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5G微波加速油田数字化转型

油气田生产运维管理的数字化建设正方兴未艾,油气生产物联网系统作为油气田数字化工程的关键子系统,通过传感、射频、通讯等技术,对油气水井、计量间、油气站库、油气管网等生产对象进行全面的综合感知,实现生产数据、设备状态信息在生产指挥中心及生产控制中心集中管理和控制,实现油气生产过程管理的智能化,极大提高油气田生产决策的及时性和准确性。

在中国西部的大型石油生产企业中,自2013年起SAGD工艺等油田生产作业流程已经陆续实现了全过程自动监控,部署了有线光纤+无线WLAN的基础传输网络,其中光纤网络实现大中小型站库的生产和监控数据传输,而对于计量管汇生产数据则尝试采用无线WLAN方式接入回传。然而,面对大型油田下属作业区高达数千口的井站,由于网络部署的复杂性,以及WLAN无线网络自身抗干扰差、带宽小和野外恶劣环境等原因,难以保证接入的可靠和稳定,长期以来井站物联网接入覆盖率不足10%,油田系统二级单位的整体网络覆盖率不足20%,大量生产单位的数据仍需要人工抄录,工作量极大,严重影响了油田物联综合感知数据收集的有效性,成为油田数字化建设提质增效总体工程最大的瓶颈之一,对井站现有物联系统接入和回传方式的升级改造势在必行。

作为全球领先的ICT综合解决方案供应商,华为公司与中国石油化工行业有着二十多年的数字化战略合作,针对海量井站的物联广覆盖接入需求,众多油气生产企业选择华为公司点对多点5G微波解决方案为油井作业区建设高效可靠的新型综合物联接入回传网络,极大提升了油田数字化转型的承载效率。

5G微波加速油田数字化转型

微波和光纤/电缆、卫星同属于三大电信级通信传输方式,已有数十年的应用历史。微波无线通信建设不需要征地、挖沟、埋缆,不受河流、湖泊、公路、铁道等复杂地形限制,建设周期短,单站最快1天即可开通,无需线路维护,运维成本低;具有最高99.999%以上的电信级可用度(年均链路失效时间仅5分钟),单跳最远传输距离可达100公里以上;多种电信级技术抗干扰提供极为可靠的无线传输能力。同时,微波属于GHz以上的高频无线通信,信号极难截取;空口数据帧为保密格式,支持高等级空口业务加密,公安级检验认证,确保信号传输安全。微波设备还具有标准的业务接口和网络保护协议,和光纤网络可任意混合组网,实现有线/无线无损备份以及端到端的统一管理。微波设备采用高可靠度的电信级室外产品设计,具有极高的防雷、防尘、防水、抗盐腐和宽温工作能力,适合野外恶劣环境长期运行。

5G微波加速油田数字化转型

随着无线通信技术的发展,微波传输同样进入5G时代,5G微波综合运用了多种5G无线技术,提供了全频段(公共频段、常规频段和高频毫米波)、多业务、超大带宽、超低时延、极简架构和超强环境适应的高性能无线传输能力,实现了“空中光纤”的效果。目前国内微波的产业链已非常成熟,全套微波解决方案的设计、制造和工程交付能力,在全球微波市场居于明显的领先地位。微波系统的主要部件单元(基带、射频、滤波器、天馈)都已在国内形成了成熟和完善的设计、制造产业链,国内数字政府、交通、广电、水利、能源等主要行业领域已经大量部署5G微波技术应用于智能化站点接入和无线高速传输场景。

在油田井口作业区的物联网升级改造实践中,华为点对多点5G微波为单井综合生产物联数据提供了超大带宽、超强抗扰、即插即用和端到端管理的高效接入回传网络,实现了对单作业区数百口井站的快速可靠覆盖。数百路井站高清摄像机实时监控、集群通信调度和Wi-Fi移动办公数据的综合接入通过微波接入传输,打通堵点,实现了油井作业区过程生产数据的全流程实时监控、调度和决策。点对多点5G微波基于TDMA时分多址和卫星同步技术,抗干扰能力明显优于传统WLAN无线接入方式,稳定提供最大750Mbps的多点接入带宽。设备内置10kV防雷能力,能够在-40℃~+60℃温度范围内稳定运行,IP66和IP67级防水隔尘,系统级防爆方案,通过公安部专项安全认证。微波站点上线快,支持即插即用和手机杆下一键运维,支持设备掉电远程告警,可与光设备端到端组网管理。

5G微波加速油田数字化转型

作为新时代千行百业数字化转型的典型实践,5G微波已在国内油田生产企业数字化建设中部署了数千跳链路,为井站数字化物联,乃至勘探作业综合宽带业务传输等场景提供了高带宽、高可靠、高效率的联接能力,面向未来,5G微波必将进一步加速助力数字油气向智慧油气的转型发展,有力支撑油田行业“创新驱动发展”战略的深入推进和实施。