無線通信技術(shù)中油田自動化的應(yīng)用

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摘要：近年來，在油田開采中不斷應(yīng)用各種先進(jìn)的技術(shù)。無線通信技術(shù)是一種現(xiàn)代先進(jìn)通信技術(shù)，其在油田開采中的應(yīng)用正日益廣泛。無線通信技術(shù)主要應(yīng)用了無線網(wǎng)橋和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其是有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的一種補(bǔ)充。本文主要探析了無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用，希望能對相關(guān)工作具有一定的參考與幫助。

關(guān)鍵詞：無線通信技術(shù)；油田自動化；無線網(wǎng)橋；無線傳感器

無線通信技術(shù)在油田自動化中有著十分重要的應(yīng)用。現(xiàn)在市場上的無線傳感器類型較多，而在實(shí)際油田開采中，常應(yīng)用壓力傳感器、溫度傳感器、流量計(jì)傳感器以及載荷傳感器等。無線通信技術(shù)雖然并不能作為油田開采中的主要通信技術(shù)，但是卻是有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的重要補(bǔ)充。在一些特殊場合，如儀表控制線布線較密集的地方或是地面施工較復(fù)雜的地方，均可以應(yīng)用無線通信技術(shù)。以下筆者就聯(lián)系實(shí)際，對無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用進(jìn)行簡要介紹。

1無線網(wǎng)橋

無線網(wǎng)橋的設(shè)計(jì)是為了通過無線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。分散的兩地的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，可以在無需考慮物理線路的情況下，通過無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)相互連接。

1.1無線網(wǎng)橋的工作方式

在我國現(xiàn)在的油田開采中，主要是應(yīng)用5.8G頻段的網(wǎng)橋，該頻段無須申請無線執(zhí)照，在部署起來要遠(yuǎn)遠(yuǎn)方便于其他有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。無線網(wǎng)橋有點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)以及中繼連接和以上兩者的結(jié)合這三種工作方式。在實(shí)際應(yīng)用中，需要結(jié)合油田開采的實(shí)際通信需要和實(shí)際通信距離來選擇適合的無線網(wǎng)橋工作方式。一般情況下，當(dāng)終端距離較遠(yuǎn)時，宜采用點(diǎn)對點(diǎn)的方式；當(dāng)終端距離較近時，宜采用點(diǎn)對多點(diǎn)的方式；而當(dāng)同時出現(xiàn)以上兩種情況時，則宜采用中繼連接和以上兩者相結(jié)合的方式。另外，在采購設(shè)備時，應(yīng)根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場的真實(shí)傳輸情況，來確定相關(guān)技術(shù)要求和參數(shù)。

1.2無線網(wǎng)橋的優(yōu)勢

無線網(wǎng)橋具有其獨(dú)特的優(yōu)勢。無限網(wǎng)橋在布設(shè)時，只需在兩個終端架設(shè)室外接收、發(fā)射設(shè)備及室內(nèi)單元，即可實(shí)現(xiàn)無線通信，而不用鋪設(shè)物理電纜。所以，無線網(wǎng)橋的移動性要比有線網(wǎng)絡(luò)要強(qiáng)。在油田內(nèi)部，往往會劃分有很多個計(jì)量站，無論是其現(xiàn)場的實(shí)時運(yùn)行參數(shù)還是視頻監(jiān)控信息，都是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央控制室當(dāng)中的。這種情況下，應(yīng)采用點(diǎn)對多點(diǎn)的無線網(wǎng)橋工作方式，分別在中央控制室和各計(jì)量站當(dāng)中架設(shè)中心全向天線和終端用戶天線。若是出于實(shí)際需要，油田內(nèi)部也增設(shè)了計(jì)量站，那么油田內(nèi)部的計(jì)量站只需架設(shè)一個遠(yuǎn)程用戶終端，以簡化網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的步驟、提高網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的效率。

2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡稱WSN。在油田開采中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)所組成的，這些微型傳感器節(jié)點(diǎn)均分布在油田監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，通過無線通信技術(shù)形成一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中主要包括以下幾個節(jié)點(diǎn)：傳感器、匯聚及管理。在油田監(jiān)測區(qū)域內(nèi)及附近分布著大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，它們以自組織的方式構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)，將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)沿其他傳感器節(jié)逐跳傳輸，期間其他節(jié)點(diǎn)均可處理這些數(shù)據(jù)。最終，數(shù)據(jù)經(jīng)多跳后路由到匯聚節(jié)點(diǎn)，再通過4G網(wǎng)絡(luò)等達(dá)至管理節(jié)點(diǎn)。用戶可以在管理節(jié)點(diǎn)上來配置及管理無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，油田監(jiān)測任務(wù)、收集油田監(jiān)測數(shù)據(jù)。在油田開采中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于儀表控制線布線較密集的地方或是地面施工較復(fù)雜的地方。

2.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要具有以下兩點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①組建網(wǎng)絡(luò)速度快及移動性強(qiáng)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在無需考慮物理線路的情況下，通過無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)相互連接，所以在組建網(wǎng)絡(luò)時只需要在接口安裝無線傳感器，并簡單設(shè)置好信道和地址，就可完成網(wǎng)絡(luò)的組建，十分快捷、簡單，且由于沒有物理線路，所以移動性強(qiáng)。②網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好：當(dāng)建設(shè)完無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)備后，若后續(xù)需要對其網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)充，則只需要安裝無線傳感器并設(shè)置好相關(guān)參數(shù)即可簡單地實(shí)現(xiàn)對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。

2.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不足

雖然無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有很多優(yōu)勢，但其也存在一些不足。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不足之處在于：①實(shí)時性差：在利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來接收油田監(jiān)測數(shù)據(jù)的過程中，是通過地址順序和輪詢方式，因此所監(jiān)測采集的數(shù)據(jù)并非實(shí)時數(shù)據(jù)，具有一定的滯后性，不能對關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行實(shí)時連鎖控制。②供電性差：無線傳感器主要是利用電池供電的，而電池的電量是有限的，雖然無線傳感器本身的耗能較低，但仍然需要每隔3～6個月?lián)Q一次電池，而不能長期連續(xù)使用。也因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的供電瓶頸乃是未來其在油田自動化應(yīng)用中亟需解決的一項(xiàng)問題。

3結(jié)語

綜上所述，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信技術(shù)也日新月異。無線通信技術(shù)在油田自動化中的應(yīng)用前景非常廣闊，雖然在大多數(shù)情況下，有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)仍然是主流，但無線通信技術(shù)作為其的一種重要補(bǔ)充，在實(shí)際應(yīng)用中仍然有著諸多優(yōu)勢。進(jìn)一步發(fā)展和完善無線通信技術(shù)，充分發(fā)揮出其優(yōu)勢，以最低的成本取得最優(yōu)的效果，是未來行業(yè)內(nèi)努力的方向。

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作者:陳浩 單位:中油遼河工程有限公司