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1、 无线通信技术在油田自动化中的应用杨帆 摘要：油田自动化表现出综合性特点，将控制理论作为指导理念，将各类仪表仪器作为硬件支撑，将转油站和计量间等作为自动化控制操作对象，将增加原油产量和原油品质作为关键，利用了先进的计算机信息技术等，避免了开采操作形成的巨大损耗，降低了安全事故发生率。为更好地推进油田生产和管理工作，需合理应用无线通信技术。关键词：无线通信技术；油田自动化；应用一、油田自动化技术应用的必要性分析近年来，随着现代油田生产事业的发展，市场在油田产品方面的需求也正在变得日益多元化起来，所以越来越多的油田生产企业开展借助自动化系统来提供产品的质量，并借助自动化系统对整个油田生产设备的运行
2、状态进行有效的监控，才能确保其运行的安全高效性。而强化对其的发展及应用，则能更好地确保自动化系统的性能得到发挥，确保其始终处于高效运行的状态。加上在当前日益注重节能环保的今天，由于油田生产设备经常所处的环境较为恶劣，随着其运行时间的增加，将导致其运行负荷增加，进而出现这样或那样的问题，所以为强化对其的处理，也需要在日常运行中对其进行自动化的生产和控制，尽可能地实现生产的自动化和智能化，才能确保其更加节能环保的运行。二、无线通信技术在油田自动化中应用所遵循的原则1、科学性原则。将无线通讯技术运用到油田自动化生产作业中，首先要遵守的原则是科学性，因为这是保证无线通讯技术发挥价值的根本保障。技术融合
3、人员必须对油田自动化相关的工作精细分析，然后对通信技术的应用进行定位，更全面考量其价值，保证无线通信技术作用发挥，在科学精神、理念、手段的多重指导下开展工作。只有科学搭建、对接、启用，才能让无线通信技术辅助作用最大限度发挥，为油田生产工作提供更专业技术支持，促进自动化水平提升。2、实用性原则。为了让无线通信技术的作用发挥不受阻碍，技术人员工作中应增加无线通信技术与设备维护应用方案的兼容性，因为油田自动化工作中设计领域较为繁杂，工作岗位类型也丰富多样。所以这样的现实状况，必须保障无线通信技术作用发挥的稳定性。防止一些干扰信号对无线通信设备的技术活动产生影响。所以无线通信技术必须简化相关技术应用流
4、程，降低技术操作难度，提升无线通信技术的实用性能，让其环境适应性获得提升。油田自动化质量水平获得提高后能够让自动化运行效率保持在一定水平。三、无线通信技术在油田自动化中的应用1、无线网桥。无线网桥是应用无线(微波)技术实现远程点对点网间互联而设计的。利用无线网桥对地域上两个较分散地方独立网络进行连接，不必考虑物理线路的问题。网桥坐落在OSI模型的数据链路层，该链路层具有控制流量、处理错误及配置地址等多种功能。当下国内油田企业多使用58G频段的网桥，其省略了申请无线执照的流程，和其他有线网络设备相比其部署过程体现出明显的便捷性。无线网桥的运行模式有如下三种：点对点、点对多点、中继连接与点对点间的
5、相结合。该无线通信技术在现实应用过程中，需以油田开采作业通信现实需求为基点，去选择最适的无线网桥工作方式。通常在终端距离较远的情况下，最好应用点对点的方式；而当终端距离有减缩时，可考虑应用点对多点的方式；但是在以上两种通信状况并存时，建议应用中继连接与点对点间相结合的方式。2、无线传感器网络。具体包括在监测区域布置的大量廉价微信传感器节点，凭借无线通信方式产生一个多跳的自组织网络系统。一般牵涉传感器节点、汇聚节点及管理节点。在监测区域内部或周围随机布置很多传感器节点，凭借自组织方式产生网络，根据其他传感器节点逐步传递传感器节点获得的数据。这一过程中极有可能通过若干节点统一处理监测数据，多跳处理
