油氣田中4G通信技術(shù)的應用論文
1井口數據采集與環(huán)境監控現狀
詳細調研國內外4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)種類(lèi)（TD-LTE、MCwill），對比后選擇一種4G技術(shù)進(jìn)行前期現場(chǎng)勘查，組網(wǎng)方案設計。組織進(jìn)行4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與單井自動(dòng)化、工業(yè)電視監控系統的聯(lián)合試驗。在聯(lián)合試驗中，詳細觀(guān)察無(wú)線(xiàn)網(wǎng)路的穩定性，速率等關(guān)鍵因素和單井自動(dòng)化、工業(yè)電視監控系統的數據傳輸效果。根據前期單井自動(dòng)化系統的調研結果，結合油田實(shí)際需要，確定生產(chǎn)智能監控系統軟件平臺的模塊及開(kāi)發(fā)方案。
2前端采集
2.1井口數據采集
井口數據采集主要由數據采集設備（RTU，傳感器）、無(wú)線(xiàn)傳輸系統、交換機、數據監控系統等幾部分組成。在油氣井場(chǎng)安裝RTU，傳感器，LTE230終端等數據采集設備進(jìn)行油氣井數據采集和處理，然后通過(guò)LTE230無(wú)線(xiàn)傳輸系統將數據傳輸到數據監控系統，由數據監控系統將油氣井數據實(shí)時(shí)展示。
2.2井場(chǎng)視頻監控
井場(chǎng)視頻監控系統主要由視頻采集設備、無(wú)線(xiàn)傳輸系統、視頻服務(wù)器、視頻監控終端等幾部分組成。在油氣井場(chǎng)安裝攝像機、云臺、視頻編碼器等視頻處理設備進(jìn)行視頻圖像采集和處理，通過(guò)LTE230無(wú)線(xiàn)傳輸系統將視頻圖像數據傳輸到視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器實(shí)現視頻數據的存儲和發(fā)布，由監控終端實(shí)時(shí)展示現場(chǎng)的視頻信息。
2.3數據傳輸
數據傳輸采用一套230MLTE無(wú)限寬帶通信系統。該系統基于全IP網(wǎng)絡(luò )構建，組網(wǎng)靈活，采用自適應編碼調制、自適應重傳等LTE核心技術(shù)，具有覆蓋范圍廣，可靠性、速率傳輸高，實(shí)時(shí)性、安全性強，用戶(hù)海量，頻譜適應性強等特點(diǎn)。其作用是在遠端監控模塊與后臺主站之間提供安全、可靠的數據傳輸通道，并提供對網(wǎng)絡(luò )設備和遠端通信模塊的配置和管理功能。
3油氣田監控系統
3.1油氣田監控系統軟件融合實(shí)驗
實(shí)驗測試用油氣田監控系統同時(shí)實(shí)現單井實(shí)時(shí)數據傳輸及視頻信息傳輸，并在一個(gè)系統軟件中實(shí)現單井視頻監控和實(shí)時(shí)數據采集。
3.2項目實(shí)驗及測試情況
3.2.1項目實(shí)驗內容
本次實(shí)驗網(wǎng)以4G無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )的性能和功能驗證為主，以主站應用為中心，輻射到單井和基本生產(chǎn)單元，論證對油氣水井的遠程管理，從數據采集、數據傳輸、井場(chǎng)監控、遠程控制幾個(gè)方面考察系統方案的功能和性能。其中，LTE無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)的建設選取了油田1號、2號兩個(gè)作業(yè)區作為實(shí)驗點(diǎn)，結合油氣田生產(chǎn)智能監控系統整體系統解決方案，將油田原有的數據采集設備進(jìn)行了對接和適配實(shí)驗；對后續新開(kāi)井可能采用的系統方案進(jìn)行了RTU和主站系統的對接，重點(diǎn)進(jìn)行了無(wú)線(xiàn)系統的覆蓋能力實(shí)驗和業(yè)務(wù)穩定性實(shí)驗，對基于IP傳輸的視頻監控業(yè)務(wù)和相關(guān)的軟硬件平臺進(jìn)行了實(shí)驗論證。
3.2.2實(shí)驗地點(diǎn)及地形勘察情況
中心機房設在通信大樓5樓，將核心網(wǎng)設備（EPC），網(wǎng)管服務(wù)器（eOMCR），基站（eBBU），交換機安裝于3層網(wǎng)絡(luò )機房。1號作業(yè)區主要為荒漠區域，2號作業(yè)區以丘陵、土坡為主，平均相對高度在200~400米之間。通過(guò)區域掃頻，未發(fā)現干擾信號存在。
