CO?注氣開采石油中的無線應(yīng)用（西安車輛制造廠某油田鉆探項(xiàng)目簡報(bào)）

特別聲明：文章及方案圖片皆為達(dá)泰電子原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載請標(biāo)明出處。

一、應(yīng)用背景

在傳統(tǒng)的石油開采過程中，只能采收到地下源油儲層中約30%至40%的石油。二氧化炭強(qiáng)化石油開采技術(shù)是一種利用二氧化炭來提高石油采收率的技術(shù)。將工業(yè)尾氣中的二氧化炭被捕集起來，注入油田地下油層，把源油"驅(qū)趕”出來，同時(shí)就地封存。通過二氧化炭強(qiáng)化石油開采技術(shù)，可以將整個(gè)采收率提高到50%以上，從而提高石油資源的利用效率。按照1噸二氧化炭可驅(qū)出0.25噸源油計(jì)算，年增產(chǎn)源油約20余萬噸，從而實(shí)現(xiàn)石油增產(chǎn)和碳減排雙贏。
二氧化炭強(qiáng)化石油開采技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，它可以提高石油的采收率，從而延長了石油儲量的使用壽命。其次，二氧化炭是一種環(huán)保、可循環(huán)利用的氣體，不會(huì)對環(huán)境造成污染。此外，二氧化炭強(qiáng)化石油開采技術(shù)還可以減少溫室氣體的排放，有利于應(yīng)對氣候變化。該技術(shù)對搭建“人工碳循環(huán)”模式具有重要意義，成功助力我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

二、產(chǎn)品介紹

達(dá)泰DTD418MB采用 2x2 兩發(fā)兩收無線架構(gòu)，空中傳輸速率高達(dá) 300Mbps，兼容西門子S7協(xié)議、Profinet協(xié)議、Modbus TCP/IP等通訊協(xié)議，并采用 OFDM 調(diào)制及 MINO 技術(shù)，使無線可靠傳輸距離達(dá)到1KM范圍內(nèi)均可使用。
DTD418MB 不僅能與 PLC、DCS、智能儀表及傳感器等設(shè)備組成無線測控系統(tǒng)，同時(shí)能與組態(tài)軟件、 人機(jī)界面、觸摸屏、測控終端等工控產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的遠(yuǎn)程無線組網(wǎng)，將分散不便于挖溝布線的設(shè)備連接在一起，不需要編寫程序，不需要布線，并且穩(wěn)定可靠。

三、產(chǎn)品選型

達(dá)泰歐美系PLC無線通訊終端-DTD418M

五、現(xiàn)場需求

某油田鉆探井下技術(shù)作業(yè)公司，是集生產(chǎn)科研、技術(shù)服務(wù)于一體的油田工程技術(shù)服務(wù)企業(yè)。某西安車輛制造廠本次承接的液態(tài)二氧化炭儲罐項(xiàng)目，主要用于二氧化炭強(qiáng)化石油開采技術(shù)。
二氧化炭強(qiáng)化石油開采技術(shù)，須先深入了解石油儲層的地質(zhì)特征和二氧化炭的作用機(jī)制?，F(xiàn)場有8輛二氧化炭罐裝車，每輛罐車上有4臺液態(tài)二氧化炭儲罐，每臺罐的尾部都裝有一臺西門子S7-200 smart PLC。在注入二氧化炭的過程中，中控室S7-1500 PLC嚴(yán)密監(jiān)測現(xiàn)場多臺液態(tài)儲存罐體內(nèi)的流量、壓力、液位、溫度信號等參數(shù)，并在HMI端顯示，可以實(shí)時(shí)優(yōu)化注入?yún)?shù)和流體流動(dòng)模式。
由于長時(shí)間暴露在高溫、高壓和含有腐蝕性物質(zhì)的環(huán)境下，油田的管線易被腐蝕損壞，更換和維護(hù)成本大，不方便布線。因此采用無線方式來實(shí)現(xiàn)碳儲罐體與中控室之間的無線通訊需求，從而降低和減少事故發(fā)生，提高安全系數(shù)。