6、后向节点汇聚，最终凭借工控网络等顺利进入管理节点。用户由此合理搭配传感器网络，对外公布监测工作，并接受相关数据。当前油田利用各种不同类型的无线传感器，包含压力传感器、温度传感器及载荷传感器等。具体在密集布置仪表控制线和复杂的施工场地内应用。3、TDLTE无线通信系统。TDLTE为一类专门为移动高宽带运行服务而设计的无线通信标准，我国拥有该项技术的自主产权，其改良并强化了3G的空中接人技术，将OFDM与MIMO作为其无线网络发展的唯一标准。(1)扁平化网络架构：其有助于强化网络体系的精简性并减小延迟，可进行多样业务，网络安全维护上不存在较大难度；将RNC集中控制模式完全取代，能减少或规避单点故障
7、的发生，以进一步提升网络运行的安稳性。(2)MIMO多天线技术：具体是在数个天线上分别发送数个数据流，应用多径衰落，在保持带宽与天线发射功率初有数值恒定情况下，提升信道容量、频谱利用率与数据传送质量。(3)双流波束赋形技术：该类通信技术将智能天线波束赋形技术和MIMO空间复用技术的性能有效整合，有助于提升无线网络系统的吞吐量性能，并提高覆盖半径、降低小区间的干扰率。4、ZigBee与WlA-PA应用。油水井监控系统表现出分散的特点，并且作业频繁，而无线通信方式便捷和灵活，相应降低了成本。按照工业自动化环境要求，不断创新有关无线通信协议。初期的ZigBee通信协议，由于拥有丰富资源和公开协议等特
8、性，应用范围广泛。但考虑到特殊的工业应用情况，国内企业开始研究WSN工作，设计了WIA-PA标准。二者对比。ZigBee的特点是自行组网、扩展轻松及功耗较小等，可大规模运用于智能家居和交通控制等。WIA是中国对工业自动化定制设计的标准，其中在自动化流程中应用的系统结构和通信规范共同形成WIA-PA，体现出高实时、高稳定的优点。应用ZigBee情况。具体应用在油田井场监控系统，并在各测控设备和RTU之间实现通信，但基本上不能应用ZigBee标准顺利建立WSN，关键原因包括以下方面。第一，短距离通信。ZigBee利用的频段是2.4GHz，不具备较好的穿透性和绕射功能，当存在障碍物时难以顺利通信。同
9、时，终端节点节省了大量功耗，降低了无线发射工具的能力，一定程度上缩短了通信距离。第二，抗干扰性能不佳。网络节点只能在相同信道上达到通信目的，无法为跳频和重传制度提供支撑。若发生影响信道的问题，则可能严重丢失数据。第三，布置路由困难。由于通信距离不长，为使相同区块内的监控设备构成对应网络，需将大量路由器布置在井场范围，具体部署时可参考通信距离和环境特性。第四，难以有效解决路由器供电问题。ZigBee低功耗仅是针对终端节点，其可在休眠情况下开展工作，而网关节点和路由节点需在具体活动环境中开展对应操作，不能降低功耗，通常难以凭借电池达到供电目标。四、发展趋势分析当前，油田自动化技术将随着时代的发展而
10、不断的发展，且数字化和智能化是未来油田发展的主要趋势。就数字化而言，主要是整个生产过程可以通过数据进行现场模拟，对生产方案的科学性进行检验，并借助大数据碰撞，对所确定技术方案是否有类似和可以借鉴的地方进行检查。而在智能化方面，主要是能结合运行环境、参数变化和实际情况等，进行针对性的对参数进行调整和优化，不仅能适应恶劣的运行环境，而且还能将工作强度降低，而且无人值守将成为未来的发展趋势，这也是智能化技术的优势，能有效的将用工紧张的情况缓解。因此，油田企业需要结合未来的发展趋势，切实加强对现状的总结，在技术、人才、资金等方面强化对其的投入，才能更好地适应未来发展的需要。结语无线通信技术在当下油田自动化发展中，扮演着越来越重要的角色，并且伴随相关研究的深入化，该项技术成熟度将会不断提升，有着良好的发展空间，并为油田企业可持续发展目标的实现注入动力。参考文献1董俊乐,王德州.无线通信技术在油田自动化中的应用J.自动化应用,2018(04):150-152. -全文完-
