物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)中的應(yīng)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(shè)的過程中，油井建設(shè)是重點(diǎn)，由于每個(gè)油田中都有非常多的油氣井，因此對(duì)于每個(gè)油井的監(jiān)管與開發(fā)就成為了油田開發(fā)過程中的重點(diǎn)，開發(fā)過程中浪費(fèi)了較多的人力物力，同時(shí)還容易出現(xiàn)各種監(jiān)管不力的情況，影響了油田開采的正常效率與質(zhì)量。然而，在近些年來，隨著科技的進(jìn)步與信息化的不斷發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到井場(chǎng)建設(shè)中，建立數(shù)字化井場(chǎng)就成為了發(fā)展的重點(diǎn)，也成為了油藏開發(fā)建設(shè)的主要方向。通過數(shù)字化建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井場(chǎng)管理效率與開發(fā)質(zhì)量的有效提高，增強(qiáng)井場(chǎng)建設(shè)的效果與控制效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)井場(chǎng)的遠(yuǎn)程控制。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)中應(yīng)用的重要性

油田生產(chǎn)是我國資源生產(chǎn)開采過程中的重點(diǎn)，而隨著近些年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，油田開采過程中的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也成為了發(fā)展的重要方向之一。在油田中一般會(huì)有許多個(gè)油氣井，所以在日常人工監(jiān)管與開發(fā)的過程中就會(huì)耗費(fèi)過多的人力財(cái)力，并且通過人工進(jìn)行對(duì)油氣井的管理與開發(fā)很難真正保證監(jiān)管的效率與質(zhì)量，很多時(shí)候還會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)紕漏或者管理失誤的情況，嚴(yán)重影響了井場(chǎng)的正常工作開采。另外，在常規(guī)的抽油機(jī)工作的過程中，由于設(shè)備的操作不能實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化以及智能化，因此井場(chǎng)出現(xiàn)壓力過高或者過低的情況，還有出現(xiàn)故障情況不能及時(shí)報(bào)警，維護(hù)不夠及時(shí)導(dǎo)致停工或者誤工的情況出現(xiàn)。

因此，在傳統(tǒng)的井場(chǎng)開發(fā)與建設(shè)的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障以及問題，這些問題嚴(yán)重影響到了井場(chǎng)建設(shè)的正常開發(fā)效率，也就影響了油田開采的質(zhì)量。而在井場(chǎng)開發(fā)的過程中，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與信息化、數(shù)字化技術(shù)融入到井場(chǎng)建設(shè)中可以有效的提高井場(chǎng)的質(zhì)量與效果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的及時(shí)收集與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證井場(chǎng)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中可以建設(shè)打造出完整的傳感系統(tǒng)，進(jìn)而避免在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中所出現(xiàn)的傳感器網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題以及一些停機(jī)、缺相、電壓越限或者抽油機(jī)故障等情況，保障了油田開發(fā)的高效穩(wěn)定。同時(shí)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輔助下，井場(chǎng)管理工作可以保證其效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的效果，降低了財(cái)力物力，進(jìn)一步提高了收益效果。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的數(shù)字化井場(chǎng)流程概述

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，在實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字化井場(chǎng)的建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分掌握物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際情況，在建設(shè)過程中明確井場(chǎng)的建設(shè)流程，進(jìn)而在開展整體建設(shè)工作的額過程中可以形成一個(gè)完整的閉環(huán)，保證物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的效果與質(zhì)量。井場(chǎng)建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的從通訊傳感與系統(tǒng)信息傳輸?shù)恼麄€(gè)過程中都是基于中心控制系統(tǒng)開展的，而圍繞著中心控制系統(tǒng)，通過對(duì)不同傳感器連接到不同的井場(chǎng)抽油機(jī)，保證對(duì)抽油機(jī)機(jī)械設(shè)備的控制，然后明確在不同機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中的正常數(shù)據(jù)參數(shù)，形成對(duì)數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與處理。而在傳感器的控制過程中，主要依賴其遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制與連接傳感，接收到的抽油機(jī)數(shù)據(jù)與傳感器所傳來的內(nèi)容都是來自于外部信號(hào)中所提出的通信塔，根據(jù)通信塔完成信號(hào)傳輸，將信號(hào)傳輸進(jìn)入到的服務(wù)器中，服務(wù)器就是所謂的中心機(jī)房，所接受的傳輸信號(hào)主要是CDMA以及GPRS。然后針對(duì)各個(gè)設(shè)備的實(shí)際控制情況，應(yīng)用平臺(tái)中分別設(shè)有不同的采油廠客戶端，客戶端中會(huì)設(shè)置相應(yīng)的輔助決策功能，進(jìn)而通過圖像技術(shù)以及各種GPS或者GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)油井的定位效果，形成一個(gè)可視化的數(shù)據(jù)，這樣才能真正做到遠(yuǎn)程控制效果，而整體的系統(tǒng)控制也就形成了完整的回路。

