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揭秘”智慧油田”背后的物联网技术

物联网是什么

物联网(The Internet of Things)并不是一个新概念,事实上,早在1999年,这个概念就已经由美国麻省理工学院(MIT)提出,当初设想中的物联网依托于网络无线射频识别(RFID)系统,设想中,万事万物通过RFID相连,再接入互联网。而随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大的变化。物联网并没有一个业界统一定义,但说到底,这是一个实物互联的大网络。

互联的具体技术不是关键,互联的本质才是核心。早期物联网依赖的RFID技术,如今已经深入生活中:公交卡,门禁卡,校园卡,包括二代身份证,都是一个RFID卡。不过这类RFID应用并不属于物联网,因为用户手中的RFID卡只是一个电子标签,无法互联互通。也就是说,物联网不是某种具体技术。

现在非常火的摩拜共享单车,可以称得上是物联网的典型应用。每一台摩拜共享单车,都配备了SIM卡和GPS。这样,当用户打开应用时,每一台自行车的位置都在app中一清二楚,方便查询,而用户使用自行车需要解锁时,同样是依靠网络对身边的自行车解锁。


总结起来,物联网应该具有的特征如下:

1 全面感知

就是系统中的每一个节点的状态,无论是一个简单的开关是开或者关的状态,或是一个马达的转速信息,都可以被实时采集到。

2 可靠传递

传递就是利用各种传输技术手段,将感知的信息准确可靠地传递出去。

3 智能处理

对采集到的海量信息进行综合分析处理,得到有意义的结果。

从架构上来说,物联网由感知层、网络层、应用层三部分组成。最底层是感知层,由传感器和传感器网络组成,对应全面感知的特性;中间层是传输层,主要由移动通信网和互联网组成,对应可靠传递;最上层是应用层,是指智能运算与智能处理,对应智能处理。


物联网在石油业的应用


无论“智慧油田”还是“数字油田”的概念,其背后都是物联网在支撑。物联网可以实现石油行业与电子信息业、物流运输业、装备制造业等多产业的相互协作。其实,物联网在石油业早已不是什么新鲜事了。

比如说,已经广泛应用的LWD随钻测井系统,已经可以算作一个小型的简易物联网,通过安装绞车传感器、泵冲传感器、立管压力传感器等各类地面传感器,和各类井下工具所携带的井下传感器,通过泥浆脉冲建立井下工具和地面处理站的信息传输通道,并在工作站对采集到的数据实时处理,便可以得到实时测井曲线,并可以用工作站将实时采集到的信号通过网络进行远程传输。

再比如,在生产环节,在井口安装温度计、压力计、液位计,无线传输终端等设备,利用数传电台或GPRS/4G等技术,将采集到的井口信息无线传输到处理站,从而实现对生产井的远程监控和管理。由于此类技术并不存在特殊的技术门槛,成本不是特别高昂,因此在国外已获得广泛应用,极大地提高了生产的自动化水平,降低了日常生产和维护成本。

油服巨头公司设备研发总监Blake Burnette认为,在油气应用物联网技术,上游行业潜力巨大,下游行业将达到高度自动化。

物联网在油田中的应用,主要有以下几点优势

1 优化劳动组织模式,增产不增人

传统巡井,抄表等工作都需要大量人力去完成,而物联网可以实现一线井场和中小型站场的无人值守,达到人员集中管理、运行集中控制、数据集中处理的数字化管理模式,及时掌握生产运行状况,实现远程操作,劳动组织模式由分散趋向集中。

2 提供决策依据,提升生产效率

在钻井过程中,通过将LWD数据进行远程传输,地质师就可以在办公室中实时查看随钻测井数据,对钻进及时做出指导。在生产过程中,可以对单井生产数据进行精细化采集,及早识别出效率低、损耗高的单井,从而进行精细化的生产管理。

3 全面工况分析,及时故障预警

在泥浆泵上安装泵冲传感器,在立管安装立管压力传感器后,根据泵冲数和压力的变化,可以快速诊断泥浆泵工况,及时对隐患进行预警,事先介入维修,避免设备进一步损坏造成更大损失。

4 故障报警实时上传,缩短设备维修时间

在物联网系统中,任何节点的故障都可以被及时发现,并且可以自动设置警报和上报功能。如此,工作人员可以第一时间得知故障的发生,并迅速组织维修。而维修过程中可以通过分析历史数据,准确分析故障原因和故障点,缩短了维修时间。

5 实施视频监控,建设平安油田

在重要井场部署视频监控,实现安全生产,一旦发现安全隐患立即采取措施;在重要卡口部署视频监控,可以实时监控进出作业区的车辆和人员,及时发现偷盗、破坏等行为,并及时制止、减少损失。

通讯企业进入油气行业


与石油装备的极具专业性和专用性不同,组建油田物联网所需要的设备,和其他行业的物联网相比,差别并不大。而这就给传统的通讯企业进入油气行业,提供了很好的抓手和机会。毕竟,这些专业的通讯企业在组建通信系统,调试通信设备上有着更多的经验和实力积累。

近年来,华为开始将业务拓展到石油天然气智能化开采与管理,多次在世界石油展露面,并成功地打入世界石油市场,华为基于客户需求,与霍尼韦尔、ABB、哈里伯顿、SAP等业内领先的合作伙伴联合创新,带来一系列智慧能源解决方案,已经服务于全球TOP20的石油公司中的14家。


中国石油油气生产物联网系统(A11),把偏远油井或很难采集到数据的设备通过ICT(信息与通讯技术)手段完成数据传输,真正做到油井的实时监控,同时在油库或者重要的卡口可以做到实时的监控,通过智能分析等应用技术保证它合理地安全进出。而这一套系统,使用的是中兴通讯的设备和技术。





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