1、物联网技术在长庆油田的应用前景分析
1.1 物联网系统建设能自然环境带来的影响，降低建设成本
长庆油田大多分布在比较偏远的黄土高原地区，人口密度小，可依托的公网通信系统覆盖较差，油田分布地域广阔、设备种类多、运行状态复杂、自然条件恶劣，需要对这些设备的正常运行进行实时的监测，要构建单个油井与监测中心之间的通信网络。然而黄土高原地区，沟壑纵深、道路交通不便，架设一个庞大的有线通信系统既费时又浪费金钱，且通信效果也不佳，如果全部铺设光纤通信网络还存在建设成本高、工期长等诸多问题，由于油田的工作性质，需要通信系统支持移动性，满足油田作业人员的室外移动办公，所以搭建无线通信网络成为一种必然趋势，可有效降低因恶劣自然环境而增加的运营成本。
1.2 物联网系统建设可改变生产组织方式，降低生产运营成本
长庆油田地处黄土高原，油井分布具有点多、线长、面广、地形复杂的特点，传统的管理模式显然 已经无法满足“大油田管理、大规模建设”的需要，利用物联网和自动化控制技术，可优化生产组织方式，减少人工操作缓慢，不到位，风险大这些问题，降低工作强度，提高生产管理效率。生产过程中利用物联网传感器采集数据后形成功图，使得生产过程中组织方式发生变化的一个模型图。就是在油田生产设备和井口上安装传感器，采集数据，包括在抽油机上实施变频控制，通过变频控制减少用电量。在抽油机上安装位移、荷载传感器采集数据形成功图，工程技术人员在远程根据功图诊断结果，可以及时对有“病灶”的油井及时发现，及时作业，减少抽油机空耗、少抽，降低损失，解决“大马力，少拉，不拉货”的问题。对一些低产井进行远程控制，采取对应措施，实施间隙采油，可以大大降低耗能。
2．油田物联网系统的体系结构
长庆油田物联网系统可按网络结构层面分：井场感知层、数据传输层、管理服务层三个层次进行建设。
井场感知层：主要通过各采集模块对井场油井各项参数诸如抽油机示功图数据、井口套压 回压、电参数、井场视频数据等进行采集，以及部分设防井场人车物标签信息通过RFID终端进行感知识别。
数据传输层：担负着将井场各采集模块采集压缩后的数据通过无线自组网（或网桥）和无线传感网等传输到生产调度中心及，进而接入现有的企业内网，通过有线无线相结合的方式，完成生产数据 及视频数据的传输过程。
管理服务层：主要是指生产调度中心对井场传送来的数据进行分析、处理、显示，并提供上层应用服务接口，提供给采油厂综合服务平台。
3油田物联网系统建设组成
3.1井场物联网监测子系统
(1)井场数据采集
井场数据采集主要完成地面示功图、井场视频、电参数和各种压力的采集。各个物联网设备如传感器、RFID终端等相当于整个井场监测子系统的“眼睛”，用来感知采集地面示功图、井场视频、井口回压、电流和电压等各类数据参数。①地面示功图采集：反映抽油机悬点载荷随其位移变化规律的图形称为光杆(地面)示功图。它是示功仪在抽油机一个抽吸周期内测取的封闭曲线。示功图的采集是通过一体化示功图传感 器来完成的。同时还可以判断井下是否满溢等状况。②井场视频采集：在井场现场安装网络摄像机，对井场现场情况进行实时录像采集，井场前端摄像机和视频服务器将视频信号编码压缩后，通过无线网桥将视频信息汇聚传输到企业专网，从而传到生产调度数据中心，后端服务器对视频进行解码、分析、显示、回放等。③电参数采集：主要是对抽油机电动机电参数的采集进而实现远程启停控制。抽油机电压参数是可被电参采集模块直接采集得到的，电流参数的采集需要连接电流互感器来完成，与RTU模块通过RS-485进行通信，从而完成对电参数的采集。同时，电参采集传感器可通过感知电机柜内交流接触器的吸合状态来判断电机是否上电，并电机进行启、停动作。④各种压力采集：包括套压、井口回压等。通过在相应的位置安装压力变送器来感知各项参数数据。
（2）井场控制终端
井场控制终端由RTU远程终端单元和智能视频服务器组成。
RTU远程终端单元是井场数据采集层的核心自动化电子设备。对各类传感器采集到的数据 进行编码和传输，并进行与生产调度中心的通信即：可将数据通过传输层上传与生产调度中心，也可接收和执行来自生产调度中心的控制命令。RTU远程终端单元的结构包括微处理器(CPU)、存储器、接口、通信模块及电源模块。核心是微处理器(CPU)，传感器采集到各类信息数据经由I／O接口输入，通过CPU进行处理并存储至存储器，各类执行命令也由CPU下发，经过I／O接口输出到各个相关元件，进行命令动作。
3.2数据传输子系统
油田的数据传输子系统主要包括光缆传输网、无线传输骨干网和无线传感器网组成。
（1）光缆传输网：长庆油田基本实现了光缆全覆盖，随着社会信息化和油田数字化建设的推进，现有光缆资源已经无法满足生活和工人生活所需，2016年长庆油田率先引入了无光源网络EPON技术，实现了扩容增效的目的，但该技术也存在致命的缺陷，它是一种单芯分光技术，是典型的点对多点树形拓展结构，光缆衰减较大，通信质量不高，经常出现丢包和断网的问题。
（2）无线传输骨干网：为了弥补部分油井通信质量不高和井区内无线通信问题，部分油井增加了无线网桥，无线网桥传输速率高，通讯距离长、组网方式灵活（即可点对点，也可点对多点通信），建设成本低，但由于其设备功能单一，无法提供覆盖井区的无线网络，且设备配置繁琐逐步被新型远距离自组网设备所替代。
3.3采油厂物联网综合服务子系统
采油厂综合服务子系统平台可实现电子巡井服务、视频监控服务、GISN服务、采油厂服务、网络链路服务等5种服务。
（1）远程电子巡井服务通过采油厂物联网综合服务平台，实现将井场运行参数信息和井场人车物信息采 集到平台的实时数据库，结合井口采油工艺流程，井场实时视频和抓拍照片，及单井层位、投产日期所属站点等静态信息，以Web网页图形形式将运行参数数据发布出去，并展现给延长油田各相关岗位人员，实现 电子自动巡井。
（2）采油井场人车物管理调度服务；阅读处于采油厂或井场范围内的人员、车辆、资产标签。当有紧急状 况出现时，调度中心可以直观的通过该服务界面观察到距离应急抢险或其他突发状况内最近的人员信息，继而对该人员或车辆进行通知调度。
（3）井场视频监控显示服务；通过采油厂物联网综合服务平台可以对采油厂和辖区井场范围内的视频监控节点进行监控显示服务，通过 Web／发布到企业内部网络共享。
石油行业是一个跨学科、多专业相互配合的技术高度密集型行业。基于物联网技术的数字化油田建设，在油田数据采集、远程监测、物资管理以及地面全面信息化等领域有着非常广阔的应用前景。长庆油田建设物联网系统的目标是建设数字化油田，使生产数字化、管理智能化，从而提高工作效率、降低工作成本、改善员工工作环境。