只有基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的回路，保證整體系統(tǒng)的控制效果，然后針對(duì)完整的控制情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，才能真正發(fā)揮數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)過程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用與效果，增強(qiáng)數(shù)字化油田開發(fā)與建設(shè)的質(zhì)量。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)之間的關(guān)系分析

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及信息化技術(shù)等技術(shù)而建立的網(wǎng)絡(luò)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深入應(yīng)用在井場(chǎng)建設(shè)過程中可以有效的推進(jìn)井場(chǎng)數(shù)字化建設(shè)，增強(qiáng)井場(chǎng)的開發(fā)與管理質(zhì)量效率。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)之間的關(guān)系主要是基于數(shù)據(jù)采集、無線網(wǎng)絡(luò)以及井場(chǎng)抽油機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)三個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行開展的。本文就著重針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)之間的關(guān)系進(jìn)行討論分析，進(jìn)而為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用提供更多可供參考的理論建議。

3.1 數(shù)據(jù)采集技術(shù)

數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要是依照抽油機(jī)光桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與加速度信號(hào)而實(shí)現(xiàn)的信號(hào)運(yùn)算與處理，通過對(duì)實(shí)際運(yùn)行位移值的控制，將加速度與傳感器中的內(nèi)容進(jìn)行傳感傳輸，然后將信號(hào)傳輸?shù)胶蠖私涌谔幹筮M(jìn)行對(duì)后端的接受，然后將信號(hào)接口提供給用戶，并且推動(dòng)設(shè)備測(cè)量的精度與安裝效果，在整個(gè)安裝過程中沒有任何隱患存在。

3.2 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

基于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在井場(chǎng)建設(shè)的過程中需要通過對(duì)傳感器的互聯(lián)才能實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣井的控制與管理，而在融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，就需要通過無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)變出現(xiàn)復(fù)雜、耗能高、速率低以及成本高的復(fù)雜連接效果，進(jìn)而形成高效的傳感器網(wǎng)絡(luò)。引入無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各階段之間的傳感器數(shù)據(jù)采集與組織性的增強(qiáng)，保證傳輸能力與傳輸效果。

3.3 井場(chǎng)抽油機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（1）太陽能供電系統(tǒng)。在井場(chǎng)抽油機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)中，供電系統(tǒng)與外部布線之間通過遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)井場(chǎng)的控制與傳輸連接效果，通過綠色井場(chǎng)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)超級(jí)電容儲(chǔ)電能的控制效果，避免了傳統(tǒng)供電系統(tǒng)中的麻煩問題。

（2）自動(dòng)報(bào)警與遠(yuǎn)程監(jiān)控自動(dòng)控制系統(tǒng)。在抽油機(jī)的安裝過程中通過對(duì)電流傳感器設(shè)備的安裝，可以解決在抽油機(jī)工作中存在的不正常情況，通過作業(yè)效果降低停電情況的出現(xiàn)效率，然后通過圖像信息的控制，對(duì)圖像故障進(jìn)行識(shí)別，有效的控制抽油機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)停。

