問(wèn)鼎中原 共執(zhí)牛耳——河南油田生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)綜述
河南,古稱中原,不僅誕生了指南針、造紙、火藥三大技術(shù),也誕生了“全國(guó)石油勘探功勛單位”—— 河南油田。
河南油田全面實(shí)施“油氣資源、市場(chǎng)開拓、人力資源、管理創(chuàng)新、企業(yè)文化”五大發(fā)展戰(zhàn)略和“素質(zhì)工程、環(huán)境工程、平安工程、繁榮工程”精神文明建設(shè)四大工程,以“五種新觀念”為切入點(diǎn),以“五種新機(jī)制”為基礎(chǔ),敬業(yè)務(wù)實(shí)、追求卓越,與時(shí)俱進(jìn),開拓前進(jìn),為加快我國(guó)石油工業(yè)的發(fā)展做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
價(jià)值引領(lǐng),創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)
一切事物都在變化。進(jìn)入新世紀(jì),按照“穩(wěn)油、興氣、控煤、增鈾”的思路,“十三五”期間我國(guó)將加快推進(jìn)清潔、高效能源礦產(chǎn)的勘查開發(fā),以資源開發(fā)利用結(jié)構(gòu)調(diào)整,推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和生產(chǎn)、消費(fèi)方式革命。石油、天然氣、頁(yè)巖氣等成為鼓勵(lì)方向。
河南油田按照“價(jià)值引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、資源統(tǒng)籌、開放合作、綠色低碳”的發(fā)展戰(zhàn)略,根據(jù)中石化《關(guān)于推進(jìn)油公司體制機(jī)制建設(shè)的指導(dǎo)意見》以及《油氣生產(chǎn)信息化建設(shè)指導(dǎo)意見》要求,著手進(jìn)行分公司生產(chǎn)信息化建設(shè),將覆蓋廣、成本經(jīng)濟(jì)、以及支持多類業(yè)務(wù)作為部署新網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力,為生產(chǎn)指揮提供有效的技術(shù)支撐,提高生產(chǎn)運(yùn)行效率,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理精細(xì)化,提高對(duì)突發(fā)事件的預(yù)測(cè)預(yù)警能力,降低和減少突發(fā)事件造成的損失。
石油產(chǎn)業(yè)尋求的是可靠、高容量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò),可以在極端條件下覆蓋岸上及離岸的廣闊領(lǐng)域。在可能的情況下,石油的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)需要提供高速安全的通信,支持多種應(yīng)用以增強(qiáng)運(yùn)營(yíng)效率及安全。這是石油企業(yè)關(guān)鍵的要求。其中,設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的可靠性是石油產(chǎn)業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)(25%),其次是廣播安全消息的能力(23%)和集群(20%)。而華為的企業(yè)LTE可以滿足 95%以上的覆蓋需求,能提供更好的網(wǎng)絡(luò)性能,以及匹敵或超越目前的專業(yè)集群性能等三個(gè)能力被視為三個(gè)關(guān)鍵價(jià)值點(diǎn),因而河南油田展開與華為的合作,按照“總體考慮、分步實(shí)施,高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,先示范、后推廣,先新區(qū)、后老區(qū)”的總思路,充分借鑒國(guó)內(nèi)外油公司油氣生產(chǎn)信息化經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)成果,結(jié)合河南油田東部的實(shí)際情況和需求,實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)可視化,支撐油公司體制改革管理模式的變化。作為全球領(lǐng)先的信息與通信解決方案供應(yīng)商,作為應(yīng)用于170多個(gè)國(guó)家,服務(wù)全球1/3人口的華為,圍繞河南油田的需求持續(xù)創(chuàng)新,提供 LTE 的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力( 30%)、集群調(diào)度( 28%)和視頻監(jiān)控( 15%)解決方案和服務(wù),為河南油田創(chuàng)造最大價(jià)值。
數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)是油田信息化建設(shè)的重要組成部分。華為為河南油田建設(shè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),油井、站場(chǎng)的采集數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至基站,通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦芾韰^(qū)指揮中心,在客觀上加快推進(jìn)生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程、組織結(jié)構(gòu)重組和優(yōu)化,深化油田管理模式革命,為“數(shù)字化油田建設(shè)”創(chuàng)造良好的環(huán)境條件,切實(shí)增強(qiáng)企業(yè)活力、控制力、影響力和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。如圖1所示。
