無線電在油田生產(chǎn)管理中的應用探索

謝亞莉

從準東石油基地建立之初，無線電技術(shù)就被應用到油田生產(chǎn)建設(shè)中來。由于準東石油基地與各作業(yè)區(qū)距離較遠，地理位置比較分散，自上世紀八十年代，為了方便生產(chǎn)指揮，準東石油基地就開始使用電報的方式進行聯(lián)絡(luò)傳遞信息，到后來的車載電臺，微波技術(shù)，自從光纖通訊被大面積推廣使用以來，這些早期的無線電技術(shù)及設(shè)備逐漸退出了歷史舞臺。但隨著電子計算機應用技術(shù)和移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及油區(qū)生產(chǎn)方式的變化，更多的時候需要多種形式的網(wǎng)絡(luò)組合才能解決油田生產(chǎn)管理中遇到的問題，新型的無線設(shè)備層出不窮，準東采油廠借助數(shù)傳電臺、無線網(wǎng)橋、無線一體化遠程示功儀等無線電設(shè)備，通過不同頻段構(gòu)建油田自動化專網(wǎng)，建立了油田生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并以生產(chǎn)自動化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進行了各類自動化技術(shù)的研究與應用，使無線電在準東油田生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。

無線電技術(shù)的應用實現(xiàn)了油氣井各項數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和傳輸，讓油田生產(chǎn)管理變得更加高效，并且在很大程度上節(jié)約了人力資源，降低了工作難度和風險。2018年，準東采油廠在把無線電技術(shù)應用到油田生產(chǎn)管理方面進行了全方位的摸索與實踐，取得了豐碩的成果。在2018年準東采油廠特色技術(shù)交流會和亞歐博覽會上，準東采油廠為油田公司兄弟單位及社會各界展示了近年來準東石油人立足資源實況，敢于創(chuàng)新實踐形成的與準東油田相配套的22項特色技術(shù)。下面主要介紹一下作業(yè)現(xiàn)場移動監(jiān)控系統(tǒng)。

在油田生產(chǎn)過程中有修井、鉆井、壓裂、試油、酸化等各種作業(yè)施工項目，這些施工作業(yè)項目存在著不同程度的安全、環(huán)境風險。而這類施工項目如果出現(xiàn)事故，將給企業(yè)財產(chǎn)和員工生命造成不可逆轉(zhuǎn)的損失，對企業(yè)形象造成嚴重影響。2017年年底至2018年初，油田企業(yè)接連出現(xiàn)幾起生產(chǎn)現(xiàn)場承包商“亡人”事故，為了加強承包商管理，提高風險意識、安全意識，避免現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)督方面存在的薄弱和短板造成不必要的損失，新疆油田公司要求抓緊建設(shè)遠程監(jiān)督系統(tǒng)，全面加強現(xiàn)場監(jiān)督管理。2018年年初，油田公司領(lǐng)導要求準東采油廠先行先試，研制作業(yè)現(xiàn)場移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對施工作業(yè)現(xiàn)場的實時監(jiān)控。隨著電子計算機應用技術(shù)和移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在油田生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用于油田生產(chǎn)現(xiàn)場遠程監(jiān)控，對建設(shè)工程施工現(xiàn)場的作業(yè)過程、安全環(huán)保及文明施工等進行實時監(jiān)控，可以在安全管理中發(fā)揮非常重要的作用。

準東采油廠信息管理站作為準東采油廠的信息管理專業(yè)部門負責組織并完成了作業(yè)現(xiàn)場移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)。作業(yè)現(xiàn)場移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)研制的主要目標是能實現(xiàn)對地理位置隨時變化的作業(yè)現(xiàn)場進行實時遠程監(jiān)控。其工作場景存在作業(yè)現(xiàn)場不固定、大部分作業(yè)現(xiàn)場處于沙漠戈壁的露天環(huán)境的特點。為及時制止違章行為，還需要具備遠端對作業(yè)現(xiàn)場語音喊話輸出功能。因此，系統(tǒng)總體功能要達到：在施工作業(yè)現(xiàn)場隨時安裝移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以自建無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)（無線網(wǎng)橋），運營商無線4G為補充手段，視頻監(jiān)控信號可通過無線網(wǎng)橋或運營商4G網(wǎng)絡(luò)（中國移動/中國聯(lián)通/中國電信）上傳到監(jiān)控中心，實現(xiàn)集中監(jiān)控。監(jiān)控中心可通過平臺向指定的作業(yè)現(xiàn)場進行實時語音喊話。

