海上油气田各种通讯方式的应用

摘要：海洋平台的建造在海洋工程及海上石油开发都具有重要作用。如果在海洋油田开发过程中，通信上出现问题，就会降低海洋油田的开采效率，增加工作人员的风险，甚至可能会造成海洋环境的污染，威胁海洋生物的多样性。本文结合我国海洋石油开采的实际情况，通过海上目前的通信方式及未来新的方式进行详细探讨，主要阐述了各种通信方式的特点，并针对这些特点提出了几点建议，主要的目的在于为海上石油的开采实践提出科学、合理的、经济的通信方式。

0引言

随着经济发展，我国的互联网技术、大数据、云计算、自动化技术都在不断发展，人们的通信方式也在发生着变化，我国在通讯方式上的理论不断完善，应用范围也在逐渐扩大。同时，随着我国经济的发展，对石油的需求逐年增加，除了大量从国外进口，国内也需要加大开采力度。我国大多数炼油行业都实现了工业自动化控制，这可以提高工作的效率，减少人工费用。但是由于在海上作业十分困难，及时的沟通以及交流十分重要。为了更好的适应我国海洋石油的发展，采用先进的通信技术以及设备，成为了海上石油开采工作的必要前提[1-2]。

1海洋石油钻井平台

1.1主要含义

海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施。海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要有自升式和半潜式钻井平台。

1.2钻井技术特点

(1)质量要求高、范围广泛。现在我国的钻井平台以移动式为主要的平台，移动式并非在固定的海域中工作，它可以适应不同的海域、水的深度以及方位。从移位、就位以及生产作业来看，就注定了钻井平台工作的要求十分高。

(2)可靠性强，使用寿命长。海洋平台由于是在海上作业，就不可避免的会受到风、浪、流的侵蚀，甚至还要考虑到台风、结冰以及地震等等因素的影响，这些自然灾害对海洋平台的破坏性尤其大。其次，一般来说，要经过25~40年，才会对钻井平台进行维修，因此，对其的防腐性以及焊接工艺就会有更高的要求。最后，钻井平台所使用的材料都是特殊的钢材，主要的目的是为了保证海洋工程的质量，故其建造工艺也十分高。总的来说，这些都足以体现海洋钻井平台的可靠性。

(3)安全性能高、技术复杂。随着可持续发展战略的提出、环境友好型社会的提出，加之在海洋石油装置上，发生了众多的海损事故，以及目前海洋石油开采区域逐渐向深海发展，人们对海洋石油开采设备的安全性能提出了一系列的要求。

海洋石油钻井平台涉及到众多的学科，其结构设计与分析需要考虑众多因素。因此，想要解决海洋石油开发在海洋中定位、建立海上固定平台或深海浮动式平台的泊位、浮动状态的海上钻井、完井、油气水分离处理、废水排放和海上油气的储存、输送等一系列难题。就需要运用各个学科的知识，运用先进的技术，比如当代造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机电与液压技术、现代环保与防腐蚀技术等。

2光纤通信

2.1含义

简单来说，由玻璃或者是塑料制成的纤维，当用作其光的传导工具的时候，就被称之为光纤。目前，海上的平台主要的通信方式之一是单模光纤，它是一种只能传导一种模式的光纤，因此就具有容量大的特点，光纤的通讯载波的频率比电信号大千万;同时也具有距离远等优势，从而避免了模式发生色散。多模光纤在海上平台也有使用，但是不如单模广泛，多模光纤更加适用于中短距离以及小容量的光纤通信系统。

总之，相对于海底光缆来说，光纤可以用于传输海陆以及海上各平台之间产生的相关数据。光纤不仅仅可以提高平台各部门工作的效率，同时它低廉的成本也是其得到广泛应用的重要方式之一。

2.2优缺点

首先，信号干扰少，拥有良好的保密性能。其次，具有良好的抗电磁性，在传输信号上性能较好，相对于电通信来说，光纤通信可以解决各种电磁干扰的问题。最后，单单从光纤本身来看，光纤的尺寸小，适应性强，海上的工作条件十分恶劣，稍不注意，平台上的设备就会发生损坏、腐蚀等情况。

2.3举例

以中国海油东方气田为例，在这个油气田中，包含了CEP中心平台以及一个无人井口生产平台，这两座平台有四千米的距离，两个平台之间铺设光纤海底的复合电缆。动力电缆为其提供动力，两座平台之间的语音、数据以及图像的传输是通过8芯单模的光纤来实现的。从这一平台的生产以及海上作业来看，它的通信容量相比于之前，增加了10000倍。在加上光纤本是非金属的介质材料，是一种适应的材质，其光波的波长为1550nm，衰减之后可降到0.2Db/km，因此它的传输距离十分远。

