無線電在油田生產(chǎn)管理中的應(yīng)用探索

謝亞莉

從準(zhǔn)東石油基地建立之初，無線電技術(shù)就被應(yīng)用到油田生產(chǎn)建設(shè)中來。由于準(zhǔn)東石油基地與各作業(yè)區(qū)距離較遠(yuǎn)，地理位置比較分散，自上世紀(jì)八十年代，為了方便生產(chǎn)指揮，準(zhǔn)東石油基地就開始使用電報(bào)的方式進(jìn)行聯(lián)絡(luò)傳遞信息，到后來的車載電臺(tái)，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(tái)。但隨著電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和移動(dòng)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(shí)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(zhǔn)東采油廠借助數(shù)傳電臺(tái)、無線網(wǎng)橋、無線一體化遠(yuǎn)程示功儀等無線電設(shè)備，通過不同頻段構(gòu)建油田自動(dòng)化專網(wǎng)，建立了油田生產(chǎn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，并以生產(chǎn)自動(dòng)化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了各類自動(dòng)化技術(shù)的研究與應(yīng)用，使無線電在準(zhǔn)東油田生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

無線電技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了油氣井各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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(fēng)險(xiǎn)。2018年，準(zhǔn)東采油廠在把無線電技術(shù)應(yīng)用到油田生產(chǎn)管理方面進(jìn)行了全方位的摸索與實(shí)踐，取得了豐碩的成果。在2018年準(zhǔn)東采油廠特色技術(shù)交流會(huì)和亞歐博覽會(huì)上，準(zhǔn)東采油廠為油田公司兄弟單位及社會(huì)各界展示了近年來準(zhǔn)東石油人立足資源實(shí)況，敢于創(chuàng)新實(shí)踐形成的與準(zhǔn)東油田相配套的22項(xiàng)特色技術(shù)。下面主要介紹一下作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)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(xiàng)目，這些施工作業(yè)項(xiàng)目存在著不同程度的安全、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。而這類施工項(xiàng)目如果出現(xiàn)事故，將給企業(yè)財(cái)產(chǎn)和員工生命造成不可逆轉(zhuǎn)的損失，對(duì)企業(yè)形象造成嚴(yán)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(chǎng)承包商“亡人”事故，為了加強(qiáng)承包商管理，提高風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)、安全意識(shí)，避免現(xiàn)場(chǎng)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(yuǎn)程監(jiān)督系統(tǒng)，全面加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理。2018年年初，油田公司領(lǐng)導(dǎo)要求準(zhǔn)東采油廠先行先試，研制作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。隨著電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和移動(dòng)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(yīng)用。視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)過程、安全環(huán)保及文明施工等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以在安全管理中發(fā)揮非常重要的作用。

準(zhǔn)東采油廠信息管理站作為準(zhǔn)東采油廠的信息管理專業(yè)部門負(fù)責(zé)組織并完成了作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)研制的主要目標(biāo)是能實(shí)現(xiàn)對(duì)地理位置隨時(shí)變化的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。其工作場(chǎng)景存在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不固定、大部分作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)處于沙漠戈壁的露天環(huán)境的特點(diǎn)。為及時(shí)制止違章行為，還需要具備遠(yuǎn)端對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)語音喊話輸出功能。因此，系統(tǒng)總體功能要達(dá)到：在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)安裝移動(dòng)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(yùn)營商無線4G為補(bǔ)充手段，視頻監(jiān)控信號(hào)可通過無線網(wǎng)橋或運(yùn)營商4G網(wǎng)絡(luò)（中國移動(dòng)/中國聯(lián)通/中國電信）上傳到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。監(jiān)控中心可通過平臺(tái)向指定的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(hào)傳輸?shù)囊苿?dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和基于超短波傳輸?shù)囊苿?dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并對(duì)這三種監(jiān)控系統(tǒng)分別做了實(shí)驗(yàn)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(chǎng)移動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，被設(shè)計(jì)為三個(gè)子系統(tǒng)：

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

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

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

根據(jù)準(zhǔn)東采油廠油區(qū)4G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋率低、油區(qū)分散等實(shí)際情況，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果，最終確定采用無線網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)作為準(zhǔn)東采油廠作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)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(dǎo)要求和現(xiàn)場(chǎng)條件，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備以下功能特點(diǎn)：

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(shí)保障。

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

3、大幅度減少現(xiàn)場(chǎng)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(jī)采用星光級(jí)33倍1080P球機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)3天，基地集中存儲(chǔ)30天，便于追溯。

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

經(jīng)過反復(fù)測(cè)試和不斷探索，最終在短短十天時(shí)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(dòng)監(jiān)控終端在各作業(yè)區(qū)重點(diǎn)井部署。自投入運(yùn)行以來，極大地方便了技術(shù)監(jiān)督人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)督，并通過制度是移動(dòng)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(chǎng)移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在克拉瑪依各采油廠開展推廣實(shí)施工作，2018年已批復(fù)采購移動(dòng)視頻監(jiān)控終端分配到各單位。

作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)式視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過無線網(wǎng)橋及4G移動(dòng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)將所有施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控進(jìn)行統(tǒng)一管理，發(fā)現(xiàn)問題通過喊話功能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行指導(dǎo)，現(xiàn)場(chǎng)增加視頻監(jiān)控系統(tǒng)后，能夠?qū)κ褂米鳂I(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能夠儲(chǔ)存錄像，以備調(diào)查使用。通過這個(gè)項(xiàng)目的開展，能夠提高作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)安全，同時(shí)給各作業(yè)區(qū)邊遠(yuǎn)井的監(jiān)控奠定了基礎(chǔ)。

無線電設(shè)備在油田的應(yīng)用極大地促進(jìn)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(chǎng)安全監(jiān)督等方面發(fā)揮著重要作用。作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)式視頻監(jiān)控系統(tǒng)是無線電技術(shù)在準(zhǔn)東油田生產(chǎn)管理中的很突出的應(yīng)用實(shí)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(chǎng)移動(dòng)式視頻監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目構(gòu)建和實(shí)施的。隨著第五代（5G）廣域無線網(wǎng)絡(luò)將在2019年實(shí)現(xiàn)大范圍推廣應(yīng)用以及多家運(yùn)營商對(duì)5G技術(shù)的測(cè)試，無線電設(shè)備和技術(shù)勢(shì)必會(huì)迎來一個(gè)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(zhǔn)東油田生產(chǎn)管理中發(fā)揮更大的作用！