张鹏
中石化石油工程设计有限公司 山东 东营 257000
摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。现阶段，石油已经成为了我国最为重要的能源之一，在我国社会经济结构中占有举足轻重的地位。我国石油存储量相对较小，为了可以有效保证能源的开发以及应用安全，实现充足稳定的石油能源供应，应该注意对传统的油田开采方法进行优化创新。随着我国科技水平的不断提升，无线通信技术开始在油田自动化中进行应用。本文就无线通信技术在油田自动化中的应用展开探讨。
关键词：无线通信技术；油田自动化；应用
引言
无线通信技术是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，微波通信和卫星通信是最为常见的两种类型。经过长期研究及不断实践，无线通信技术越来越成熟，其应用范围也在不断扩大，加大对其应用的研究，是当前油田自动化建设中的一项重要工作。
1无线通信无线通信技术基本原理
无线通信技术凭借发射设备和接收设备等，稳定传递无线信号，有效突破了空间约束。无线通信波谱涉及若干频段，符合多样化通信应用需求。解析结构可知，无线通信技术表现出显著的层次特点。基于IP网络的支撑，各终端可快速传递和交互信息数据。对应用户可结合本身需要，科学选择技术类型。任何通信模式，都需利用电磁波透过空气传输无线信号，并合理运用各种传输协议。为提升传输速率和及时传递各路径信号，应客观应用天线结构，结合天线合理调整输出功率、信号频率及辐射范围。
2技术在油田应用中的必要性
国内多数油田处于高山、沙漠等气候环境相对恶劣地段，光缆不能顺利接进，公网信号不能覆盖。一些油田开采作业以人工巡井、现场记录信息等传统方法为主，投入较大的人力资源；在恶劣的工作环境中，自然灾害与人为事故屡见不鲜，但监控中心却不能实时监控油田现场作业实况，对各种突发事件的应答处理速度迟缓。最近几年中，国内大型油田陆续架设了自动化系统，有线通信技术得到较广泛应用，以GPRS、数传电台、McWiLL?等为主，但其在运行速率、精度、时效性等方面体现出一定局限，已难以迎合石油行业生产、办公需求。伴随油田产业信息化建设的推进，视频监控、移动办公等业务对无线通信系统的带宽、安稳性均提出更高要求，故此在这样的情景下积极应用无线通信技术势在必行，进而满足油田生产、办公现有业务与拓展未来业务的需求。
3无线通信技术在油田自动化中的应用原则
3.1科学性原则
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。
3.2实用原则
油田自动化牵涉较多操作领域，产生不同工作内容和大量信息数据，应尽量增加维护应用无线通信技术的兼容性方案，减少复杂环节影响无线通信技术的维护工作。此外，需简化处置无线通信技术和对应运用技术程序，减轻操作难度，以保证油田自动化工作的顺利推进。
4几种常见无线通信技术在油田自动化中的应用
4.1无线网桥
无线网桥是应用无线?（微波）技术实现远程点对点网间互联而设计的。利用无线网桥对地域上两个较分散地方独立网络进行连接，不必考虑物理线路的问题。
网桥坐落在OSI模型的数据链路层，该链路层具有控制流量、处理错误及配置地址等多种功能。当下国内油田企业多使用5.8G频段的网桥，其省略了申请无线执照的流程，和其他有线网络设备相比其部署过程体现出明显的便捷性。无线网桥的运行模式有如下三种：点对点、点对多点、中继连接与点对点间的相结合。该无线通信技术在现实应用过程中，需以油田开采作业通信现实需求为基点，去选择最适的无线网桥工作方式。通常在终端距离较远的情况下，最好应用点对点的方式；而当终端距离有减缩时，可考虑应用点对多点的方式；但是在以上两种通信状况并存时，建议应用中继连接与点对点间相结合的方式。
4.2无线传感网络
油田无线通信技术中的无线传感网络，主要有两方面应用优势。第一，部署便捷且可移动。因为无线通信技术中不需要用到物理电缆，可直接采用无线网桥组建无线传感网络，有着较强的移动性，无论是无线传感的安装，还是信道和地址的设计，都是比较方便的，组网速度较快。第二，具有良好的可拓展性。完成无线传感网络部署后，如果油田监控机通信范围有所扩大，在对其拓展时，只需要增加无线传感器即可，升级改造十分方便。另外，无线传感网络也存在一定缺陷，其实时性和供电性都是比较差的，数据的采集是通过地址顺序和轮询方式完成的，所得数据不具备较好的实效性，而电池是无线传感器的主要供电方式，需要经常更换电池。
4.3用于无线通信技术升级
对于油田自动化体系来说，在进行体系开发的时候，应该秉持着现代化、高效性的开发原则，从而保证通信技术的运行应用效果更加理想，这样一来也势必会提升无线通信系统自身的稳定性，从而使得油田开发工作的日常活动需求得到了有效满足。不仅要对油田自动化体系进行优化升级，同时还要对无线通信系统的硬件构成进行深入分析，这样可以实现对无线通信系统的持续性优化。油田开发技术人员应该始终秉持着实用性原则来展开无线通信技术升级优化工作。同时，还要注意对无线通信系统的主体结构进行调整，无线通信系统中的每一个无线模组都是通过SPI来将主板与射频板进行有机结合，然后通过输送元件对数据信息进行传输，这也为无线通信系统软件的有效应用奠定了前提基础。在应用主控板与射频板内部设备来进行调整操作的时候，应该注意使无线通信系统可以充分适应油田自动化开发过程中的实际信息传递需求，这也对油田自动化体系都构建起到了积极作用。此外，油田开发企业方面还应该组织技术人员对无线传感器网络进行设置，在设置过程中应该充分考虑到网络速度对装置正常运行的影响，从而实现对传感器参数的有效优化。
4.4MIMO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。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。
结语
油田在生产过程中表现出线长和面宽等特性，所在环境复杂，信号被严重遮蔽，不能整体实现无线网络的覆盖，不利于顺利采集生产数据和监测工作。无线通信技术具有绕射功能较强、功耗偏低及信号稳定等特点，可在复杂环境中传递数据，最大程度地保证了油田开展数字化建设。
参考文献
[1]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，2018，（6）：109-110.
[2]郭 旭.浅谈油田自动化系统中油井监控技术的应用[J].工业，2019，（1）：58.
[3]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，2018，（7）：17-19.