大庆油田无线温度变送器组网成本分析,如何选择Zigbee与WIA-PA技术,采油项目降本增效关键点
发布时间:2025-10-28 |
来源:沈阳温度变送器 18602125959 |
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大庆油田无线温度变送器组网成本分析,如何选择Zigbee与WIA-PA技术,采油项目降本增效关键点
2025/10/28 07/46/44
在油田数字化浪潮中,大庆油田作为行业标杆,其地面工程数字化建设方案优化探索为我们提供了宝贵经验。今天,云哥就和大家深入探讨一下,在大庆油田这类采油项目中,无线温度变送器组网的技术选择、成本构成以及实施方案,希望能为相关领域的朋友们提供一些切实可行的参考。
一、传统有线方案的困境与无线技术的优势
在油田生产过程中,对温度、压力等关键参数的实时监测至关重要。传统的温度变送器采用有线方式传输数据,需要铺设大量的电缆和桥架,施工周期长,对于地域辽阔、井站分散的大庆油田而言,初始投资非常高,特别是在偏远地区,布线难度和成本更是呈几何级数增长。
无线温度变送器组网方案则带来了革命性的变化。它无需铺设电缆,安装非常简便,基本上可以实现“即装即用”。根据实际应用分析,无线方案能够节省超过的安装成本,部署速度也比传统有线方案快10倍以上。这对于大庆油田这样需要大规模推广数字化建设的项目来说,意义非凡。
二、大庆油田的无线技术选型:Zigbee与WIA-PA的实践
那么,在大庆油田的数字化建设中,具体选择了哪些无线技术呢?根据公开资料显示,技术团队在对现场无线仪表应用技术进行对比后,优选了WIA-PA技术和Zigbee技术作为现场无线仪表采集技术。
这两种技术都是采用24GHz频段的无线网络通信协议。在现场仪表内嵌入相应的Zigbee或WIA-PA通信模块,通过无线电磁波就能实现数据上传。大庆油田在具体的招标项目中,也明确将无线压力、温度变送器按Zigbee技术和WIA-PA技术分别进行招标,这说明这两种技术在大庆油田都有实质性的应用。
WIA-PA技术是基于IEEE 802154标准的用于工业过程测量、监视与控制的无线通信网络协议,而WIA-FA则是基于IEEE 80211物理层开发的无线通信标准。采用WIA-PA/FA工业无线组网技术,可以实现MESH(无线网格网络)组网,具有高可靠、低延时、安全可控的特点。
在实际组网中,大庆油田采用了24G/58G双层网络架构。24G的WIA-PA工业无线网络适用于现场传感数据的采集传输,将数据汇聚至架设在计量间、阀组间外的WIA-PA无线网关,网关数据再通过WIA-FA 58G MESH主干网络传输单元,上传至周边站场,最终经光纤传输网络上传至各级监控中心。
除了Zigbee和WIA-PA,LoRa和4G也是值得考虑的无线技术选项。LoRa是一种低功耗广域网技术,具有超低功耗和超远距离的特点,一节锂电池可工作3-5年甚至更久,非常适合无市电供电的场合。4G方案则利用公共蜂窝网络,覆盖范围广,适合需要高频次、近实时数据传输的场景。
三、无线温度变送器组网的成本构成与分析
实施无线温度变送器组网的成本主要包括硬件设备成本、安装调试成本和后期维护成本。
在硬件设备成本方面,需要采购无线温度变送器、网关设备以及中继器等。与有线变送器相比,无线变送器本身的硬件成本可能略高,但这是无线方案中较为固定的投入。
安装调试成本是无线方案优势最明显的部分。传统有线方案的安装成本一般为每英尺50到100美元,而无线设备可节省至少90%以上的安装成本。无线方案无需铺设电缆、桥架,也不用设置接线柜,大大降低了施工难度和材料成本。
对于后期维护成本,无线方案也表现出色。传统有线方案线路故障排查困难,维护工作量大,而无线节点独立工作,故障隔离性好,平台可远程诊断设备状态(如电量、信号强度),显著降低了维护人员的工作量和出行次数。
从总体拥有成本(TCO)角度看,无线方案尤其适用于点位分散、距离远、需要快速部署的采油项目,其长期经济效益明显优于传统有线方案。