（3）數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用功能。在無線傳感器中進(jìn)行對(duì)各種數(shù)據(jù)的采集效果，通過對(duì)無線傳輸將數(shù)據(jù)輸入到控制中心，然后在后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類，分類后組合使用，自動(dòng)生成相應(yīng)的油藏等控制信息。

4 無線物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與控制中心系統(tǒng)的建立

無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)中的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)以及控制方面，而在無線物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的收集與管理以及控制中心系統(tǒng)的建立是整體發(fā)展中的重點(diǎn)，基于上文討論的無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)之間的關(guān)系，在數(shù)據(jù)的采集與控制放慢，應(yīng)當(dāng)著重分析其物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)于數(shù)據(jù)分析與決策系統(tǒng)平臺(tái)的建立效果，進(jìn)一步增強(qiáng)無線物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與控制中心系統(tǒng)的質(zhì)量。本文就針對(duì)無線物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與控制中心系統(tǒng)的建立進(jìn)行討論分析，明確其系統(tǒng)的建立方向，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)中的應(yīng)用提供更多思路。

4.1 數(shù)據(jù)與控制中心系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)采集的過程中會(huì)通過傳感器將數(shù)據(jù)收集到中心控制系統(tǒng)中，而后中心控制系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)采集服務(wù)器一數(shù)據(jù)中的信息存儲(chǔ)器可以試下對(duì)Web數(shù)據(jù)服務(wù)器的控制，避免由于數(shù)據(jù)服務(wù)與操作過程中的局域網(wǎng)形成對(duì)信息的處理效果，增強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的控制質(zhì)量，進(jìn)而保證技術(shù)人員在采油與局域網(wǎng)內(nèi)終端控制中的作用，隨時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)工況的查看與處理。而控制中心系統(tǒng)的架構(gòu)技術(shù)基于智能移動(dòng)設(shè)備與客戶端程序、瀏覽器以及多種方式的訪問情況進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化接口的提供，保證數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)查詢、錄入、分析、挖掘等功能，提高在井場(chǎng)管理中的效率與質(zhì)量。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析與決策系統(tǒng)平臺(tái)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在井場(chǎng)建設(shè)過程中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的收集，采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理后可以實(shí)現(xiàn)對(duì)決策系統(tǒng)平臺(tái)的控制，進(jìn)而掌握決策平臺(tái)中的軟件系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的擴(kuò)展、二次開發(fā)以及企業(yè)中框架系統(tǒng)的建設(shè)，進(jìn)一步打破軟件在B/S以及C/S中的劃分模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)模式的任意變換與劃分。同時(shí)，將該數(shù)據(jù)在分析以及應(yīng)用之后，可以更好的提高數(shù)據(jù)的決策效果，保證圖形、圖像、數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，提高服務(wù)效果與信息的控制效果，在短時(shí)間內(nèi)形成高效、靈活的決策載體，并且在業(yè)務(wù)模塊中建立一個(gè)更加安全、廣闊的空間，保證系統(tǒng)不同結(jié)構(gòu)與不同層次之間的結(jié)構(gòu)差異，進(jìn)行對(duì)物聯(lián)網(wǎng)油井監(jiān)測(cè)功能的有效架構(gòu)與管理效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有模塊的有效劃分與處理，并通過決策系統(tǒng)輔助進(jìn)行管理決策。

5 結(jié)語

總之，隨著近些年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)成為了井場(chǎng)建設(shè)中的重點(diǎn)內(nèi)容之一，并且通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)字信息技術(shù)的融入，井場(chǎng)的管理與開發(fā)工作可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，進(jìn)而降低對(duì)人力財(cái)力的投入，降低成本，提高效益。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入過程中，相關(guān)企業(yè)單位應(yīng)當(dāng)基于合理規(guī)范的數(shù)字化井場(chǎng)建立流程，明確物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)字化井場(chǎng)建設(shè)之間的關(guān)系，然后針對(duì)性的在各個(gè)環(huán)節(jié)中融入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，打造無線物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與控制中心系統(tǒng)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與井場(chǎng)建設(shè)效率的提高，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)油田建設(shè)效率與質(zhì)量的推動(dòng)發(fā)展。