圖1 華為-河南油田L(fēng)TE 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方案
風(fēng)口擎旗,浪尖揚(yáng)帆
油田一般地處偏遠(yuǎn),地域遼闊,氣溫波動(dòng)較大,雨、雪、霧、風(fēng)沙等惡劣天氣司空見慣。另外,油田采油工區(qū)各個(gè)采油點(diǎn)分布比較分散,有的采油點(diǎn)之間相距幾百米,有的則相距到數(shù)十公里,而且隨工程進(jìn)展,采油點(diǎn)隨時(shí)可能增加或拆除。諸如此類的特殊環(huán)境以及客觀條件的限制,無(wú)論采用何種組網(wǎng)模式,都要求通信設(shè)備具備全室外工作特性,不僅要求設(shè)備安裝簡(jiǎn)便、靈活,還應(yīng)有較強(qiáng)的統(tǒng)擴(kuò)充性。
實(shí)現(xiàn)油田之間的通信首先要克服地理環(huán)境所帶來(lái)的限制,架設(shè)一個(gè)龐大的通信系統(tǒng)是一個(gè)費(fèi)時(shí)耗資金的過(guò)程,華為在油田中搭建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)成為一種必然趨勢(shì)。無(wú)線系統(tǒng)的組網(wǎng)簡(jiǎn)單,部署靈活,其點(diǎn)到面的覆蓋方式正好匹配采油點(diǎn)到上層的通信要求,在為油田的生產(chǎn)和管理提供很大便利的同時(shí),可大大提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。華為認(rèn)為,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須運(yùn)行可靠、安全、經(jīng)濟(jì),同時(shí)滿足日益增長(zhǎng)的移動(dòng)用戶的需求。這種思想豐富了河南油田對(duì)華為的期望,也進(jìn)一步加劇了華為對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)。
華為的油氣生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)主要包括油氣水井、計(jì)量間、處理站庫(kù)及相關(guān)集輸管網(wǎng)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和控制、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、油氣田生產(chǎn)作業(yè)管理及運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)等內(nèi)容。通過(guò)在井場(chǎng)、站庫(kù)等現(xiàn)場(chǎng)安裝數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、監(jiān)控裝置及自動(dòng)化控制設(shè)備,實(shí)時(shí)采集各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和工業(yè)視頻信號(hào),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將這些數(shù)據(jù)、信號(hào)傳輸?shù)胶蠓降纳a(chǎn)調(diào)度指揮中心或中央控制室進(jìn)行集中管控,應(yīng)用生產(chǎn)運(yùn)行管理系統(tǒng)對(duì)收集的信息進(jìn)行匯總、綜合處理與分析,提供生產(chǎn)指揮決策支持,達(dá)到生產(chǎn)操作自動(dòng)化、生產(chǎn)運(yùn)行可視化、管理決策系統(tǒng)化的目的。
“井場(chǎng)、站場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸、無(wú)線基站、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入管理區(qū)生產(chǎn)指揮中心網(wǎng)絡(luò)”,河南油田這種面向生產(chǎn)操作過(guò)程的數(shù)字化,緊緊圍繞生產(chǎn)運(yùn)行管理,提高生產(chǎn)操作每個(gè)單元的自動(dòng)化程度,保證生產(chǎn)持續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行;同時(shí)為優(yōu)化生產(chǎn)管理流程,實(shí)施精細(xì)化管理創(chuàng)造了條件,提供了保障,并能根據(jù)生產(chǎn)管理特點(diǎn),按流程建立勞動(dòng)組織架構(gòu),優(yōu)化一線員工布局,從而把人和機(jī)器的效率發(fā)揮到最佳水平。
合作共贏,領(lǐng)跑未來(lái)
雄踞全球第一大通信設(shè)備商,華為面向未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),借助云計(jì)算等先進(jìn)的IT技術(shù)和設(shè)計(jì)理念,引領(lǐng)和驅(qū)動(dòng)著網(wǎng)絡(luò)變革和ICT走向融合,牽引著LTE產(chǎn)品與解決方案的發(fā)展方向。
2015年,河南油田建成河南油氣生產(chǎn)信息化無(wú)線網(wǎng)絡(luò),對(duì)管理區(qū)的單井、站點(diǎn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與視頻圖像實(shí)時(shí)掌握,并對(duì)主要路口等場(chǎng)所進(jìn)行全天24小時(shí)不間斷實(shí)時(shí)監(jiān)控,確保生產(chǎn)正常運(yùn)行。在河南油田L(fēng)TE 4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方案中,華為采用了1785~1805 MHz的產(chǎn)品頻率資源,提供20 MHz的信道帶寬,采用TDD時(shí)分復(fù)用方式,提供可靠性、時(shí)延、覆蓋和安全方面的獨(dú)特性能。如圖2所示。
