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摘要：本文对青海油田的油气生产物联网系统（A11）整体架构及与其他统建系统之间功能关系进行了阐述。青海油田的油气生产物联网系统（A11）由数据采集与控制子系统、数据传输子系统和生产监控与管理子系统三大子系统组成，该系统具有生产数据实时监控、生产数据统计分析、生产工况实时诊断、关键告警集中展示、设备资产在线管理、生产调度指挥管理等功能，可使油气生产过程管理更加精细化、智能化，提高油气田生产决策的及时性和准确性，节约人力资源和提高效益，优化生产管理流程和组织结构。
关键词：油气生产物联网系统；数据采集与控制子系统；数据传输子系统；生产监控与管理子系统
1 建设背景
顾名思义，物联网就是物与物相连的互联网。其中有两层含义：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，将物与物相关联在一起，形成“有思想”的智能物群。物联网通过智能感知、识别技术与计算机技术等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网用途广泛，遍及工业生产、智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。
中国石油为加快业务领域信息化建设，全面提升企业整体管理水平，在2000年制定的《中国石油信息技术总体规划》基础上，结合公司的发展和信息系统建设情况，形成了《中国石油“十二五”信息技术总体规划》，清晰描述了中国石油在“十二五”期间的信息工作管理体制、组织结构及主要工作内容。“油气生产物联网系统（A11）”是勘探开发与管理类中的一个重要信息系统建设项目，已被集团公司列为“十二五”信息技术总体规划重点建设的三大标志性工程之一。
“油气生产物联网系统（A11）”围绕油气生产运行需要，以实现生产操作自动化和优化生产管理流程为手段，提高工作效率，进而优化劳动组织用工，服务油田生产的精细化管理，最终达到“增产增效不增员、节能、节约运行成本”的目的。
2 青海油田油气生产物联网系统（A11）建设
青海油田A11系统包含数据采集与控制子系统、数据传输子系统和生产监控与管理子系统三大子系统，共同支撑实现了A11系统的采集层、传输层、应用层的功能要求。
2.1 数据采集与控制子系统
数据采集与监控子系统部署在井场、站库至作业区层级，对生产现场的数据进行采集，并实现控制等功能。青海油田各井场设置RTU；各站库设置站控系统，根据功能和规模不同站控系统分别采用RTU、PLC或DCS，各二级厂处分别设置生产管理中心。各井场RTU、站库的站控系统数据和视频数据分别上传至生产管理中心集中监控。青海油田数据采集与控制子系统制定基于标准组态模板，开发了参数汇总、计量监控、物联设备、报表查询、曲线分析、通信监控、报警处理、视频监控、交接班等九大功能模块，实现了油气水井、计量间、阀组间、集输站、联合站、集气站、增压站等各井场及站库的数据实时采集与监控功能。系统充分结合生产实际情况，最大限度整合现有设施，实现了抽油机井远程启停、稳流配水、自动掺水、自动倒井计量、功图报警、油气水分离、自动加热、增压控制、油气外输等特色功能，有效帮助现场提高生产作业效率。
2.2 数据传输子系统
数据传输子系统包含两个主要功能：有线数据传输、无线数据传输。数据传输子系统采用有线和无线技术相结合的方式，将井场、站库生产数据及视频信号高效、安全、稳定的传输到油气田生产管理中心，经汇聚后传输至生产监控与管理子系统。距站较近的井场、站库之间通过有线网络相连，以光缆传输为主；井场和边远站库数据通过无线异构网络传输，包括无线网桥、TD-LTE、GPRS、数传电台等无线传输技术。
2.3 生产监控与管理子系统
生产管理子系统基于PaaS平台，开发了生产过程监测、生产分析、报表管理、物联设备管理、视频监视、数据管理、系统管理等七大功能模块，实现了与相关统建系统、自建系统的数据交换，满足了集团公司总部、油气田公司、采油采气厂等不同管理层级对生产管理和辅助决策的不同需要。
3 A11系统与其他统建系统之间功能关系
3.1 A11与油气水井生产数据管理系统（A2）
二者之间通过数据接口相互引用数据，A11从A2中提取油气水井生产的基础数据，如单井基础信息、组织机构信息、注入井生产日数据、采出井生产日数据等，作为A11信息查询与统计分析的基础数据。
A11为A2提供油气水井生产的实时动态数据转化后的日数据，作为生产管理与动态分析的参考依据，如采出井日数据、注入井日数据、开关井事件信息、抽油机井功图日数据等。
3.2 A11与地理信息系统（A4）
A4为A11提供井、间、站、库等地面设施的基础数据等静态信息，为生产管理子系统的实时监控提供GIS地图功能支持。
3.3 A11与采油与地面工程运行管理系统（A5）
A11作为A5的一部分动态数据源头为A5提供生产动态数据，包括：（1）为A5提供采油工程方面的油气水井生产动态数据、试验检测数据、井测试数据。（2）为A5提供地面工程方面的站场运行、设备运行等生产动态数据：如原油集输与处理系统的转油站、联合站生产动态数据、设备运行数据、油库收油生产动态数据、油库储油罐生产动态数据、油库外输泵生产动态数据等；天然气集输与处理系统的天然气等各类站生产动态数据、装置运行数据；油田注水系统的注水压力及水量动态数据、注水站生产动态数据，设备运行数据；水处理系统的水处理站生产动态数据、设备运行数据；生产保障系统的电力、供水动态数据等。
3.4 A11与勘探与生产指挥调度系统（A8）
A11为A8提供油气水井、间、站场、管网、电力、水管网的实时生产的实时动态数据和实时监控图像，作为生产调度指挥及辅助决策生产调度管理与动态分析的参考依据。
A11与其他统建系统之间功能关系的结构见图2。
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图2 A11系统与其他统建系统之间功能关系结构图
结束语
由于青海油田的地域特征，社会依托条件差，管理难度大、企业成本高，工作环境艰苦。为了降低企业成本、完善企业管理、提高企业在行业的竞争力，青海油田进行了油气生产物联网系统（A11），实现关键生产数据的集中监控，减少岗位工人日常巡检的工作强度，提高站场运行安全性。建立全油田统一的生产管理、综合研究的数字化管理平台，实现“同一平台、信息共享、多级监视、分散控制”，达到强化安全、过程监控、节约人力资源和提高效益的目标。
参考文献：
[1]《油气生产物联网系统建设规范》Q/SY 1722-2014.
[2]贾灵，王薪宇等著．物联网/无线传感网原理与实践[M]．北京航空航天大学出版社，2011.