3.2.3實(shí)驗網(wǎng)現場(chǎng)安裝及信號覆蓋測試
根據勘察結果，決定在1號、2號兩個(gè)工作區各安裝基站（eBBU）一套，射頻單元（eRRU）及天線(xiàn)一套，在鄯善機房安裝核心網(wǎng)（EPC），網(wǎng)管服務(wù)器（eOMCR）及交換機各一套。安裝后，對信號覆蓋情況進(jìn)行了測試，測試結果顯示系統信號設計覆蓋區域滿(mǎn)足要求。
3.2.4實(shí)驗網(wǎng)系統容量與速率測試
實(shí)驗系統工作在223MHz~235MHz，采用載波聚合，ODFM技術(shù)，64QAM調制技術(shù)，頻譜效率大于2.5bps/Hz。當接入設備采用1MHz帶寬時(shí)，單小區上行吞吐量可達1.76Mbps，窄帶終端設備上行峰值速率可達43.99Kbps，寬帶終端設備上行峰值速率可達1.76Mbps試驗網(wǎng)系統目前采用1MHz帶寬，根據不同業(yè)務(wù)需求，數據采集使用窄帶終端，視頻監控使用寬帶終端�，F場(chǎng)對數據終端和視頻終端分別作了速率測試，測試結果完全滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求。
3.2.5實(shí)驗網(wǎng)系統與油田系統業(yè)務(wù)對接測試
油氣井數據采集系統作為油氣田生產(chǎn)智能監控系統的一部分，主要由RTU、傳感器、無(wú)線(xiàn)傳輸系統、數據采集監控系統等幾部分組成。此次試驗網(wǎng)建設中進(jìn)行了試驗網(wǎng)系統與油田單井采集系統的對接測試。測試中發(fā)現主站軟件與終端在接口上有不匹配的現象，導致主站軟件不能順利下發(fā)指令到終端，導致RTU不能順利上報數據。檢查發(fā)現，原因是早期購買(mǎi)的主站軟件不支持TCP傳輸，只支持串口傳輸。故開(kāi)發(fā)了接口轉換程序，將TCP數據轉成串口數據，下發(fā)給RTU解決了系統對接問(wèn)題。
3.2.6試驗網(wǎng)系統與視頻監控系統的對接測試
油氣井視頻監控系統作為油氣田生產(chǎn)智能監控系統的一部分，主要由視頻采集設備、無(wú)線(xiàn)傳輸系統、視頻服務(wù)器、視頻監控終端等幾部分組成。在油氣井場(chǎng)安裝攝像機、云臺、視頻編碼器等視頻處理設備進(jìn)行視頻圖像采集和處理，然后通過(guò)實(shí)驗網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸系統將視頻圖像數據傳輸到視頻服務(wù)器，視頻服務(wù)器實(shí)現視頻數據的存儲和發(fā)布，由監控終端實(shí)時(shí)展示現場(chǎng)的視頻信息。
4結語(yǔ)
通過(guò)本次研究任務(wù)，驗證了本實(shí)驗網(wǎng)系統的接口、傳輸速率、信號覆蓋各項指標能力，能夠適應并滿(mǎn)足油田油氣井地域分布不均、地形上復雜多變的特點(diǎn)，并達到近30km的超遠覆蓋；能夠提供不同聚合能力等級的數據傳輸終端業(yè)務(wù)的需求，適應井場(chǎng)采集監控寬、窄帶并存的特點(diǎn)；基于IP架構的傳輸接口能夠匹配不同的制式接口，適應油田廠(chǎng)區已有設備和未來(lái)新增設備的技術(shù)要求，整體上能夠適用于未來(lái)油田井場(chǎng)對采集、監控的無(wú)線(xiàn)承載需求。完全能夠在今后推廣及應用于油田所有工區井場(chǎng)，形成油田數字化標準井，并為未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)項目打下堅實(shí)的基礎。
【油氣田中4G通信技術(shù)的應用論文】相關(guān)文章：
衛星移動(dòng)通信中協(xié)作通信技術(shù)應用論文01-06
無(wú)線(xiàn)通信對射頻技術(shù)的應用論文03-17
4G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題研究論文12-22
計算機技術(shù)對通信技術(shù)的應用論文11-11
光通信傳輸技術(shù)在油氣田和長(cháng)輸管線(xiàn)上的比較應用論文03-15
無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應用論文12-01
現代通信技術(shù)中設施農業(yè)的應用論文12-02
- 相關(guān)推薦