3G网络在油区数字化建设中的应用探索

　　油田数字化建设已经成为现代化油田发展的迫切需要，但是要在很短时间内给每个井站、增压点都铺设光缆，增加工作人员值守，这些投入无疑是巨大的，而且还需要很好的后期服务与之配套。如果能在节省成本的同时又能满足数字化建设的需要，则是最好的结果。考虑无线网络的应用便成了首选。

　　主要创新点

　　（1）数据采集：油田基本采油单元是由多口油井、计量站以及其他分散设施组成，整个采油厂各种设施的工作状态与采出油品的数据直接关系到油田生产的稳定必与原油质量。目前油田由工作人员每日定时检查设备运行情况并测量、统计采油数据，既浪费人力，又浪费时间。利用3G网络将数据上报服务器，管理人员可以及时了解各个设备运行数据，从而确保油井的安全运转。此外，通过该技术还可实现油田电力远程无线抄表、油田热注炉数据监控等应用。

　　（2）油田无线视频监控：通过互联网络平台为授权用户提供直观、快捷、高效、稳定的井场实时视频图像跟踪服务。做到现场与基地的"零距离”调度指挥，及时发现安全隐患，快速提出科学、合理的整改要求，有效减少跑现场次数，更加安全、高效地实施采油作业。

　　（3）3G应用：油田油气井站使用3G技术实际上是利用3G信道无线和宽带的特性，抛弃了其漫游的特性。带宽使用上则利用了上下行带宽的不对称性，只占用相对宽松富裕的上传带宽资源，不会对紧张的下载带宽资源造成太大压力。

　　数据采集技术要求

　　在一个井场环境下，需要采集的数据如下：

　　（1）上传量：油水井场——井场视频上传+功能测量上传+抽油机信号上传+加药机信号上传+投球信号上传+电量上传+其他=600kb，每个井场保证1Mb更好。天然气井场——井场视频上传+流量测量上传+紧急截断阀信号上传+套管压力信号上传+其他=256kb，每个井场能保证600kb更好。

　　（2）下传量：油水井场——抽油机控制信号+加药机控制信号+投球控制信号+其他=可忽略。天然气井场——紧急截断阀控制信号+其他=可忽略。

　　（3）数据上传间隔：一般5～10分钟一次。

　　实验平台搭建

　　选择的设备有EVDO无线路由器、单路视频服务器、工业摄像机以及监控终端PC各一台。3G网络环境为中国电信的CDMA2000网络。

　　选择现场生产地作为测试点，结果显示单个传输画面有明显的时延抖动现象，并且与信号接收地距离信号源远近、有无障碍物遮挡则有明显的联系。上行速率基本达到250kb/s，下行速率达到900kb/s，传输速率不能满足画面顺畅传输的要求。

　　通过使用ping命令找到运营商的无线基站到数据上传路由器间的延迟非常高，运营商在上行空间上控制得都很小，大概在250kb/s。保证视频正常展示，上传速率最好要达到600kb/s左右，故需要扩容传输带宽。

　　性能优化

　　通过对发射系统设备的优化，将CDMA2000的网络带宽上行提到最高，使用CDMA20003G无线网络分析软件对网络带宽做数据统计。下行RLP层吞吐率最高速率为1783.71kbps，平均值为1193.67kbps，速率较快。上行RLP层吞吐率最高速率为951.2kbps，平均值为734.31kbps，速率较快。此数据基本满足我们对井厂视频、数据上传的需求，但只能保证一路视频的实时上传。

　　3G网络应用评价

　　无线带宽资源毕竟有限，要通过优化技术和设备配置缓解3G带宽相对紧张的局面，有两种思路：一是考虑到井场数据上传间隔为5～10分钟一次，每次占用的时间仅几秒，可利用这一点，对某一个站所辖井场数据采用轮回占线发送的方式；井场视频可采取文件导入技术，进行画面切换，提高现有带宽的有效利用率。二是采用3G+GPRS技术，由3G负责画面传输，由GPRS负责数据回传，各负其责，提高信息上传的保证率。

　　综上所述，3G技术所带来的便捷是毋庸置疑的，它大大削减了不必要的成本消耗，无形中也提高了工作效益。但要想使3G技术和油田生产达到完美融合，一方面要利用好它灵活的组网形式，另一方面也要正视自身的一些缺陷。只有这样才能做到有的放矢，更好地为油田建设服务。