圖2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
河南油田的核心網(wǎng)(CNS)設(shè)備安裝于中心站點(diǎn)機(jī)房,接入IP承載網(wǎng)端口與基帶處理單元(BBU)主控傳輸板連接??紤]到核心網(wǎng)(CNS)設(shè)備未來(lái)需要接入大量基帶處理單元(BBU),接口故障影響范圍較大,和承載網(wǎng)絡(luò)之間可以通過(guò)路由設(shè)備采用負(fù)荷分擔(dān)或主備方式進(jìn)行保護(hù),以增強(qiáng)可靠性。
基站的基帶處理單元(BBU)通過(guò)接口連接光傳輸設(shè)備或者微波傳輸設(shè)備回傳到核心網(wǎng)(CNS),基站一般情況下不考慮配置接口保護(hù)。射頻拉遠(yuǎn)模塊(RRU)安裝在塔上,通過(guò)光纖接入BBU基帶處理板接口。華為為每個(gè)基站的基帶處理單元(BBU)規(guī)劃到核心網(wǎng)(CNS)設(shè)備、網(wǎng)管設(shè)備的路由,以滿足業(yè)務(wù)、網(wǎng)管及X2通訊需求。核心網(wǎng)(CNS)設(shè)備也規(guī)劃到所管理的各基站的基帶處理單元(BBU)局點(diǎn)路由??紤]LTE業(yè)務(wù)安全,IP承載網(wǎng)為L(zhǎng)TE規(guī)劃獨(dú)立的VPN進(jìn)行邏輯隔離。井場(chǎng)/站場(chǎng)溫度、壓力、流量等數(shù)據(jù)通過(guò)RTU與無(wú)線終端接入設(shè)備(CPE)連接后,經(jīng)LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)字油田上層應(yīng)用服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)多路實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并發(fā)采集回傳。視頻監(jiān)控采用IP攝像頭,經(jīng)過(guò)無(wú)線終端接入設(shè)備(CPE)接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò),將視頻信息回傳至視頻監(jiān)控服務(wù)器。
河南油田生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建成強(qiáng)化了應(yīng)用整合,促進(jìn)了系統(tǒng)一體化,實(shí)現(xiàn)了油田生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)控的集約化和精細(xì)化,提高反應(yīng)速度,減少產(chǎn)量損失,促進(jìn)精細(xì)化管理向縱深推進(jìn)。對(duì)井站設(shè)施實(shí)行遠(yuǎn)程可視化生產(chǎn)管理,可提高工作效率,降低勞動(dòng)強(qiáng)度,推進(jìn)管理改革的深入進(jìn)行,提高生產(chǎn)管理水平,適應(yīng)管理扁平化;同時(shí)能有效地震懾不法分子,減少治安事件的發(fā)生,確保油田生產(chǎn)的正常進(jìn)行。不僅使河南油田提高了資產(chǎn)創(chuàng)效能力,確保資產(chǎn)保值增值,而且在全面推進(jìn)科技創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等方面成效顯著。同時(shí)也激發(fā)了華為在產(chǎn)品創(chuàng)新、服務(wù)創(chuàng)新方面,不斷聚集發(fā)展新動(dòng)能,釋放發(fā)展新動(dòng)力,與河南油田共同開發(fā)清潔能源、生產(chǎn)環(huán)境友好的產(chǎn)品,促進(jìn)了雙方實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量、更有效益、更可持續(xù)的發(fā)展,努力形成綠色低碳發(fā)展新優(yōu)勢(shì)。
“楚子問(wèn)鼎之大小輕重焉,對(duì)曰:在德不在鼎。”。華為強(qiáng)大的研發(fā)和綜合技術(shù)能力,“聚焦”和“被集成”戰(zhàn)略,理解客戶需求,正是其德所在。憑此方能與合作伙伴開放合作,為其提供ICT基礎(chǔ)設(shè)施,包括企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算與數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一通信與協(xié)作、企業(yè)無(wú)線、網(wǎng)絡(luò)能源等,共同引領(lǐng)新ICT變革,構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,幫助企業(yè)領(lǐng)跑數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代。
我們離不開聯(lián)接,正如我們離不開氧氣。通過(guò)新聯(lián)接,創(chuàng)造新的商業(yè)模式和新的商業(yè)價(jià)值,支持各個(gè)垂直行業(yè)的打通,支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化升級(jí),實(shí)現(xiàn)一次革命性的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
——華為輪值CEO郭平
編者按:2016華為第二屆油氣行業(yè)峰會(huì)將于6月29日在北京召開,屆時(shí)華為智慧能源—數(shù)字油田、智能管道、智能煉化系列解決方案將在大會(huì)上詮釋,敬請(qǐng)讀者關(guān)注。