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相關(guān)專題：
工程名稱：玉門油田油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)LTE無線傳輸
建設(shè)單位：玉門油田分公司信息中心
應(yīng)用行業(yè)：油氣生產(chǎn)
亮點：
1. 整合優(yōu)勢資源，普天作為總包，同時承擔視頻設(shè)備其他配套設(shè)備的供應(yīng)。
2. 單機站覆蓋能力強，設(shè)備建設(shè)數(shù)量少，大幅降低設(shè)備部署密度以及配套、維護投入。
3. 適應(yīng)性強，頻譜資源利用率高。
4. 適合感知終端數(shù)量龐大的工業(yè)應(yīng)用要求
項目背景
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)代表了未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。它通過信息化與工業(yè)化緊密融合，圍繞生產(chǎn)運行管理，切實提升生產(chǎn)系統(tǒng)中每個單元的自動化程度。同時，物聯(lián)網(wǎng)能夠優(yōu)化生產(chǎn)管理流程，為精細化管理創(chuàng)造條件，并提供可靠保障。對于未來全球社會的生產(chǎn)發(fā)展和規(guī)劃具有重要的現(xiàn)實意義。
玉門油田作為中石油油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(A11項目)試點和推廣單位，已在2013年建設(shè)了酒東采油區(qū)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)實驗區(qū)，并在實驗區(qū)建設(shè)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展玉門油田的油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，以實現(xiàn)生產(chǎn)操作自動化和優(yōu)化生產(chǎn)管理流程為手段，圍繞玉門油氣生產(chǎn)運行需要，提高日常工作效率，進而優(yōu)化勞動組織用工，服務(wù)油田生產(chǎn)的精細化管理，最終達到“節(jié)人、節(jié)能、節(jié)約運行成本”的目的。
客戶挑戰(zhàn)
酒東試采區(qū)位于酒泉市以東46公里處。自1984年勘探以來，目前已在長沙嶺構(gòu)造帶獲得工業(yè)油流，是繼青西油田之后玉門油田又一增儲上產(chǎn)的主戰(zhàn)場。區(qū)內(nèi)地表為戈壁、沙漠，地形平緩，平均海拔約1600米。試采區(qū)內(nèi)蘭新鐵路、高鐵、312國道、清嘉高速公路、西氣東輸管線縱貫全區(qū)，村莊、學校、農(nóng)田分布于試采區(qū)內(nèi)，屬安全環(huán)保有特殊要求的地區(qū)。
由于油氣田的開采、油氣集輸、供電、供水等行業(yè)點多面廣、環(huán)境惡劣，按照生產(chǎn)管理要求，需要定期將偏遠而分散的現(xiàn)場RTU、DTU、采集器采集的存量值、狀態(tài)值、工作參數(shù)、現(xiàn)場圖像傳給相應(yīng)的主站或者現(xiàn)場綜合監(jiān)控系統(tǒng)，這些采集終端數(shù)單點據(jù)量較小，傳輸頻繁；采集點種類多樣，可能分散分布于多個工作現(xiàn)場。
為了滿足油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(A11)項目中生產(chǎn)數(shù)據(jù)、控制信息、視頻圖像等內(nèi)容高效、穩(wěn)定、安全的傳輸，亟需快速搭建無縫覆蓋油、氣、水單井和計量間的無線通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)充分結(jié)合各油氣田單井和計量間的分布情況和數(shù)據(jù)傳輸需求，充分考慮在覆蓋能力、傳輸帶寬、組網(wǎng)能力、安全性、可維護管理能力以及工程實施難度等方面的特點，合理選用最適合的技術(shù)，搭建油田專用無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。在技術(shù)選擇上，采用技術(shù)種類不宜過多，無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，便于日后網(wǎng)絡(luò)的運行管理和維護，減少資金投入。
解決方案
