油气生产物联网在数字化油气田中的构建

油气生产物联网在数字化油气田中的构建
所谓物联网就是石油天然气工业在互联网+时代的集成与综合，这是工业化与信息化的完美体现。

自进入信息化互联时代，各大油气公司都致力于高速发展数字化，目前已逐步形成基于井场、站库等油气田生产现场的数据采集、参数优化、调度决策等生产管理新型体系。

在数子化基础上着力发展自动化技术、通信技术、信息技术的物联网系统。

而这些技术的发展在油气生产中的智能识别、数据采集、数据传输、数据集成、数据应用等方面将发挥重要作用。

本文从物联网与数字化油气田基本概念出发，研究分析了物联网技术在数字化油气田与地面工程数字化相结合后构建油气生产物联网应用的技术实现方式及实施效果。

标签：互联网+;物联网;数字化;应用;
一、物联网概念
物联网是互联网+时代下的新型产物，其含义就是物与物相连的互联网。

第一个层面就是物联的核心基础已然为互联网，它是互联网基础上的延伸与扩展;第二层面则是物联网用户端延伸或者或者扩展与任何物品之间相互联系，并且能够进行信息交流与通信。

因此，物联网的定义是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设各，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

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二、油气生产物联网概述
利用物联网技术进一步实现油气田井组、井区、计量、集输、处理厂生产数据、设备运行状态信息在采气生产指挥中心及生产集中控制中心的统一管理与控制调配的互联技术就是油气生产物联系统，其主要技术特点有下面几方面。

（1）应用方面优势
油气生产物联网系统具有信息数据集成化、信息数据共享化、数据安全可靠、数据存储量大、支持跨区域跨部口决策等技术优势。

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（2）物联网系统的构成
物联网的基本构成主要有三层，第一层面为感知层、第二层面网络层、第三层面应用层。

感知层面为物体的识别，信息的采集;网络层面为传递传输感知层面的信息;应用层面则为与生产需求的相结合，进一步实现物联网的智能应用。

根据物联网的三层基本架构特点设计油气生产物联网系统由数据采集与监控子系统、数据传输子系统、生产管理子系统三部分组成。

（3）总体部署
数据采集与监控子系统部署在井场、站场至作业区层级，对油气生产现场层的数据进行采集，并实现监控功能;数据传输子系统部署在井场、站场至作业区层级，实现井场、站场至作业区的有线数据通信和无线数据通信;生产管理子系统部署在油气田以及集团总部，满足各级管理人员的油气生产监控、分析诊断、预测预警等需求。

作业区以下建设生产网，实现生产数据采集和控制。

三、物联网系统带来的生产优势
（1）优化生产管理模式
进一步优化生产管理模式，利用油气生产物联网可以进一步改进信息的采集、传递、控制及反馈的模式。

这从根本上改变了经验管理模式。

将传统的人工巡检、手工控制及手动信息处理改变为智能化管理、电子信息化、信息数据自动处理、实时汇报汇总，精确管理的新型生产模式。

将前方分散、多级的管控方式，转变为后方生产指挥中也的集中管控方式，极大提髙生产效率与管理水平。

另一方面优化了劳动组织结构，依据生产现状，将信息化与劳动组织结构和生产管理流程优化相结合，井站结合、多站合建成为可能，从而减少管理层级，完善劳动组织架构;可以优化一线员工布局，控制一线员工总量，从而把员工和设备的工作效率发挥到最佳水平。

（2）改善员工工作生活环境
油气田是一个生产现场属于典型“点多面广”状况的能源生产单位，分布区域广阔，覆盖地区众多。

而且生产现场设备多分布在条件恶劣的野外，所以人为破坏、设备故障、生产事故等生产安全问题比较难以及时发现，可能造成人员伤害和经济损失，且不能有效预防和解决，只能在巡检中发现。

其生产管理工作，包括对设备日常维护比较困难，而且员工工作特别辛苦。

通过油气生产物联网建设，可以使员工集中工作、居住，将员工从驻井看护、井区巡检、资料录入等简单性、重复性工作中解脱出来，可大大改善员工工作生活环境质量。

同时，员工思想观念和业务素质也将随之发生根本提升，将促进一岗多能、复合型员工队伍的建设。

四、油气生产中物联网系统总体构建
（1）生产实时数据采集
进一步完善采集信号，例如：井口油压、套压、井口节流后温度、TDS流量计信号接入、阴保设备信号接入、出站管线阀口执行器、井站安全关断阀联锁控制等信号。

将新建阀室数据采集系统，新増进出阀室压力信号接入
（2）站场视频、图片信号采集
结合目前视频监控、图片信息采集覆盖不全面、盲区大灯特点进行站场原视频监控系统改造，主要改造包括更换硬盘录像机、增加监控摄像机，并上传站场视频、图片信号;其他井站、场站新建设的视频监控系统，调试硬盘录像机，上传视频、图片信号。

（3）基础架构及硬件部署设计
实现物联设备管理功能，需要在現场设置物联信息采集设备来实现数据采集，在气矿配置物联设备管理服务器等设备及软件实现管理功能，对各级生产单位硬件设备的部署进行研巧和设计，形成硬件部署方案。

主要部署方案如下，对井站、场站增加RFID电子标签、工业手持终端、物联网网关设备、无线路由器等设备;建立物联网管理服务中心;建立数据库系统。

（4）物联网设备管理平台建设
物联网建设管理平台是将生产中人、井组、场站、生产设备、集输管网、生产关运行管理结合在一起的互动管理平台。

该平台能够为生产人员提供便捷的管理途径，并且能够获得相关的生产数据。

例如对设备故障、历史维修记录等数据的获取。

也可以进行仪表矫正、参数修正。

在HSE管理层面，可通过物联网设备管理应用平台把安全管理嵌入到油气生产物联网中，及时上传井站信息，将重大安全隐患有效降低。

利用成熟、稳定技术提高信息传递效率、执行效率、实现多应用系统么间的无缝衔接，高效应对井站业务需求的多样化，多种业务的融合能力为企业决策和行动提供强而有力的技术支持。

总结
本文对物联网技术、数字化油气田、油气生产物联网的概念及技术特点等方面进行了阐述。

进一步讨论了物联网体系架构下的生产应用优势。

结合生产优势构建物联网管理平台，从数据采集、图传、基础硬件建设各方面进行论述。

随着物联网技术的应用，油气田管理在不久的将来将会真正实现无人值守管理，管理层级也会进一步提升。

参考文献：
[1] 张应福.物联技术与应用[J]. 通信与信息技术，2010（01）
[2] 趋志军，沈强，唐巧，方旭明.物联网架构和智能信息处理理论与关键技术[J]. 计算机科学，2011（08）。