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華為基于5G微波解決方案助力勝利油田智能化升級

時間:2020-12-17 10:30:53  來源:  作者:  字號: T   T

 

 

  我國是能源大國,以油氣行業為代表的信息化、智能化是支撐能源行業數字化轉型和智能升級的重要內容之一。當前,油田智能化正在引領行業變革和作業方式轉變,包括生產數據、設備狀態、現場環境等全面感知、節省人力成本,使油田生產更安全;通過生產過程遠程監控、集中指揮調度,實現遠程診斷,實現生產效率提升;并通過及時掌握生產運行情況、實現客戶、精細化管理,進而實現管理水平變更提升。其中如何實現現場數據的全面感知、穩定回傳,并實現協同指揮,尤為重要。

  為此,濟南恒達新公司攜手華為,基于華為先進的5G微波技術,以及濟南恒達新在能源領域的積累,聯合打造基于5G微波的油田智能化解決方案,實現油井視頻、傳感數據、控制數據的穩定、可靠回傳,同時結合前后端的智能化AI分析,提升油田的智能化水平。目前該方案已在中石化勝利油田東辛、孤島、勝利等多個采油廠試驗成功,收獲好評。

  深入場景,發現油井監控站點末端數據流及業務承載需求

  勝利油田隸屬中石化集團,是我國重要的石油工業基地,工作區域廣泛分布在山東省東營、濱州、德州、濟南、濰坊等8個地市以及新疆、內蒙古等5個省、自治區。僅山東區域,就有油井水井3萬多口。作為油氣行業重要的生產場景,對油井作業數據進行全面感知采集并對現場進行智能機器視覺感知成為行業的重要訴求。

  近年來,為提升生產效率,勝利油田對油井監控點這類末端數據流,采用了包括光纖、4G公網、無線網橋等多種方式實現油井監控及生產作業數據的回傳,有效了支撐了生產作業。但隨著油田智能化的進一步發展,尤其近期,勝利油田提出“打造世界一流,實現率先發展”戰略下,并提出“智慧油田”的發展理念,對油井監控站點末端的全面感知需求極為迫切,針對油井監控站點末端數據流,當前呈現出以下特點:

  1.多業務承載:包括油井的實時監控,RTU管理信息等;還包括角位移傳感器、壓力傳感器、載荷傳感器,廣播照明信息,應急調度以及部分WiFi局域網覆蓋等業務,業務多樣且QoS要求差異大;

  2.大帶寬需求:隨著油田智能化要求進一步發展,對感知數據的帶寬需求越來越大,單個油井的數據采集量速率要求10~54Mbps不等,并且隨著后續發展,對大帶寬的需求量會繼續加大;

  3.高密度:單個鐵塔需要覆蓋200個以上的油井點,需要高密部署,對通信傳輸的可靠性要求高,抗干擾能力要求大;

  4.改造量大:目前已建設的油井、壓力站等大部分站點改造需求大,如何快速部署,如何合理化投資實現智能化改造要求,既要保護現有投資,合理投入,又要考慮 后續技術演進。

  如下圖針對油井的數據分析。

  考慮到上述幾種方式各自存在移動的弊端,如部署不方便、傳輸帶寬小、綜合維護成本高等,迫切需要一種基本綜合優勢的通信技術和創新解決方案。

  1.5G微波實現無線回傳可靠專網

  聚焦勝利油田的核心業務場景訴求,華為提出以基于5G技術的公共頻譜點對多點微波,作為油井智能化改造的無線回傳網絡建設方案,無需布線,頻譜免費,支持點對點和點對多點等混合組網,具有帶寬大、組網靈活、部署簡單、改造簡單、環境適應強的特點。而針對油井的站點覆蓋,微波設備主要具備以下優勢:

  1)帶寬大:基站站點支持2Gbps以上、遠端站點支持240Mbps的峰值傳輸速率,滿足高清視頻的可靠穩定回傳;

  2)支持即插即用,無需配置即可開通,免線路維護,降低維護成本和維護難度;

  3)設備采用電信級高可靠設計,能穩定工作在-40℃~+60℃的室外惡劣環境中,完全隔絕塵灰和浸水,更能抗擊10千伏雷擊,采用時分多址技術,抗干擾能力強;

  4)低功耗設計,通過多種技術優化設備功耗;

  5)增強以太特性,支撐多種業務同時承載;

  6)支持256位安全加密、數據傳輸更安全。

  通過5G技術的加持,可進一步強化最佳高清視頻無線回傳能力,具體表現在:5G技術相控陣天線,超強抗擾,采用波束賦型技術,同等干擾情況下容量比普通天線高一倍;5G技術數據切片,提升帶寬,采用包切片技術,數據短包業務吞吐提升100%+;同時極低時延,4K超清視頻密集接入,實現1:8接入配置時延低至10ms,匹配多點高清接入需求;并且密集部署能力增強:相鄰2/4頻點部署,節省頻點,密集部署干擾更少,減少現網改造難度。

  2.一體化站點解決方案,現場“0”工作量

  針對勝利油田油井、水井現場復雜的部署環境,華為還提供了市電、光電混合一體化站點解決方案,集成鋰電池組備電和太陽能板,實現快速部署;利用太陽能供電,白天給負載供電同時給電池充電,晚上通過電池放電;并結合微波設備,實現統一運維。借助一體化站點集成有線/無線網絡,可實現現場“0”工作量,同時體積減少60%,重量減少65%,更易維護。

  3.智能化前端設備實現一拖N,加速油田智能化改造

  華為還積極攜手合作伙伴,聯合推出了基于智能化機器視覺+5G微波的油田智能化方案,實現華為領先的微波傳輸技術、AI機器視覺技術與油水井的業務場景和需求結合。針對油田現網已部署大量的傳統攝像頭,華為智能化機器視覺解決方案通過“一拖N”技術,實現前端智能采集和后端智能分析,實現云邊協同,并將現場的視頻和圖片及時傳回到后端,打造智能的油井一體化方案,有效支撐油田的智能化改造。

  智能化應用,大幅提升油田效率

  勝利油田通過5G微波解決方案站點的部署,實現現場數據回傳穩定性、帶寬的成倍提升,并大幅降低設備故障;而依賴于一體化站點部署,現場人員的工作效率顯著提升,部署周期也由之前的兩個多月降低為2~3周,實現油田管理局優化投入、提高效益、提升質量的工作目標,再結合油田的智能化改造,最終助力油田效率的全面升級。

  圖3. 現場組網圖

  在能源油氣行業,華為憑借領先的ICT技術,聯合生態合作伙伴推出“智慧油田”的全業務智能解決方案,加速整個行業的數字化轉型和智能升級,幫助傳統行業實現新的突破和高質量發展,打造更多智慧油田。

 
 
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