地址，也使得能夠接入網(wǎng)絡環(huán)境的“物”的數(shù)量得到了大大提升。

對于傳感器以及接入技術而言，任何能夠?qū)Α拔铩边M行感知的技術都可以納入其中，區(qū)別只在于哪種技術在企業(yè)環(huán)境中更加具有生命力。無線射頻自動識別就是當前物聯(lián)網(wǎng)技術體系中的典范，其以非接觸式的數(shù)據(jù)獲取作為突出特征，在當前油田環(huán)境中有著極大的生命力。但是諸如此類的技術，無論是過去、現(xiàn)在還是將來，都只會不斷優(yōu)化層出不窮，對于數(shù)字油田而言，它們的共同點很突出，就是能夠有效實現(xiàn)對于“物”的數(shù)據(jù)的獲取，并且借由此途徑實現(xiàn)對于“物”的控制。在數(shù)字油田物聯(lián)網(wǎng)的建設過程中，這種傳感器技術廣泛應用于油井、聯(lián)合站、接轉站、注水站、計量站、配水間等采油設備上，用以實現(xiàn)實時的面向罐內(nèi)液位、溫度、流量、壓力及可燃氣體體積分數(shù)細節(jié)的監(jiān)控。對于油田體系而言，龐大的數(shù)據(jù)會從各個角落涌入網(wǎng)絡環(huán)境中，而這些數(shù)據(jù)能否有效發(fā)揮其自身價值，在很大程度上首先取決于這些數(shù)據(jù)本身的精確性，而這來源于物聯(lián)網(wǎng)的傳感環(huán)節(jié)。從這個角度看，傳感器層面的精準特征、一體化以及有效續(xù)航等特征，首當其沖地成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關鍵所在。一體化能夠?qū)⑼ㄟ^傳感設備獲取到的物的數(shù)據(jù)進行多角度的核對，抽離出有著最優(yōu)可靠性的數(shù)據(jù)，這樣的有著一定結構特征的數(shù)據(jù)框架，才能夠有效支持起物聯(lián)網(wǎng)的常規(guī)運行。除此以外，石油的鉆采開發(fā)和生產(chǎn)輸送往往在偏遠地域進行，在沒有供電的場合，采用微功耗計量技術的價值不言而喻。當前基于MSP430技術而展開實現(xiàn)的傳感器，已經(jīng)在油田領域中得到了廣泛應用。

另一個方面，對于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中“網(wǎng)”的建設，同樣應當在一定程度上加強理解。在IPV6新協(xié)議的支持下，物聯(lián)網(wǎng)可以說實現(xiàn)了一個質(zhì)的提升。IPV6相對于之前的IPV4而言，能夠支持更多的地址，也因此能夠在局域網(wǎng)內(nèi)部實現(xiàn)對于更多“物”的互聯(lián)支持。這無疑成為油田這樣大型工業(yè)環(huán)境中物聯(lián)網(wǎng)的根基所在。在新協(xié)議體系的支持下，更多的通信技術涌入物聯(lián)網(wǎng)體系下，成為構建數(shù)字油田的關鍵力量，其中包括GPRS、ZigBee以及WIA技術等，除此以外，包括VPN在內(nèi)的網(wǎng)絡安全技術，也成為物聯(lián)網(wǎng)體系中不容忽視的重要組成部分。對于這一方面，在此僅作出必要的論述，因為整體而言發(fā)展比較成熟，雖然這種發(fā)展成熟的狀態(tài)并不是隨著物聯(lián)網(wǎng)而實現(xiàn)的，但是相對成熟的發(fā)展狀態(tài)，無疑成為物聯(lián)網(wǎng)有效運營的重要依據(jù)。其中GPRS是GSM衍生而產(chǎn)生的一種技術，不需要額外附加資源就能夠支持起端對端分組轉移模式下的數(shù)據(jù)傳輸任務，因此十分適用于間斷性較強或者突發(fā)性較強的油田開采工作。而ZigBee技術本身的低功耗，以及遠距離傳輸支持等優(yōu)勢，決定了其比其他技術更加適合移動環(huán)境應用，也因為如此，ZigBee技術在數(shù)字油田環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的數(shù)據(jù)采集布置，而不需要額外的布線，在成本節(jié)約方面可謂首屈一指。除此以外，ZigBee技術還能適應油田工業(yè)環(huán)境中不能避免的惡劣條件，完成環(huán)境監(jiān)測與工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)視工作。而WIA，作為我國自主研發(fā)的無線網(wǎng)絡規(guī)范，從誕生開始即面向工業(yè)自動化生產(chǎn)環(huán)境中發(fā)揮作用。WIA主要采用分簇組織架構與骨干Mesh網(wǎng)絡，在架構形式方面主要結合拓撲結構，具備安全、可靠的網(wǎng)絡體系特征。而VPN，并不能說直接服務于數(shù)字油田物聯(lián)網(wǎng)體系，它廣泛存在于油田的通信環(huán)境中，以打造安全的數(shù)據(jù)傳輸隧道著稱，對于油田工業(yè)環(huán)境中比較分散的部門之間的安全通信有著積極意義。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術對于數(shù)字油田的促進和發(fā)展價值分析