四、大庆油田数字化建设的成功经验与模式创新
大庆油田在数字化建设中探索出了多种有效的组网模式和实施策略,值得我们在规划无线温度变送器组网时借鉴。
一是采用“试点先行,综合比选”的策略。通过开展示范工程,优化实施方案,为后续大规模推广积累经验。例如,在龙虎泡油田示范工程中,对无电源注水井井场配电方式,通过对太阳能发电、风能发电、风光互补发电、周边油井井场接引供电等4种供电方式的综合比选,最终确定采用周边油井井场接引供电的方式为注水井供电。
二是根据不同的场景需求,灵活选择采集方案。例如,对于丛式井场,同一平台区域内有多口油水井时,大庆油田采用选择一口油井作为平台主井,设置RTU(远程终端单元),其他从井将采集信号上传至主井RTU统一处理的方式,简化从井采集设备。应用智能电参数采集器,将电参数采集、抽油机启停功能、RTU集成于一体,实现一表多能。
三是实施管理模式的转型再造。在实施数字化的同时,同步优化组织架构,实现值守和巡检专业化、技术保障专业化、生产保障专业化,优化劳动组织结构和一线用工量,实现精益生产。例如,中型站场采用“区域集中监控,站场无人值守”模式,大型站场采用“多岗合并,集中监控”建设模式。
五、实施路径与注意事项:从规划到落地的关键点
基于大庆油田的经验,云哥建议大家在实际推进无线温度变送器组网项目时,可以遵循以下路径:
- 1全面评估现有基础设施:对油田区域内的井、站设置进行全面调查,明确数字化建设对象。对已实施数字化建设的井、站以及不具备实施数字化建设的井、站进行排查,确定具体的实施范围。
- 2明确业务需求和数据要求:根据实际生产需求,确定数据采集的频率、实时性要求等。例如,对于注水井,根据调节频次的不同,可以采用采集型或控制型方案。在注水量相对稳定、调节频次较低的井区,按照采集型采集注水井单井压力与流量数据即可;而在注水量调节较为频繁的井区,则需采用控制型,增设流量控制装置。
- 3分阶段实施与持续优化:采用由点到面的推广方式,先开展小范围试点,验证技术方案的可行性和经济性,积累经验后再规模推广。同时,积极跟踪无线仪表技术现场应用测试,不断完善技术方案。
在实施过程中,要特别注意网络安全问题。无线网络的数据安全至关重要。大庆油田在方案设计中,对于采用4G公网传输的方式,为确保数据安全,井、间前端数据在进入生产网之前需经过两次安全认证。而自建专网因为数据流向是自下而上(井、间→站→作业区生产管理中心),流向合理,安全性更高。六、未来展望:无线温度变送器与智能油田的深度融合
随着技术的发展,无线温度变送器组网将与人工智能、大数据分析、云计算等技术更深度融合,实现对采油过程的智能优化和预测性维护。
例如,通过采集的温度数据,结合历史数据和算法模型,可以预测设备故障趋势,实现预测性维护;对温度数据进行深度挖掘分析,可以优化注水参数,提高采收率;边缘计算技术的应用,则可以实现数据的本地实时处理和智能决策,降低云端传输压力,提高系统响应速度。
国内工业自动化厂商也在不断推出创新产品,例如RTU云边协同平台、基于AUTBUS工业协议的设备等,这些新技术将为油田数字化建设提供更多可能性。
个人总结与建议
基于对大庆油田无线温度变送器组网技术的研究和分析,云哥认为:
- 技术选型上,对于大庆油田这样的大规模采油项目,WIA-PA和Zigbee技术是经过实践验证的可靠选择,特别适合井场、站场的局部组网。对于偏远零散的井点,可以考虑结合LoRa技术降低组网成本。
- 成本控制上,要着眼全生命周期成本,而不仅仅是初始投资。无线方案在安装部署和后期维护上的优势,能显著降低总体拥有成本。
- 项目实施上,建议采取“总体规划、分步实施、试点先行”的策略,确保项目稳步推进。
- 未来发展上,建议选择开放性强、兼容性好的技术路线,为后续系统扩展和升级预留空间。
无线温度变送器组网是实现油田数字化、智能化的重要基础。希望通过今天的分享,能帮助大家更好地规划和实施采油项目的无线组网方案,共同推动油田生产管理水平的提升。
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