物联网技术在油气生产中的应用.doc

1、物联网技术在油气生产中的应用摘 要：目前我国国内油气田的生产管理正处在一个非常关键性的阶段，本文将对我国国内石油天然气生产过程的现状进行系统的剖析和全面的解读，并阐释在油气生产领域中物联网技术产生的作用。 关键词：物联网 油气生产 硬件设施建设 21 世纪新时代的到来，新型信息传感设备的出现和互联网的广泛使用，物联网的发展已经成为 21 世纪新时代的未来发展方向。中国石油集团是率先开展物流网的企业，它紧跟着信息时代发展的脚步，确立油气生产物联网系统建设是未来发展的重点方向。当前，油气生产过程是一个复杂的过程，但是主要包括：油气升举、油气计量、注入、集输和处理五大部分，这些油气生产环节主要是使用

2、传统工艺技术方式和人工管理，导致油气生产效率低下、稳定性不好、安全系数低。因此，结合现在的油气田的实际情况，迫切需要开发一个统一的、开放式的油气生产管理信息平台。 一、油气生产的研究现状 当前，油气生产过程是一个复杂的过程，但是主要包括：油气升举、油气计量、注入、集输和处理五大部分，这些油气生产环节主要是使用传统工艺技术方式和人工管理，导致油气生产效率低下、稳定性不好、安全系数低，员工劳动强度大，生产效率低。传统的生产工艺没有得到改进和优化，一直依靠员工的责任心与熟练程度，是很难提高劳动生产水平的。 因此，为了能够满足油气生产的需求，建立完善、独立的油气生产现场工况检测、分析和管理视频检测系统

3、是至关重要的。现在各个油田已经逐步建立完成了一部分油气生产物联网系统并且投入使用，但是各个软件在开发环境、系统组态和软件平台的方式上依然存在很大的差异性，没有形成统一的理论系统。针对目前的这个状况，油田物联网的信息化、数字化建设所存在的问题必须要通过一套综合信息平台来解决。而之前那些分散的、多样的尤其建设的信息化、数字化系统就为这个统一的系统奠定了扎实的基础。这套面向生产操作过程的油气生产物联网操作系统，在经过先进的信息技术与工业生产结合后，可以紧紧地围绕生产管理，提升生产操作的自动化程度，确保生产高效、稳定地运行。 二、油气生产物联网系统的结构 油气田的日常生产运行、生产管理、生产监控、设备

4、管理等各方面的都要靠油气生产物联网这个系统来发挥作用。立足于目前油气生产物联网出现的不足和存在的问题，油气生产物联网主要要解决下面几大问题：第一，迅速了解采油气厂生产状况、产量、注水量等的变化情况；第二，提供及时的故障报警并加强解决事故发生的效率；自动生成生产报表；第三，自动控制生产过程，并提高运行的可靠性和稳定性。第四，物联网系统要自动更新检查。第五，在高位环境设定视频监控系统1。 本文根据上述所描述的几大要求，构建完善科学的油气生产物联网的总体结构图如图 1 所示。 图 1 油气生产物联网结构 通过了解这个图表，油气生产物联网分别对采集与控制、数据传输、分析预测工况物联网网络、生产运行管理

5、这五个小部分进行研究并设计，让总系统具有多元化油气生产动态的实时实地监控录像、生产信息分析记录、生产过程的工况实录、工艺流程中所出现的问题，从而使生产管理更加方便快捷，生产指挥调度更加灵活。 三、油气生产物联网系统的功能 建立油气生产物联网的功能是多方面的，一方面，油气生产物联网可以实时对油井、中转站、联合站、水源等各个管道进行数据和视频图像的采集；一方面，借助有线或者无线的数据传输子系统把数据和视频资料运输到油田强大的内部网站；另外，人们可以通过对这些数据的分类、整合、分析、计算，研究出人们想要的答案。由于油气生产物联网对生产设备有远程监测和控制的作用，为生产部门作出重要决策提供了确切精准的

6、分析资料。油气生产物联网主要是通过三个方面的子系统进行工作，分别是采集与控制子系统、数据传输子系统以及生产现场管理和监控子系统。 采集与控制子系统主要是通过无线传感器、无线传感网、射频识别等设备进行自动化的采集、存储数据的，一般通过摄像头和危害气体检测等装置来自动采集现场的环境信息。采集于控制系统包括四个主要功能：第一，自动采集生产数据；第二，自动监测生产环境；第三，自动控制生产过程；第四，自动监控物联设备状态。 数据传输子系统，主要是通过现场传感器来采集井场、站库生产数据和视频信号的，这种子系统更侧重于将有线数据传输和无线数据传输相结合的方式，可解决很多不必要出现的麻烦。 生产现场监控和管理

7、子系统主要是针对生产现场的情况进行实施采集和勘探并进行管理的系统，这种子系统包括三大功能：第一，优先对工况分析预测的功能；及时对物联网络及设备进行管理的功能；第三，管理生产运行功能2。 四、物联网技术与硬件设施建设 虽然物联网技术对我国的油气生产业的发展有着举足轻重的作用，但是建立一个完善、高效、稳定、先进的物联网系统就必须要强大硬件设施的支持。目前建立一个强大的物联网需要设计合作项目模块的外围电路板和设计合适的通信模（GPRS/CDMA/EVDO） ，另外，还需配备相应规模的测试板和扫描设备。在运用领域，电力、车载多媒体、POS 机、3G视频监控、直放式监控、安防监控等设备都是缺一不可的3。

8、 目前单井油田中，绝大部分是采用无线温度以及压力传感器，这些设备大都消耗自身所带的电池来维持工作，如果在降低传感器的功耗，延长传感器的使用寿命的话，这将是物联网技术在硬件设施建设方面一个巨大的突破。 五、结束语 本文通过对物联网在油气生产过程中的应用进行细致的阐述，并勾勒了油气生产物联网系统的总体蓝图。油气生产物联网除了可以采集油气生产过程的图片、工况实录、生产数量等之外，还负责传输和处理油气水井、计量间、油气站库和管网这些生产对象的生产数据和视频数据，并且可实行实时监控、实时分析、实时诊断、关键警告集中体现、在线进行生产管理和指挥。在油气生产物联网的帮助下，我国油气生产行业会实现逐步向精细化、管理智能化、生产高效化的一流化企业迈进。 参考文献 1 贾灵， 王薪宇， 等. 物联网/无线传感网原理与实践M. 北京： 北京航空航天大学出版社， 2011. 2 檀朝东， 等. 油水井远程监控液量自动计量及分析系统J. 石油矿场机械， 2007， 36 （1） ： 49-52. 3 闫学峰， 檀朝东， 等. 油井生产实时分析优化专家系统 PES的研发及应用J. 中国石油和化工， 2009， 22： 61-64.