我們首先研究了技術(shù)較為成熟的基于無線網(wǎng)橋傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)，也考察了基于4G信號傳輸?shù)囊苿右曨l監(jiān)控系統(tǒng)和基于超短波傳輸?shù)囊苿右曨l監(jiān)控系統(tǒng)，并對這三種監(jiān)控系統(tǒng)分別做了實驗后確定這三種視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案均可行。

根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能和需求分析，作業(yè)現(xiàn)場移動監(jiān)控系統(tǒng)，被設(shè)計為三個子系統(tǒng)：

近距離——使用移動4G子系統(tǒng)：針對城鎮(zhèn)居民區(qū)等4G信號覆蓋較好的地區(qū)，采用移動4G球進行視頻監(jiān)控。

中距離——使用無線網(wǎng)橋子系統(tǒng)：針對油區(qū)作業(yè)現(xiàn)場，覆蓋10公里范圍。

遠距離——使用超短波圖傳子系統(tǒng)：針對邊遠作業(yè)現(xiàn)場，主要覆蓋超過10公里范圍。

根據(jù)準東采油廠油區(qū)4G網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋率低、油區(qū)分散等實際情況，結(jié)合試驗結(jié)果，最終確定采用無線網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)作為準東采油廠作業(yè)現(xiàn)場移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)通訊傳輸系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上編制了相關(guān)建設(shè)方案。

根據(jù)領(lǐng)導要求和現(xiàn)場條件，作業(yè)現(xiàn)場移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)應該具備以下功能特點：

1、為安保維穩(wěn)、安全生產(chǎn)、安全環(huán)保的有效管理，提供全天候、全方位、7*24小時保障。

2、監(jiān)控端站模塊化、輕量化設(shè)計，支架的高度可調(diào)整，滿足每年幾千場次的快速拆裝遷移作業(yè)。

3、大幅度減少現(xiàn)場監(jiān)督人員數(shù)量及工作量，監(jiān)督全覆蓋。

4、改變安全監(jiān)督模式，采用基地集中監(jiān)控加作業(yè)區(qū)分監(jiān)控模式，提高安全管理效率。

5、主要監(jiān)控機采用星光級33倍1080P球機，現(xiàn)場存儲3天，基地集中存儲30天，便于追溯。

6、針對無供電作業(yè)現(xiàn)場、防暴作業(yè)現(xiàn)場，配備有可移動太陽能供電、防暴監(jiān)控機，滿足各種作業(yè)現(xiàn)場需求。

經(jīng)過反復測試和不斷探索，最終在短短十天時間里做出了第一批6套視頻監(jiān)控終端并完成了安裝調(diào)試。后續(xù)移動監(jiān)控終端在各作業(yè)區(qū)重點井部署。自投入運行以來，極大地方便了技術(shù)監(jiān)督人員進行遠程監(jiān)督，并通過制度是移動視頻監(jiān)控成為日常監(jiān)督的一部分。2018年9月作業(yè)現(xiàn)場移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)在克拉瑪依各采油廠開展推廣實施工作，2018年已批復采購移動視頻監(jiān)控終端分配到各單位。

作業(yè)現(xiàn)場移動式視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過無線網(wǎng)橋及4G移動運營商網(wǎng)絡(luò)將所有施工作業(yè)現(xiàn)場的視頻監(jiān)控進行統(tǒng)一管理，發(fā)現(xiàn)問題通過喊話功能對現(xiàn)場進行指導，現(xiàn)場增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)后，能夠?qū)κ褂米鳂I(yè)現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，并能夠儲存錄像，以備調(diào)查使用。通過這個項目的開展，能夠提高作業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)安全，同時給各作業(yè)區(qū)邊遠井的監(jiān)控奠定了基礎(chǔ)。

無線電設(shè)備在油田的應用極大地促進了油田信息化的發(fā)展，在生產(chǎn)管理效率的提高、作業(yè)現(xiàn)場安全監(jiān)督等方面發(fā)揮著重要作用。作業(yè)現(xiàn)場移動式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是無線電技術(shù)在準東油田生產(chǎn)管理中的很突出的應用實例，可以說如果沒有多種無線電技術(shù)和設(shè)備的支撐，是無法完成作業(yè)現(xiàn)場移動式視頻監(jiān)控系統(tǒng)項目構(gòu)建和實施的。隨著第五代（5G）廣域無線網(wǎng)絡(luò)將在2019年實現(xiàn)大范圍推廣應用以及多家運營商對5G技術(shù)的測試，無線電設(shè)備和技術(shù)勢必會迎來一個新的飛躍。我們很期待在未來建設(shè)智能油田的過程中，更加深入廣泛地引入無線電技術(shù)，讓無線電技術(shù)在準東油田生產(chǎn)管理中發(fā)揮更大的作用！