无线通信技术的油田自动化应用

摘要:石油作为一种重要的战略资源，在国民经济生产以及居民生活等各个领域发挥着关键性的作用。我国石油储量相对较小，为了确保国家能源安全，实现石油的充足稳定供应，石油开采企业与国家主管部门除了开展必要的石油进口贸易，加大石油勘探技术创新力度之外，还从油田运行管理机制出发，通过对无线通信技术的优化组合，希望形成现代化的油田生产机制，确保石油产量。文章将无线通信技术作为研究核心，从多个维度出发，在相理论原则的框架体系下，将无线通信与油田自动化进行结合。

关键词:油田；自动化生产；无线通信技术；应用方式

0引言

油田自动化是目前油田生产管理活动主要发展趋势，在自动化的过程中，借助于计算机、信息技术以及各类仪表等，对油田产区内部各个油井、计量间、管汇阀组、转油站、联合站等系统装置进行检测、控制、管理。通过技术手段，有效提升油田产量，增强油气资源开采质量，控制开采活动的损耗，确保整个油田开采活动的有序开展［1］。无线通信技术利用电磁波信号，通过中继站等硬件设备，实现了数据信息的高效传递，其在油田自动化技术体系中的应用，提升了整个系统的数据传输与交互能力，对于油田自动化技术体系的发展与应用活动而言是一种有益的补强。

1无线通信技术在油田自动化中应用的必要性

无线通信技术在很大程度上能够帮助油田技术人员厘清其与油田自动化在技术层面存在的天然联系，深化无线通信技术在油田自动化体系中的重要地位，进而为后续技术应用活动的开展破除思想层面的阻碍。

1．1无线通信技术原理

与传统的通信技术相对比，无线通信技术通过发射器、接受装置等，将无线信号进行稳定传输，最大程度地打破空间局限。无线通信波谱范围较广，涵盖了从9kHz到300000GHz多个频段，充分满足了多样化的通信使用需求，通过这种信息传输的便利性，有效满足了实际使用需求。无线通信技术可用电波信号在一定的空间范围内传播各类信息，在移动中实现无线通信又被称为移动通信，通常情况下人们将二者合并为无线移动通信。从结构图中不难看出，无线通信技术具有明显的层次性。在IP网络的支持下，各类终端可以进行信息数据及时上传与交互，不同的用户可以根据自身的需求，对无线通信技术类型进行合理选择。无论哪种通信模式，所有的无线信号都是借助于电磁波通过空气进行传输，使用各类传输协议与各类编码。为了便于数据传输，无线通信技术在使用的过程中，需要使用天线这种结构，通过调节天线的输出功率、信号频率以及辐射范围，实现了多路径信号的传递。

1．2油田自动化技术发展趋势

油田自动化使用计算机技术、信息技术和网络技术等现代化的技术，为油田生产活动注入新的技术要素与管理活力。科学技术的不断发展，使得油田自动化技术已经逐步转变了传统的自动化模式，对计算技术、信息技术以及通信技术进行优化整合，并采取可编程控制系统、计算控制系统以及数据采集及监控系统等技术模式。例如伊朗雅加达油田在开发过程中，为了便于油田管理与生产，使用了集成化过程控制与安全管理系统，也就是通常意义上的ICSS系统，实现了油田井口到集中处理中心的全数字、智能化控制与管理。随着科学技术的进步，尤其是计算机技术的迅猛发展，油田自动化在发展过程中越来越多地呈现出集成化与高效化的特点。从通信层面来看，油田自动化技术的发展越来越依赖于通信技术，尤其是无线通信技术，借助于无线通信技术自身的技术优势，对油田压力传感器、温度传感器、流量计量器以及载荷传感器之中的信息数据，进行快速传递与高效互动，为可编程控制系统、计算机控制系统以及数据采集及监控系统内部之间各个技术环节的互动，创造了良好的平台，提升了油田自动化的使用性。

2无线通信技术在油田自动化中应用所遵循的原则

无线通信技术在油田的应用不仅需要各项教育政策的支持，还需要安全技术人员立足于无线通信技术工作的实际，以科学性原则与实用性原则为引导，从宏观层面提升自身的思想认知，明确无线通信技术工作的基本需求，进而全面提升油田自动化无线通信技术的效能。（1）无线通信技术在油田自动化中的应用必须要遵循科学性的原则。无线通信技术在油田自动化中的实现，要充分体现科学性的原则，只有从科学的角度出发，对油田自动化的相关内容、无线通信技术的定位以及具体职能进行细致而全面的考量，才能够最大限度地保证无线通信技术能够满足油田自动化的客观要求。只有在科学精神、科学手段、科学理念的指导下，才能够以现有的技术条件与操作方式为基础，确保实现无线通信技术在油田自动化中的科学、高效。（2）无线通信技术在油田自动化中的应用必须要遵循实用性的原则。由于油田自动化涉及领域较多，工作类型内容多样，信息数据繁多。为了适应这一现实状况，确保无线通信技术在油田自动化操作中的有效应用，就要尽可能地增加无线通信技术维护应用方案的兼容性，减少复杂冗余环节据对油田自动化中无线通信技术维护活动的不利影响。因此，无线通信技术以及相关技术应用流程必须进行简化处理，降低操作的难度，提升无线通信技术应用方案的实用性能，使得在较短时间内进行有效化操作，保证油田自动化的顺利开展，提升现阶段油田自动化的质量与水平。

