發(fā)展背景

石油作為“工業(yè)血液”，其穩(wěn)定供應(yīng)是保障國家能源安全與經(jīng)濟(jì)命脈的核心要素。我國既是全球最大的石油進(jìn)口國之一，也是重要的石油生產(chǎn)國，西北、東北等地區(qū)的油田資源為能源戰(zhàn)略提供了堅(jiān)實(shí)支撐。然而，隨著油田開采規(guī)模擴(kuò)大、設(shè)備分布范圍延伸，傳統(tǒng)管理模式逐漸暴露出三大瓶頸：監(jiān)測手段落后、安全風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)、運(yùn)維成本攀升。

在此背景下，油田企業(yè)迫切需要構(gòu)建一套“全天候、全流程、智能化”的監(jiān)控體系，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)感知、安全風(fēng)險(xiǎn)提前預(yù)警、運(yùn)維成本顯著降低的目標(biāo)。上海兆越通訊技術(shù)有限公司推出“5G+智慧油田”智能化監(jiān)控解決方案，以“實(shí)時(shí)感知、智能決策、精準(zhǔn)控制”為核心，構(gòu)建覆蓋采油機(jī)全生命周期的數(shù)字化管理體系，助力油田企業(yè)實(shí)現(xiàn)“降本增效、安全提質(zhì)”的雙重目標(biāo)。

智能通訊方案

由于油井的生產(chǎn)井大都分布在自然環(huán)境惡劣且地點(diǎn)分散的野外，各個(gè)采油點(diǎn)之間有的相距幾百米，有的則相距數(shù)公里，存在光纖部署不方便，成本高，4G傳輸上行速率不夠，無線網(wǎng)橋頻譜非標(biāo)，綜合維護(hù)成本高等問題。

因此上海兆越提出“5G+智慧油田”解決方案，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)三部分組成。在采油機(jī)設(shè)備的各個(gè)重點(diǎn)監(jiān)控部位加裝防爆攝像頭，配合傳感器集群，將數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，數(shù)據(jù)回傳至監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常后進(jìn)行存儲(chǔ)，并及時(shí)通知現(xiàn)場設(shè)備管理人員進(jìn)行查看。

解決了傳統(tǒng)的無線網(wǎng)橋、光纖、等手段在油井監(jiān)控畫面回傳、遠(yuǎn)程監(jiān)控、異常報(bào)警、安全防護(hù)等工作過程管理方面存在的多種問題，可實(shí)現(xiàn)在帶寬、時(shí)延、可靠性方面的保障，以及業(yè)務(wù)快速上線的能力。

系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)備組成

1. 前端感知層（采油機(jī)側(cè)）

• 視頻監(jiān)控設(shè)備

防爆高清攝像頭：部署于抽油機(jī)曲柄、減速箱、井口等關(guān)鍵部位，支持4K分辨率、H.265編碼、紅外夜視。

熱成像攝像頭：監(jiān)測電機(jī)、軸承溫度異常（如FLIR A50）。

• 傳感器集群

振動(dòng)傳感器：采集曲柄軸、減速箱振動(dòng)頻譜，診斷機(jī)械故障。

電參傳感器：監(jiān)測電壓、電流、功率因數(shù)，識(shí)別電機(jī)過載。

環(huán)境傳感器：檢測井口壓力、溫度、氣體濃度。

• 控制終端

PLC/RTU：接收指揮中心指令，調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次、啟停。

2. 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

采油機(jī)側(cè)選用工業(yè)級(jí)5G CPE（兆越MWG-3000系列），支持IEEE802.11a/b/g/n/ax,最高速率1800 Mbps，-40℃~75℃寬溫工作，內(nèi)置雙SIM卡冗余。可同時(shí)連接串口設(shè)備、以太網(wǎng)設(shè)備和WIFI設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)透明傳輸功能、路由功能。

指揮中心選用工業(yè)級(jí)三層交換機(jī)，最大可支持48個(gè)1000M端口+8個(gè)10G SFP擴(kuò)展槽，在電源設(shè)計(jì)上，提供2路電源可冗余備份使用。可支持三層路由功能：靜態(tài)路由、策略路由、RIP V1/2、OSPF、IS-IS、BGP、虛擬路由冗余協(xié)議VRRP，組播路由，IPv6等，并支持Console、Telnet、Web多種管理方式。

系統(tǒng)功能

1. 實(shí)時(shí)狀態(tài)感知

• 視頻監(jiān)控：5G CPE將視頻流實(shí)時(shí)回傳，指揮中心全景監(jiān)控抽油機(jī)運(yùn)行。
• 傳感器數(shù)據(jù)：振動(dòng)、電參、角位移、溫度等數(shù)據(jù)上傳，云端生成健康評(píng)分曲線。

2. 自動(dòng)遠(yuǎn)程控制

• 智能調(diào)速：AI根據(jù)井下壓力數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖次（如從5次/分鐘降至3次/分鐘）。
• 緊急停機(jī)：熱成像檢測到電機(jī)溫度>120℃時(shí)，立即觸發(fā)停機(jī)指令（響應(yīng)時(shí)間<1秒）。

3. 異常告警機(jī)制

三級(jí)告警體系：

一級(jí)（輕微異常）：振動(dòng)幅度超閾值10% → 本地聲光報(bào)警。

二級(jí)（中度風(fēng)險(xiǎn)）：井口壓力持續(xù)升高 → 短信通知運(yùn)維人員。

三級(jí)（嚴(yán)重故障）：氣體濃度達(dá)到爆炸下限 → 聯(lián)動(dòng)停機(jī)+啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。

產(chǎn)品介紹

MWG-3610卡軌式工業(yè)5G CPE

• 全網(wǎng)通支持電信、聯(lián)通、移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)
• 向下兼容電信、聯(lián)通、移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)
• 支持1個(gè)10G/1000M光口（WAN/LAN）
• 支持5個(gè)10/100/1000Mbps 網(wǎng)口
• 支持1個(gè)RS232或RS485鳳凰端子接口
• 支持IEEE802.11a/b/g/n/ax,最高速率1800 Mbps
• 支持防火墻、NAT、ACL等安全策略功能
• 支持多種 VPN功能
• DC 12V供電，卡軌式安裝，適用于工業(yè)環(huán)境

Cronet CC-345256口機(jī)架式三層工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)

• 最大支持48個(gè)1000M端口+8個(gè)10G SFP擴(kuò)展槽
• 支持MR-Ring快速環(huán)網(wǎng)（自愈時(shí)間<20ms），兼容STP/RSTP/MSTP生成樹協(xié)議
• 支持芯片上的分組處理，巨幀支持12KB
• 支持ACL,對(duì)L2-L4層數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾
• 支持QoS，基于端口的流量監(jiān)管， WRR、DRR、SP、隊(duì)列調(diào)度算法、報(bào)文的802.1p
• 支持靜態(tài)路由、策略路由、RIP V1/2、OSPF、IS-IS、BGP、虛擬路由冗余協(xié)議VRRP
• 支持IP組播PIM-SM、PIM-DM
• 支持IPv6路由 OSPFv3、BGP4、ISISv6
• 滿足工業(yè)4級(jí)電磁兼容性，IP30等級(jí)，無風(fēng)扇設(shè)計(jì)