董乐 咬琼

摘要：我们所说的油气生产物联网就是指“互联网+石油天然气工业”的综合统称。这是工业化与信息化的高度结合。二者的融合在油气田数字化建设过程中得到了体现。也是我国油气田真正实现数字化的基础。本文主要探讨油气生产物联网在实际数字化气田建设中的应用。

关键词：物联网;融合;数字化气田

1物联网基本架构

从技术的角度来看，我们把物联网可以分为三层，即感知层、网络层、应用层。所谓感知层就是各类传感器以及传感器网关构成，例如在油气生产场所中的二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、液位传感器、摄像头、GPS定位器、RFID标签及读写器等。感知层相当于一个生产单位的神经末梢一样，通过感知层进行识别及数据的采集;网络层则主要有私有网络、共享网络、互联网、无线通信网络等，其相当于神经中枢，主要负责将感知信息进行从传递，从而保障信息及指令的有效传输;应用层主要是物联网与用户之间的衔接，这是信息与实际操作的搭接，实现最终反应。

2、数字化油气田与油气生产物联网

（1）油气生产物联网概述

利用物联网技术进一步建设标准的、统一的、规范的油气田地面工程。通过建设油气井区、计量区、集输站、处理厂等油气生产环节中的各类数据采集及监控系统、数据传输系统、生产运维系统、生产管理系统等实现生产自动化。从而通过以信息技术优势对生产流程、管理流程、资产配置、组织结构、生产方式进行优化，提高油气生产效率和管理水平。

另外油气生产物联网的核心内容就是对油气生产环境及生产过程中的各类设备的运行状态、工艺流程、管理环节的状态及变化进行实时的信息反馈，操作人员在接收到反馈信息后进一步对生产过程进行控制、预警、指挥及决策。

（2）物联网主要技术特点

物联网系统具有一定的信息数据集成化特征，除此之还具有一定的数据共享化，且数据存储量较大，数据处理速度快等优势。应用其感知层、网络层、应用层的基本构架能够进一步实现生产过程的全方位管控。例如天然气处理厂的生产运行，完全可以通过这三个层面做到自动化控制管理，从而节约大量的人力物力。

3、油氣生产物联网应用的必要性

（1）优化生产管理模式

油气生产物联网可改进信息的采集、传递、控制及反馈方式，将经验管理、人工巡检、手工填报、逐级汇总的传统被动"守株待兔"式生产管理模式，转变为智能管理、电子巡检、自动填报、实时汇总的数字化主动"精确制导"式生产管理模式;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。[2]

另外进一步优化生产管理流程，为实现进一步精细化管理提供了重要保障。结合现有生产管理特征，将信息化与劳动组织、生产管理流程进行融合，实现无人值守站的搭建，采用作业区为中心的辐射式管理模式，多井站相结合，减少管理层级，做到直线管理，点对点直线控制，减短指令传递时间，从而进一步提升管理效率。生产组织优化，结合信息数据综合分析，对生产任务进行合理安排，实现针对性管理。

（2）提升一线操作人员工作环境

结合油气田生产场分布区域广、覆盖面积大的主要特征，现场生产设备长期暴露在恶劣环境中，设备故障率明显增高。以往人力巡检较多，很多问题全部依靠巡检中解决。员工常年野外作业十分幸苦，应用物联网技术，我们可以针对性的进行核查，降低员工巡检次数，将员工从繁忙的巡检工作中解放出来，巡检安排合理化大大改善员工工作生活环境质量。

（3）符合健康、安全、环保发展要求

在碳中和概念的浪潮中，低碳工业发展是目前油气企业的趋势。利用物联网技术，人们可较低的投资和使用成本实现对工业全流程的“泛在感知”，获取在线监测的重要工业过程参数，并以此为基础实施优化控制，达到提高产品质量和节能降耗的目标。通过发展物联网技术将极大提升工业控制领域的节能减排效果。因此，建设油气生产物联网系统是中央企业响应国家发展战略要求的号召，按照HSE管理体系标准进行节能降耗、清洁生产、保护环境的重要举措。[2]

4、油气田物联网应用

（1）数据采集与监控

目前搭建完成了数据采集与监控系统。该系统主要涵盖了以下功能：数据参数汇总与采集、动静设备的物联、生产报表查询、生产曲线分析、通讯监控、报警处理、视频监控、交接班记录等功能模块。

数据采集与监控子系统通过现场施工、组态调试、基于智能仪表的物联设备管理子模块开发，完成了无人值守集气站的建设，进一步实现了集气站生产数据、物联设备管理数据的自动采集、远程监控功能，完善了作业区的数字化管理职能，满足了油气生产管理数据的完整性需求。

（2）数据传输应用效果

通过搭建办公网络、生产网络构建网络层，实现数据的传输。目前各作业区及处理厂采用有线传输与无线传输相结合的模式进行部署与实施。各作业区与处理厂之间采用光纤有线传输，实现了各类生产数据与视频图像数据稳定可靠的上传;而无人值守单井站与作业区、处理厂之间采用无线模式传输，节约了光缆敷设成本。另外为了网络数据安全可靠，在现场层的生产网中远程无线传输网络与有线数据接入网络之间统一部署防火墙，在应用层的生产网与办公网之间统一部署隔离网间对通信传输网络进行物理隔离

（3）生产管理应用效果

生产管理系统主要是对生产过程进行监测、生产状态进行分析、对已形成的生产报表进行查询，物联各类生产设备等。通过生产管理系统将数据采集、监控、传输统一接入管理，最终完成各作业区及处理厂的生产数据接入。通过数据集成共享、功能融合设计，完成了与生产数据平台的功能融合建设。

总结

目前通过利用物联网技术，能够实现油气田作业区、处理厂的规范的、统一的数据管控，实现生产数据自动采集、远程监控、生产预警，提高了油气生产过程管理水平，促进了产业转型升级，顺应了数字化油气田建设的基本方向。

参考文献

[1] 蔡鹏，覃毅，董照显，杨全枝，陈超.无线数据传输技术在石油行业中的应用及展望[J].石油工业技术监督，2012（06）

[2] 刘强，崔莉，陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010（06）