3无线通信技术在油田自动化中应用的途径与手段

无线通信技术在油田自动化中的应用是一个系统化体系，油田技术人员对无线通信技术的应用，以科学性原则与实用性原则为引导，以现有的通信技术为框架，进行技术应用模式的探讨，以期构建起现代、高效的油田自动化模式。

3．1油田自动化体系中无线网桥的搭建

为了应对油田运营过程中对于通信技术的使用要求，满足油田管理活动远距离信息传递工作的客观要求，技术人员需要进行无线网桥的搭建。具体来看，需要在科学性原则的框架体系下，对无线网桥应用需求进行梳理，目前我国油田开采过程中，普遍使用5．8G频段的网桥，这一频段的无线无需申请就可以进行使用，并且频段接收设备部署难度较低，成本容易控制，对于石油自动化体系的搭建有着十分深远的影响。通常情况下，无线网桥可以划分为点对点、点对多点以及中继站连接，在选择无线网桥搭建的过程中，要充分结合油田生产管理活动的客观要求，对实际的通信需求、通信距离进行评估。在评估的过程中，结合无线网桥各项技术参数，调整无线网桥的搭建方式。例如对于长距离无线通信，网桥应采取点对点的通信方式，提升油田信息数据传输效率。对于短距离的油田无线通信，无线网桥应采取点对多点的构建方式，节约油田自动化过程中无线通信技术的使用成本，避免不必要的资源浪费。除了进行无线网桥结构的设置之外，还需要对设备、室内单元进行调整，为了确保无线网桥硬件装置的稳定性，需要在设置过程中对通信区域进行规划，规划出多个计量站，对油田信息数据交互进行管控。同时为了确保管控效能，技术人员还需要进行视频监控体系，以视频的形式，在中央控制室对油田自动化过程中无线通信活动进行管控，一旦发现问题，应立即采取应对措施，发挥无线通信技术的优势。

3．2进行无线通信技术的升级优化

在油田自动化体系内部，为了构建起现代、高效的无线通信技术运行模式，提升无线通信系统工作的稳定性与通信的高效性，使得无线通信技术充分满足油田日常生产与管理活动的客观要求。除了进行油田自动化体系升级优化处理之外，还需要对无线通信系统的硬件构成进行科学分析，在此基础上，持续深入地进行无线通信技术的升级优化，以期贴合油田自动化发展趋势。在无线通信技术在升级优化的过程中，油田技术人员在实用性原则的引导下，对整个技术应用体系必要的优化，除了进行必要的无线网桥设置之外，还需要对无线通信系统的结构进行调整.无线通信系统中每一个无线模组通过SPI将主控板与射频板有机地结合起来，通过相关数据运输元件，对数据信息进行汇总与输送，并在这一过程中对传感器中数据进行分类，且以节点为基础实现信心数据的计算与分析，从而为无线通信系统软件系统的构建奠定了基础，实现了数据信息的高效处理与科学应用。借助主控板与射频板内部设备结构的调整，使得无线通信能够充分适应不同的通信使用需求，对现阶段油田自动化体系的构建有着积极的作用。除了进行上述硬件系统搭建处理活动。还需要技术人员进行无线传感器网络的设置，在设置的过程中，需要考虑网络速度与移动性，对传感器的数量以及位置进行优化。

3．3MIMO技术在无线通信技术中的应用

MIMO技术能够凭借自身的技术优势，有效提升无线通信系统自身的频谱效率，增强信号传输的质量与水平，因而被广泛应用于无线通信网络的构建过程中。借助于MIMO技术，油田开采活动效率得到提升。传统的无线通信技术在使用MIMO技术的过程中，相关硬件构成较为烦琐，造成油田无线信号处理难度较大，因此大大增加了油田自动化中无线通信技术的使用成本［4］。同时在无线通信网络下传统的MIMO技术难以满足高速数据传输业务的使用需求，因此需要油田技术人员在进行无线通信技术应用的过程中对大规模MIMO技术进行科学高效的应用。大规模MIMO技术能够提升无线网络信息数据获取的渠道，并且由于现阶段时分双工系统逐渐实现，使得大规模MIMO技术能够以分双工系统为基础，减少TDD系统的信道开销，实现了无线网络系统物理层技术的新突破［5］。

4结语

无线通信技术在油田自动化中的应用，对于提升油田自动化技术的实用性与高效性有着十分深远的影响。基于油田自动化技术的发展趋势以及无线通信技术的原理，本文从多个维度出发，以科学性原则与实用性原则为基本框架，为无线通信技术在油田自动化的应用提供了必要参考。

参考文献

［1］李宝岭．无线通信技术在油田自动化中的应用［J］．油气田地面工程，2014（10）：80－81．

［2］陈浩．浅谈无线通信技术在油田自动化中的应用［J］．化工管理，2017（31）：89－90．

［3］刘伟．无线通信技术在油田物联网中的应用［J］．中国化工贸易，2016，8（6）：109－110．

［4］郭旭．浅谈油田自动化系统中油井监控技术的应用［J］．工业，2017（1）：58．

［5］郝红勋．浅谈无线通讯技术在水利水电自动化系统中的应用［J］．科技尚品，2016（7）：17－19.

作者:董俊乐 王德州 单位:河北省河间市采油三厂 河北省任丘市通信有限公司