張躍文 陳浩（長慶油田第七采油廠，甘肅 慶陽 745708）

石油是一種關(guān)系到國計民生的基礎(chǔ)性能源，如何對石油的生產(chǎn)進行有效管理，以不斷提高油田的生產(chǎn)效率，進而達到提升石油企業(yè)經(jīng)濟效益的目標，是當前石油開發(fā)領(lǐng)域的一項迫切需要解決的問題。在這種背景形勢下，推動油田的數(shù)字化建設(shè)，用信息化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等手段對油田生產(chǎn)進行有效管理將是一個大的趨勢。

1 ZigBee技術(shù)概述

ZigBee技術(shù)的命名源自蜜蜂的采蜜過程，在整個過程中，通過各自優(yōu)美的動作，構(gòu)成Z字形形狀，并通過這種方式來進行相互交流和溝通，以達到廣播、共享食物源的距離、方向、具體位置等信息的目的。加之蜜蜂體積小，完成對采集花粉的傳送，只需消耗很少的能量。因此，人們以ZigBee來來命名這種小體積、低成本、低功耗、低速率的無線通信技術(shù)，其中文譯名“智蜂”也因此而來。

ZigBee技術(shù)在油田的應(yīng)用研究才剛剛起步，不管是從理論研究還是從我國油田生產(chǎn)的實際應(yīng)用案例上來看，目前都還處于探索階段。但隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲取以及生產(chǎn)過程監(jiān)控方面應(yīng)用力度的加大，作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中的一個重要組成部分，將ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到油田的生產(chǎn)監(jiān)測和數(shù)字化管理等領(lǐng)域的研究正在逐漸增多，目前我國已經(jīng)有不少石油企業(yè)開始研究基于ZigBee技術(shù)的石油生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)方案。當前受限于ZigBee技術(shù)本身的成熟度和可靠度，在實際應(yīng)用領(lǐng)域直接運用ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r還比較少，但已有一些企業(yè)開始在安控等領(lǐng)域開始應(yīng)用ZigBee技術(shù)產(chǎn)品。筆者堅信，隨著ZigBee技術(shù)的日趨完善，未來它必將在油田的數(shù)字化建設(shè)領(lǐng)域獲得巨大的應(yīng)用空間。

2 油田數(shù)字化建設(shè)中ZigBee的應(yīng)用探討

2.1 在石油生產(chǎn)遠程監(jiān)測方面的應(yīng)用

在現(xiàn)實中，因為油田的生產(chǎn)區(qū)域較廣，各油井之間的距離有時達到幾公里甚至十幾公里，依靠傳統(tǒng)的人工巡查方式將很難對石油的開采過程做到及時了解。此時，可以建立基于Zig?Bee網(wǎng)絡(luò)的遠程監(jiān)測系統(tǒng)。具體可在油田范圍內(nèi)建立多個Zig?Bee網(wǎng)絡(luò)(如圖1所示)，通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)完成對油井工況數(shù)據(jù)的采集，然后再借助GPRS網(wǎng)絡(luò)等無線通信模塊將采集到的數(shù)據(jù)及時傳輸給油田生產(chǎn)管理的監(jiān)控中心，而監(jiān)控中心則可以對這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的存儲、管理和分析，并隨時提供給管理人員進行查詢，從而最終實現(xiàn)對油井工況的實時監(jiān)測。

通過應(yīng)用ZigBee技術(shù)，可以實現(xiàn)對石油生產(chǎn)的遠程監(jiān)測、及時診斷故障、調(diào)整生產(chǎn)，這無疑極大地提高了石油生產(chǎn)的效率，為“數(shù)字石油”的戰(zhàn)略目標建設(shè)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

圖1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)示意圖

2.2 在油庫的數(shù)字化管理方面的應(yīng)用

石油在開采出來后就必須進行存儲，但石油存儲又面臨著一定的安全問題，傳統(tǒng)需要工作人員攜帶各種設(shè)備花費大量時間對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行監(jiān)測的模式，不僅增加了成本，還喪失了數(shù)據(jù)的實時性，甚至還可能給油庫管理帶來安全隱患。通過應(yīng)用ZigBee技術(shù)建立數(shù)字化油庫，對剛從油井開采出來的石油進行存儲管理，可以大大提高油田生產(chǎn)和管理的工作效率。具體而言，可以根據(jù)石油存儲管理的需求布置相應(yīng)的無線傳感器節(jié)點，以完成符合現(xiàn)場管理需求的各種數(shù)據(jù)采集；采集到的數(shù)據(jù)則可以通過路由節(jié)點和協(xié)調(diào)器匯聚節(jié)點傳輸給網(wǎng)絡(luò)控制器；網(wǎng)絡(luò)控制器負責將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器；布置在服務(wù)器端的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)則負責對從油庫現(xiàn)場采集到的各種工藝數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息進行統(tǒng)一的管理，并通過人機交互界面直接展示給管理人員。以上所述的整個無線傳感網(wǎng)絡(luò)則通過ZigBee協(xié)議進行組網(wǎng)。

3 結(jié)語

通過以上論述可知，ZigBee技術(shù)對我國油田的數(shù)字化建設(shè)具有重要意義，通過應(yīng)用ZigBee技術(shù)對石油生產(chǎn)進行遠程監(jiān)測和對油庫進行數(shù)字化管理，不僅滿足了石油企業(yè)自動化建設(shè)的需要，而且還極大地提高了油田管理的工作效率，這對促進我國石油行業(yè)的長遠健康發(fā)展具有重要意義。

[1]楊俊青,梁棟,劉斕.ZigBee在油田數(shù)字化建設(shè)中的應(yīng)用[J].中國化工貿(mào)易,2014,(34):95.

[2]王歡,郭亮.ZigBee技術(shù)在安塞油田數(shù)字化井場的應(yīng)用[J].油氣田地面工程,2012,31(1):51-52.