总之，光纤通信系统在保证两个平台之间的有效通信上起了重要保障，但是这种通信方式也并非全是优点，如在单独铺设光缆时，成本反而会增加。同时它也容易受到外力的破坏，主要的原因在于光纤的质地脆，机械强度不够高。因此，在选择通信方式的时候，还应当全面考虑海底的铺设以及日常维修等等问题。

3卫星通信

3.1含义

卫星通信指的是一种利用人造卫星作为传输的中转站来转发或者说发射无线电波的一种通信方式。也可以说这是一种在两个以上设在地球表面的无线电通信站之间进行信息传输的一种通讯方式。这一方式也在海洋石油平台得到广泛的应用，大多数的油田群基本上都配置了一个及以上可以与陆地进行通信的地面卫星站。除此之外，在许多石油平台的移动船舶上，也配备了多种卫星系统，比如海事卫星以及Kn波段的自动跟踪卫星。为了更好的与陆地实现互通，卫星通信是十分重要的。

3.2优势

(1)具有较强的稳定性。作为海陆通信的主要方式，由于卫星使用的是高频的方式进行传输，所以人为的干扰十分少，从而可以使其保持稳定。卫星通信同时还具有带宽高的优点，它能够灵活的调整带宽。根据调查，在目前的海油平台中，互联网以及邮件都可以用卫星进行传输，所以它的业务范围也十分宽广。

(2)传输距离远，不受地域的限制。卫星传输具有一个极大的优势就是能够覆盖在全球范围内，当需要进行深海操作的时候，卫星通信最为使用。一旦建好站点，就能够进行通信，由于海上石油行业工作地点的特殊性，最好的方式是采用无线的通讯方式，该通讯方式能够通过不同工作进行建站的调整，难度以及成本比海底电缆更小。

3.3举例

我国的海油文昌油田为例，该油田位于我国南海，与湛江相聚300km，主要包括了两个井口生产平台以及一个FPSO的生产储油装置。为了与陆地保持联系，卫星通信是最好的方式。天线、室外的单元以及室内的单元是主要的设备。在文昌油田与湛江的陆地进行信息传输的时候，通信卫星会先将一个无线电通信站发出的信号进行放大、频率的转换以及数据的处理，然后在转发到另外的无线电通信站，从而实现语音、传真、图像以及数据等等信号的传输。由此可以看出，在面对远距离的通信上的时候，卫星通信更具优势。同时，卫星是以“广播”的方式进行传播的，所以可以卫星共用，从而实现站与站之间的通信，这使得通信方式变得更加灵活。尽管如此，卫星通信也有其劣势，比如它的链路租金比较高，卫星链路是一笔不小的支出，企业需要考虑其成本。还是存在较多的干扰问题，由于卫星接收的信号比较多，这就会存在各方面的干扰，电磁干扰、杂波干扰等等，自然环境对卫星通信的影响比较大，当出现雨雪天气的时候，就会影响到其系统的工作。

4微波扩频通信

微波扩频通信目前得到了行业内广泛的认可。这是一种通过放大传输信号的射频信号，然后用伪随机噪声码对原本的信号码进行扩频调制的一种通讯方式。这一种通信方式更常在平台的内部交流中使用，主要作为中心平台以及生产平台之间的信息传输。该系统主要是油田群的中心平台设置中心站，然后在油田群的生产平台设置外围站。它具有以下优势：一次性建构即可终身免费使用，该系统建构起来难度较低，不仅不需要铺设海底的线路，也无需租用卫星系统;抗干扰性十分强;保密性能十分好，因此用于内部交流，相对于其他信号，它难以被发现;不会对其他系统构成干扰。

根据以上优势，目前国内外诸多国家都划出了微波扩频通信的专用频带。这一通信方式得到了广泛的应用。

5结语

随着经济全球化以及科学技术的发展，我国的海洋石油工业也呈现迅猛发展之势，各种海洋石油开发的工程技术以及设备在逐渐进步，我们也在不断更新着相应的通信方式，目的就是更好的适应目前的技术变化，为其更好的服务，更加先进、科学的技术为石油的开采提供了重要的保障。本研究以三种通讯方式为主要研究中心，分析了各自的优势以及特点，这说明，未来的通信方式会更加先进，也将会出现新的通信方式——水声通信来促进海洋石油平台开采作业的发展，促进整个石油行业的发展。

参考文献：

[1]万青霖.海洋石油平台多种通信方式的应用概述[J].中国海洋平台，2016,31(06):9-14.

[2]周暐.微波通信技术在海洋石油行业的应用[J].石油和化工设备，2020,23(03):56-57.