中联偏远地区卫星网络项目建设研究

随着钻完井年工作量突破 1000 口的背景下，数据传输和实时决策的需求日益迫切。本文所设计的项目采用先进技术和专业设备，涵盖网络规划、设备安装调试及系统优化等环节，致力于提升偏远井场信息化水平，打造易于复制推广的网络建设方案，为无网络或网络中断井场积累经验，验证其建设的可行性。

1 卫星网络项目建设目标和范围

1.1 项目目标

本项目建设的目标包括如下的2 点：（1）完成作业数据的同步传输、作业实时决策；（2）实现数据的及时回传、作业场站远程监控。

1.2 项目范围

2025 年在神府、晋西以及晋太等区域范围进行作业井场的建设，包括钻完井偏远井场（无 4G 信号）与钻完井重点井场（重点探井井场与水平井井场）。其中，钻完井通信链路建成后，会随着作业管理需求进行移动式迁移的过程，完成对钻完井重点作业区域的网络覆盖。

2 卫星网络项目建设方案

2.1 钻完井井场网络建设技术架构

对于单井场卫星传输而言，在井场架设卫星地面站，经由卫星终端站传输信号，实现作业现场的网络通信目的；对于大井场卫星传输而言，大井台同井场不同钻机、邻近井场钻机通过自组网设备组建局域网，通过卫星终端站传输信号，从而实现作业现场的网络通信。

2.2 井场网络体系架构

在偏远的井场通过现场采集工具采集数据，借助中星 26 号网络完成数据安全传送，从井场传输至天河陆地服务器。由天河陆地服务器将数据转发至中海油 DMZ 云服务器。将数据输入至中海油内网，存储于中联内网服务器中。在中联内网中进行数据的安全式交互过程，确保得井场中的数据能够通过 RFS（实时可视化决策系统）加以分析和应用。可见下图1 所示：

2.3 井场网络体系项目规模

（1）钻完井井场：建设 3+1 套网络设备，通过合理优化作业的顺序，流转式应用设备，最大化地发挥设备的使用效率；预计设置 100 口井，年均 10 % 钻完井作业量。

（2）单井场卫星传输场景：结合中联公司作业井场分散特点，建设3 套场景，至少满足全年60 口井的作业量；

（3）大井场卫星传输场景：大力推广大井台、卫星井台作业，建设1 套，至少满足40 口井作业。

2.4 项目实施规范

2.4.1 项目规范要求

（1）基本要求：落实国家政策，合理利用资源，结合通信技术发展确保技术水平适应未来需求。考虑经济效益，确保系统可用性和可靠性，预留改建或扩建空间和接口，设备容量兼顾近期和远期。

（2）设备选址：卫星部署与安装需选择视野开阔无遮挡处，考虑地形影响选最佳位置。地面站与录井房保持适当距离，考虑人员可达性、设备连接便利性和安全因素，避免干扰。

（3）布线原则：安全、整齐、美观。规划走向，根据现场实际情况，以架空或者地埋的方式进行铺设，深度范围在30-50cm，确保施工质量和电缆安全，标识清晰以便维护管理。

（4）干扰协调：考虑与地面微波等无线设备系统干扰问题，进行电磁兼容性分析，通过合理措施协调避免干扰。

（5）设备配置：按方案将网络设备装在机柜内合理布局连接，依次完成卫星设备、交换机、防火墙等网络设备的配置，并确保设备运行稳定正常化。

（6）设备布置与抗震加固：确定布置方式和抗震措施，考虑设备重量尺寸功能分配空间，按地震烈度采取措施确保设备安全。基座要求包括总平面设计合理、机柜尺寸与散热合适、天线基础施工规范有承载能力、接地防雷符合标准。

（7）供电：为确保可靠性与稳定性，采用双电源及蓄电池组等举措，同时需留意电压的稳定性。配置 UPS（不间断电源）电源系统，为关键设备提供持续、稳定的电力供应。定期检查电池状态、测试电源输出、清洁设备等。

2.4.2 项目规划原则

（1）全面性原则：现场规划工作涵盖所有与偏远井场网络建设项目相关的方面，包括电源、位置、环境、地质、电磁等，确保无重要因素遗漏。

（2）准确性原则：用专业设备和方法，确保获取的数据准确可靠。（3）安全性原则：重点关注建设区域安全因素，包括地质灾害风险、电源安全等，确保项目建设和运行不对人员和环境造成危害。

（4）协调性原则：与周边环境和其他通信系统进行协调，避免产生冲突和干扰。如与地面微波接力系统进行干扰协调。

2.4.3 机柜布局与安装规范

（1）机柜分区

机柜由上至下分为交流分配单元、有源设备、卫星设备、电池组四个区域，这种分区利于设备布局合理及维护管理，需关注区域间电缆连接和散热以确保设备正常运行。

（2）机柜安装要求

机柜与安装地平面保持垂直，偏差度不超 3 毫米，水平误差不大于 2 毫米，用水平仪和铅垂线测量调整确保安装精度，注重固定与支撑防止位移倾斜。依据设备尺寸重量设计底座，与地面牢固固定，可采用膨胀螺栓等方式确保底座可靠。设备及部件在机柜精准定位并稳固固定后安装，按说明书操作确保安装正确牢固，关注电缆连接与散热保障设备运行。

（3）线缆引入与布线

缆线从机柜下方进入，沿后方两侧走线槽向上引入配线架，单根线缆色标与跳线架一致，大对数线缆按标准色谱排序，确保电缆排列整齐便于维护管理，做好标识和固定确保连接可靠。

（4）机柜内部处理

标识统一、清晰、美观，进出线缆孔洞用防火胶泥封堵防止火灾，做好防鼠、防虫、防水、防潮处理及防雷接地保护，保护设备和电缆不受外界影响，防止雷电破坏设备。

2.5 钻完井数据传输协议

在整个数据传输过程中，凸显路由段间的配置及其作用。具体而言，从井场到公网卫星再到天河陆地服务器这一路由段，需要根据获取的公网 IP 完成井场网络设备间的链接及配置，同时要完成井场至天河的端对端协议配置，确保数据能够准确、高效地从井场传输至天河陆地服务器。当数据到达天河超算中心后，由天河陆地服务器转发至海油 DMZ云服务器的路由段，需要海油 DMZ 云中心协助完成至天河的路由和协议配置，以保障数据在此环节能够顺利地传输。从海油 DMZ 云服务器转发至随钻实时数据传输服务器的路由段，须严格遵循数据传输协议原则，确保数据能够准确无误地被接收、处理和存储，为中联内网客户端提供可靠的数据服务。见下图2 所示：

3 结语

本项目实施将提供全面、高效的网络解决方案，在网络架构设计、辅助数据传输优化和网络安全方面打造模块化且便于复制推广的方案，为后续无网络井场或网络中断井场处置积累经验，提升生产效率和实时决策能力，有信心克服各类风险和困难，达成预期目标，为陆地偏远井的网络建设发挥最大效能。

参考文献

[1] 李军 . 偏远地区井场卫星网络优化设计与实现 [J]. 录井工程 ，2014，1：64-66.

[2] 李英灿. 卫星通信在偏远地区消防救援通信保障中的应用[J].通讯世界 ，2021，1：76-77.