無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在油田中的應(yīng)用

       隨著石油資源逐漸開采有望，可用油資源日益緊缺智能設備，并且隨著人類社會經(jīng)濟發(fā)展，石油消耗量日益增大服務效率。在這樣的形勢下不要畏懼，對現(xiàn)有石油資源進行科學(xué)采集、提高開采利用率顯得愈發(fā)重要蓬勃發展。
       普通采油廠一般由多口油井作用、計量站、管匯閥組問題、轉(zhuǎn)油站應用的選擇、聯(lián)合站、原油外輸系統(tǒng)深入闡釋、油罐以及油田的其他分散設(shè)施組成集聚，整個采油廠的各種設(shè)施的工作狀態(tài)及采出油品的數(shù)據(jù)(主要有溫度、壓力大大提高、流量等)直接關(guān)系到油田生產(chǎn)的穩(wěn)定及原油質(zhì)量新的動力。
       數(shù)字油田是將油田中的事物(盆地、地面調整推進、井中為產業發展、油藏)全部抽象為邏輯數(shù)字，通過高計算機多元異構(gòu)的處理(運算指導、模擬可以使用、建設(shè)平臺和存儲)，從而可以對油田地上、地下做完整的表征和直觀的展示廣泛認同。也就是說能夠用數(shù)字展示和表述全部油田事物的現(xiàn)代化高新技術(shù)進入當下。其實質(zhì)是，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化信息服務好，信息轉(zhuǎn)化知識首次，以信息作為技術(shù)為油田服務(wù)，從而尋找到油藏和油田以及提高油氣的采收率效高化。
       對石油采集生產效率、運輸和存儲等環(huán)節(jié)的眾多參數(shù)實時監(jiān)控，是實施數(shù)字油田的一個重要組成部分部署安排，為生產(chǎn)人員掌握采油設(shè)備的運行狀態(tài)競爭激烈，為監(jiān)控油井生產(chǎn)異常、監(jiān)控油井產(chǎn)量效果、運輸防盜和存儲防盜防漏等科學(xué)決策提供重要參考學習。
       將如此諸多參數(shù)傳送到油田監(jiān)控中心，需要構(gòu)建一個效率高改善、響應(yīng)快、費用低的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。本文針對油田實際需求及現(xiàn)場特點推廣開來，提出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)理念的油田數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方案空白區。
       無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是近幾年提出的一種新興技術(shù)，基于近距離密度增加、低復(fù)雜度處理方法、低功耗、低數(shù)據(jù)速率和低成本的雙向無線通信技術(shù)責任，主要適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務(wù)建立和完善。這種網(wǎng)絡(luò)的特點是在現(xiàn)場自動建立網(wǎng)絡(luò)路由、能自組織增多，在某些節(jié)點失去功能網(wǎng)絡(luò)自動恢復(fù)，適合于野外環(huán)境下作長時間工作的無人值守觀測網(wǎng)絡(luò)及自動化執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)。
      1估算、基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油田數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)
       1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
       在現(xiàn)有的自動化油田數(shù)據(jù)采集傳輸方案中，為一臺主控設(shè)備通過有線接載多路傳感器達到，進行數(shù)據(jù)采集深入各系統，收集各路數(shù)據(jù)之后，通過GPRS或CDMA信道傳送至數(shù)據(jù)中心的可能性，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求每臺抽油機或其他設(shè)備均通過GPRS或CDMA傳輸進一步推進。在本文提出的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油田數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中，其基本結(jié)構(gòu)由兩個層次網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成，*層網(wǎng)絡(luò)是一個采油井區(qū)范圍內(nèi)明確相關要求，構(gòu)建一個本地的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)服務為一體，的數(shù)據(jù)匯總至井區(qū)的中心；第二層網(wǎng)絡(luò)是各井區(qū)的中心特點，通過GPRS或CDMA方式再傳送至整個油田的數(shù)據(jù)中心相互配合。
       采用兩級網(wǎng)絡(luò)方式，將具有以下優(yōu)勢品質，
       ①減少有線布設(shè)積極回應，降低線纜及其施工費用，也降低了現(xiàn)場設(shè)備安裝的復(fù)雜度深化涉外；
       ②減少了GPRS或CDMA通信節(jié)點數(shù)目全會精神，將有效降低設(shè)備運營產(chǎn)生的通信費用；
       本文提出的油田數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將網(wǎng)絡(luò)分為兩個層次又進了一步，每個工作小區(qū)現(xiàn)場布設(shè)普通節(jié)點和小區(qū)中心節(jié)點智能化，小區(qū)中心為整個小區(qū)傳感網(wǎng)絡(luò)的中心，收集數(shù)據(jù)或轉(zhuǎn)達命令更默契了，其通過現(xiàn)有的GPRS(CDMA)網(wǎng)絡(luò)和架設(shè)在機房的服務(wù)器特性，由于第二層次和既有設(shè)計一樣，下面將重點討論*層次的設(shè)計流程。
       2）網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)
       目前無線自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有星型、樹形和MESH等三種。這三種網(wǎng)絡(luò)各有特點運行好，適應(yīng)于不同的應(yīng)用場景下國際要求。
       油田應(yīng)用中，節(jié)點將數(shù)據(jù)匯聚到中心節(jié)點同期，中心節(jié)點向工作節(jié)點發(fā)布命令新趨勢，工作節(jié)點之間沒有進行應(yīng)用數(shù)據(jù)通信的要求。在此條件下鍛造，應(yīng)該采用樹形結(jié)構(gòu)新體系。
       3）網(wǎng)絡(luò)路由建立
       節(jié)點開機后，首先發(fā)出廣播信息共謀發展，尋找網(wǎng)絡(luò)搖籃，就近收到的節(jié)點作出響應(yīng)，并將節(jié)點的加入請求回送給中心點創造，中心點根據(jù)zui短路由依據(jù)使用，僅對其中一條請求(如果有多條的話)做出回應(yīng)，并分配網(wǎng)內(nèi)地址，長度為2 B不難發現，自后合規意識，即以此短地址作為網(wǎng)內(nèi)通信時用的識別碼。字節(jié)收到中心節(jié)點的加入網(wǎng)絡(luò)許可后推動，即跳出加入網(wǎng)絡(luò)模式協調機製，進入正常工作模式。
       數(shù)據(jù)傳輸采用Trans-ACK模式基本情況，即每發(fā)送一個包先進水平，采用端對端的應(yīng)答機制，以保證傳輸?shù)姆€(wěn)定充分發揮；數(shù)據(jù)發(fā)送失敗后共享，zui多允許3次重傳，如果3次重傳失敗全面展示，則宣告節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)失去姿勢，進而重新執(zhí)行加入網(wǎng)絡(luò)過程。
       2服務、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計
       1）節(jié)點硬件結(jié)構(gòu)
       *層次中小區(qū)中心結(jié)構(gòu)如圖1所示重要平臺，與普通節(jié)點間差別是沒有安裝GPRS(CDMA)模塊，即小區(qū)中心節(jié)點同時也具有完備的普通節(jié)點的采集數(shù)據(jù)和動作控制能力解決問題。除此之外服務效率，它們的太陽能電池、可充電電池大小及工作軟件則有較大差別導向作用。