針對玉門油田酒東實驗區(qū)油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸建設(shè)需求，普天聚焦服務(wù)客戶，采用高實用性、高性價比、高可靠性、高伸縮性的部署策略，為其深度定制了具有行業(yè)特色、可與有線網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的、“健壯、彈性、高效、經(jīng)濟”的LTE230無線寬帶通信解決方案。推出了包括油氣田生產(chǎn)數(shù)據(jù)無線采集方案、油氣田作業(yè)區(qū)監(jiān)控視頻傳輸方案在內(nèi)的立體配套方案。
圖表 1 系統(tǒng)構(gòu)架圖
LTE230石油無線專網(wǎng)基于LTE核心技術(shù)、采用全IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計，結(jié)合230MHz頻段特點，具有低成本、廣覆蓋、容量大的特點。使用LTE230系統(tǒng)進行蜂窩覆蓋，滿足了玉門油田的地形特殊、生產(chǎn)工作現(xiàn)場分散和重點區(qū)域視頻監(jiān)控等業(yè)務(wù)需求，大幅降低了單位面積的設(shè)備投入量，同時也降低了諸如塔架、機房等大宗配套設(shè)施投入。
新系統(tǒng)以實現(xiàn)油田自動化信息建設(shè)為目的，采用分布式采集、集中監(jiān)控的系統(tǒng)架構(gòu)，為開采到輸送過程的集中管理提供新的技術(shù)平臺，能為油田的信息化、數(shù)字化提供管理平臺。
生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集涵蓋油氣水井、計量間、油氣處理站庫及相關(guān)集輸管網(wǎng)，通過在井場、站庫等現(xiàn)場安裝變送器、傳感器等數(shù)據(jù)自動采集裝置，實時采集各項生產(chǎn)數(shù)據(jù)，再通過RTU、DCS等控制器對數(shù)據(jù)進行存儲、處理、讀取，為生產(chǎn)運行管理系統(tǒng)、生產(chǎn)指揮系統(tǒng)、管理決策系統(tǒng)等提供及時、準確的數(shù)據(jù)支撐，達到及時了解生產(chǎn)運行動態(tài)、輔助管理決策的目地。
圖表 2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)
客戶收益
建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)是石油工業(yè)當前信息化革新的最佳契機，利用4G無線通信技術(shù)，能夠依靠低投資、低使用成本來實現(xiàn)對生產(chǎn)和安全的“泛在感知”，快速高效地取得過去由于技術(shù)和成本障礙無法實時監(jiān)測的重要參數(shù)，更無法實現(xiàn)以監(jiān)測數(shù)據(jù)來輔助后續(xù)管理，從而達到完成生產(chǎn)質(zhì)量和節(jié)能降耗的目標。
基于石油行業(yè)無線通信應(yīng)用需求的LTE230無線寬帶通信系統(tǒng)，提供具有行業(yè)特色的無線寬帶數(shù)據(jù)采集解決方案，滿足了油氣田生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用要求和具體特點。采用LTE230系統(tǒng)設(shè)備進行廣覆蓋蜂窩組網(wǎng)，滿足了油氣田生產(chǎn)寬窄帶傳輸要求并存、工作現(xiàn)場分散，小數(shù)據(jù)量采集區(qū)域性密集的業(yè)務(wù)要求。結(jié)合LTE230系統(tǒng)優(yōu)秀的繞射能力，能夠大幅度的降低單位面積的設(shè)備投入量，同時也大幅度降低諸如塔架、機房等配套設(shè)施投入，設(shè)備安裝和維護的人員投入也隨之降低。在滿足井場無線數(shù)據(jù)采集寬窄帶并存的應(yīng)用要求的前提下，LTE230系統(tǒng)設(shè)備具備巨大的成本優(yōu)勢。
玉門油田正處在實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵時期，物聯(lián)網(wǎng)投入使用后，單井數(shù)據(jù)實時性升級達到秒級，系統(tǒng)調(diào)度提升達分鐘級，實現(xiàn)了單井、廠站、控制中心的信息通道高速暢通，遠程決策更加靈活直觀，邊遠難工區(qū)信息可達，為玉門油田實現(xiàn) 原油 產(chǎn)量攻上100萬噸/年、建成300萬噸/年特色精品煉廠等發(fā)展目標時時把關(guān)，使油田生產(chǎn)又好又快地步入和諧發(fā)展軌道。