從技術層面實現(xiàn)了對于物聯(lián)網(wǎng)關鍵實現(xiàn)方式的分析之后，還需要從應用的層面加強關注。

數(shù)字油田的建設，體現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的領域，比較突出的幾個方面，即除了比較常規(guī)的油水井建設數(shù)字化以外，還包括管道建設標準化、站庫建設現(xiàn)代化3個方面在數(shù)字油田體系中的價值相輔相成，在此簡要作出分析。

在油水井建設數(shù)字化方面，這可以說是地面工作數(shù)字化的基礎所在，即通過對傳感設備的不斷優(yōu)化，以及遠程自動控制技術的升級，來實現(xiàn)油水井生產(chǎn)環(huán)境中的物聯(lián)網(wǎng)，最終達到生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時采集、過程實時監(jiān)控、生產(chǎn)信息集成應用的數(shù)字化管理的目標，全面提升油水井管理水平。而對于管道網(wǎng)絡建設標準化方面的工作，則主要是面向地面管道網(wǎng)絡展開對應的優(yōu)化，將每條管線運行的具體狀況，都進行收集，借此實現(xiàn)對管道泄漏監(jiān)測和陰極保護等系統(tǒng)建設工作的決策支持信息庫建設。日常工作中，會應用負壓波、次聲波和體積平衡法監(jiān)測技術，對管道壓力、溫度、流量等主要運行參數(shù)實時監(jiān)測，并且觸發(fā)對應的告警，對于確保管網(wǎng)安全正常展開工作，發(fā)揮了不容忽視的支持作用。最后，對于站庫建設現(xiàn)代化方面，物聯(lián)網(wǎng)的建設目標，是將實現(xiàn)小型場站無人值守，以及大型場站降低值守人員作為發(fā)展目標的。對于小型場站而言，主要通過對應的數(shù)據(jù)采集設備來進行現(xiàn)場狀態(tài)的采集，同時積極完善站內(nèi)設備的參數(shù)調(diào)控、遠程啟停和聯(lián)鎖保護裝置，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制，并且配套對應的告警系統(tǒng)，以實現(xiàn)無人值守，或僅保留對應的巡檢人員。而對于大型場站而言，則需要依據(jù)就地控制、總線傳輸、集中管理的原則展開對應的工作，加強數(shù)據(jù)采集的同時，還要配合對應崗位監(jiān)控系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)控。在場站中應當建立起大屏監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)中控室統(tǒng)一監(jiān)控，同時對于24h的值班以及分散值班的制度可以進行改善，該文中控室集中值班。在此背景下，進一步對數(shù)字油田中不同環(huán)節(jié)的幾個物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展典范進行分析。其中油水井生產(chǎn)遠程監(jiān)控分析優(yōu)化系統(tǒng)以及油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集傳輸系統(tǒng)可以當作樣本進行對待。

對于油水井生產(chǎn)遠程監(jiān)控分析優(yōu)化系統(tǒng)而言，其能夠通過物聯(lián)網(wǎng)傳感設備獲取關于油井的多方面的信息，包括功圖、壓力、溫度、電流、功率、扭矩等數(shù)據(jù)，并且依據(jù)這些數(shù)據(jù)對油井的具體運行情況進行判斷，遠程進行產(chǎn)液量以及能耗等相關方面的分析，并且依據(jù)功率曲線法、電能法以及扭矩法對抽油機平衡進行計算與調(diào)節(jié)。這是一個良好的閉環(huán)控制，而依據(jù)則是源于物聯(lián)網(wǎng)體系之下的數(shù)據(jù)采集，控制也要交由物聯(lián)網(wǎng)加以實現(xiàn)。除此以外，還可以通過Web系統(tǒng)，為工作人員提供定制查詢、統(tǒng)計以及展示服務，這是人機共同控制的關鍵之一。而對于油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集傳輸系統(tǒng)而言，作為數(shù)據(jù)管理中的重要組成部分，其核心所在是抽油桿上安裝的高精度一體化示功儀，其能夠?qū)Σ捎途ぷ鲾?shù)據(jù)進行實時采集，并且加以傳輸，在實際工作中不需要太多維護成本，因此在油田中得到廣泛應用。

3 結語

數(shù)字油田體系的建設，離不開物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)與發(fā)展。在物聯(lián)網(wǎng)不斷優(yōu)化升級的過程中，與其說是技術的進步，不如說是應用的進步。對于油田這個特殊的環(huán)境而言，只有從實際出發(fā)，深入細節(jié)，才能不斷推動其實現(xiàn)發(fā)展。