摘要：物联网技术在油田生产中的应用，无论是对我国油田企业的建设还是市场经济的发展，都有着极大的利益和好处。同时，物联网技术在油田生产中的应用，能做到“全面感知、自动操控、预测趋势、精准决策”，实现“无人值守、集中监控、故障巡检”的管理模式，改善生产工艺，提高油气产量，降低操作人员劳动强度，以达到“减员增效”的目标。
关键词：油气物联网；计算机网络；安全技术
将物联网技术应用到油田企业的生产活动中，是借助信息的精准应用、高效传输及实时采集，以实现数据信息和管理控制的高度统一，从而有效提高油田企业的生产效率，进而实现资源的合理配置，最终确保油田企业获得最大化经济收益。
一、物联网概述
物联网的概念是美国首次提出并逐步演化完善。物联网是战略性新兴产业的重要组成部分，对加快转变经济发展方式具有重要推动作用。物联网架构分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器构成，包括温湿度传感器、二维码标签、摄像头、红外线、GPS等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源。网络层由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
二、油气物联网的主要构成
目前，我国能源消耗量逐年增加，特别是对石油能源需求量较大。加强油田领域发展建设是社会稳定和经济增长的重要保证。因此在这一过程中，必须充分注重新技术的应用，只有这样才能有助于油田建设的快速发展。油气物联网系统由多个子系统组成，每个子系统都有自己独特的作用。在物联网的应用下，可促进油田的建设管理，以此提高实际工作水平的效率。油气物联网主要是在底层感知层将生产过程中的参数转换成计算能识别的数字，然后在传输网络的应用下，将大量数字传输到数据服务器。经运算和统计手段，可及时转化为指导，从而有效优化生产信息。从物联网的硬件结构来看，主要由数据采集单元、传感器、数据服务器等部件所构成。软件的主要构成包括数据挖掘、数据库软件和人机界面等。
三、油气生产物联网系统的功能架构
油气生产物联网系统的总体功能为：首先，油气生产物联网系统实时采集油井、阀组间、中转站、联合站、水源井及管线等站点和设备的生产数据和视频图像；其次，由数据传输子系统通过有线或无线传输方式将数据和视频信息传输到油田内部网；最后，通过将这些数据分类组合、分析计算，最终以文字、图形、报表、图像等方式显示出来。油气生产物联网系统可对生产设备进行远程监测与控制；通过整合、计算各生产设备的数据，为生产部门提供分析功能。另外，通过油气生产物联网系统中的电子巡检功能和视频智能分析功能，可对各设备产生的故障、异常数据及非法入侵等进行预警和报警。
油气生产物联网系统的功能设计应满足以下基本需求：日常生产运行、生产管理及监控、设备管理、成果展示。根据目前油气生产的实际现状，油气生产物联网系统应具备以下功能：①实时显示采油气厂的生产状况、产量及注水量等；②在高危环境、重点区域实现对生产环境的可燃有毒监测及视频监控；③自动生成、存储和查询生产报表及曲线；④生产过程实现自动控制，并且对关键生产过程实现闭环控制；⑤生产设备故障预警和报警；⑥定时对网络设备、现场仪表等设备自动巡检，并且自动进行故障定位。
油气生产物联网系统在功能上由以下三个子系统构成：采集与控制子系统、数据传输子系统、生产现场监控与管理子系统。
四、物联网在油田生产中的应用
油气生产流程包括油气举升、注入、计量、油气集输、油气处理等部分。在各个流程的生产过程中，现有生产组织形式大都为人工巡检，劳动强度大，生产效率低，安全风险高。另外，现有的生产工艺也需要改进和优化创新，并且现有的生产方式依赖员工的责任心和熟练程度，因此劳动生产率低。
各油田为满足生产需求，已建立了各自的油气生产现场工况监控、分析与管理和视频监控系统，并在当前生产中发挥重要作用。但这些系统由软件开发公司和油田用户结合各自油田生产的特点及实际情况合作开发，主要是为了满足油田公司、作业区等各级目标用户生产运行管理的需要。由于受地域、地形地貌、气候条件、油藏地质、社会环境差异的影响，因此各油田油气生产数字化的功能不尽相同，建设也具有各自的特殊性。目前各油田已建成并应用的一部分油气生产物联网系统在软件平台、开发环境、系统组态方式上都有很大差异，还没有形成统一的系统。
针对目前油气生产过程管理的现状，油田在信息化、数字化建设中存在的问题急需一套综合信息平台来解决，而以往油田建设的信息化、数字化系统所积累的实践和经验也为建立油气生产物联网系统奠定了基础。因此，建设面向生产操作过程的油气生产物联网系统，就是要通过信息技术与工业生产的融合，紧紧围绕生产运行管理，提高生产操作每个单元的自动化程度，保证生产持续、稳定、高效的运行；为优化生产管理流程，实施精细化管理创造条件，提供保障，并根据生产管理特点，按流程建立劳动组织架构，优化一线员工布局，从而把人和生产流程的效率发挥到最佳水平。
此外，能对设备工作环境与状态进行监测。所有油田设备的工作正常，必须在适宜的工作环境下进行。由于油田工作环境的某些特殊因素，所以有时一些油田设备并不能正常使用，一旦工作环境发生变化，油田设备带来的影响将不仅仅是工作的效率，而且对安全生产也有着一定的影响。物联网技术就可通过设备上传感器对环境进行监测，对温度压力等进行监测的同时，并对监测数据进行保留，以便设备正常运行和工作人员及时的监管。这样对设备的使用效率和保养带来很多好处。设备上安装的传感器也可及时发现设备出现的问题，以保证设备状态的稳定及设备的使用安全。
五、油田采用物联网技术后提升的价值
随着物联网技术在油田开发中的广泛应用，其自身的价值也在不断的显现。就目前来看，油田开发与物联网技术的结合，最重要的价值体现就是在相关数据的采集上，鉴于油藏一般都是在地下深处的特点，所以油田开发生产的数据一般都以动态的形式呈现。通常，抽油机在几千米深的地层油井中工作，只要其自身不出现任何问题，都可进行连环无间歇的作业。但在这一过程中，抽油机是不是每次都能高效率、满负荷的进行工作，就无从知晓。要了解抽油机是否在进行有效的工作，以及油井是否完好无损和地层压力有没有符合要求、最有必要掌握的是油泵是不是在地下进行高效率的运作等一系列问题，单纯的依靠工作人员和专家小组的经验去判断，都是不可靠的也是不精准的，自动化、智能化设备的出现，能快速解决这些问题的困扰。
物联网技术的应用，简单的理解就是在油井进行操作的过程中安装各种远程传感器，启动油田的工作程序后，工作人员利用远程传感器发送回来的数据，进行深入分析和研究，以此来判断被检测的对象是否存在有待解决的问题，也是通过这些数据的分析，来感知检测目标的工作状态是否正常。因此，油气物联网建设的最大价值，就是数据的采集和判断。另外，油气物联网技术的应用，还可随时检测到任何一个油井的动态数据，这在一定程度上解决了油田工作人员和技术人员一直以来都在关注的油井的生产状况和产量运营等情况的变化问题。
参考文献：
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