設(shè)計(jì)要求：

1.中控室西門子S7-1500PLC需要實(shí)時(shí)監(jiān)控在二氧化炭注氣過程中，碳儲罐內(nèi)的流量、壓力、液位、溫度信號等數(shù)據(jù)。

2.碳儲罐采用西門子S7-200SMART PLC采集各項(xiàng)參數(shù),遠(yuǎn)程傳輸?shù)街锌厥襍7-1500PLC端。

3.中控室、二氧化炭罐裝車距離200米左右，中間有鋼架等隔擋物。

六、無線解決方案

由于石油開采現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，有很大的安全隱患，無線方案的設(shè)計(jì)還需考慮到同時(shí)傳輸多臺罐體的數(shù)據(jù)，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測注入過程中二氧化炭的相態(tài)變化。穩(wěn)定和高實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)交互，可以及時(shí)調(diào)整和維護(hù)注氣參數(shù)，避免影響地層滲流影響石油的流動(dòng)和開采率。
考慮上述因素，達(dá)泰PLC無線通訊專家決定使用33塊達(dá)泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，通過RJ45接口在S7協(xié)議下，完成中控室和罐體1主32從的PLC無線以太網(wǎng)通訊。在中控室S7-1500 PLC端及32臺碳儲罐的S7-200 SMART端分別安裝一塊達(dá)泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，即可以實(shí)現(xiàn)中控室與32臺碳儲罐之間數(shù)據(jù)無線傳輸。不僅提高了石油資源的開采利用率，而且對于減少碳排放、推動(dòng)綠色能源發(fā)展具有重大意義。
無線通訊方案示意圖 ▼

七、無線方案的好處

1. 節(jié)省改造周期及維護(hù)成本，提高生產(chǎn)效率：免除布線維護(hù)困擾，操作安全性、連貫性及開采效率大幅度提高。

2. 多套無線通訊終端同時(shí)使用，互不干擾：無線通訊終端的內(nèi)部程序采用信道加密單一通信，即使多臺無線設(shè)備同時(shí)工作，也不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備互相干擾的情況。

3. 實(shí)現(xiàn)石油增產(chǎn)和碳減排雙贏：顯著提高石油采收率，降低碳排放，配合支撐石化能源企業(yè)綠色低碳持續(xù)發(fā)展，持續(xù)為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出重要貢獻(xiàn)。

4. 安裝簡便，接線即用：可以直接代替有線以太網(wǎng)線，兼容主流PLC通訊協(xié)議。通電接線即可使用，不需要編程，電工就可以安裝。

5. 獨(dú)立組網(wǎng)，無運(yùn)行費(fèi)用：該設(shè)備采用的是達(dá)泰全數(shù)字無線加密傳輸方式，不依賴云平臺或廠區(qū)局域網(wǎng)搭建，屬于無線自組網(wǎng)通訊方式，后期無運(yùn)行費(fèi)用。

八、成功案例

大洋泊車股份有限公司，汽車回轉(zhuǎn)盤與就地程控柜之間無線通訊，10米
西安比亞迪工廠，控制柜PLC與傳送帶17個(gè)托盤無線數(shù)據(jù)交互
中達(dá)電子(蘇州)有限公司，生產(chǎn)線工位與AGV小車加料無線程控，300米
寧波金田銅業(yè)，給料車和地面PLC無線通訊，500米
西安盛鵬石油科技有限公司，石油鉆井用，200M
江陰蘇龍熱電有限公司，碼頭裝/卸船機(jī)與地面連鎖信號無線，5KM
江蘇朝陽液壓機(jī)械集團(tuán),200smart之間無線通訊
山東重聯(lián)電動(dòng)車輛制造有限公司,S7-1200之間無線通訊
吉林碳素廠，行車與地面PLC之間無線通訊
河北西斯派爾機(jī)械配件有限公司，叉車PLC無線控制
天津四院汽車設(shè)備制造有限公司，AGV小車和設(shè)備之間無線控制，300米
江西理工大學(xué)，移動(dòng)小車上2路模擬信號傳到PLC上，100M
鄒平海大工控設(shè)備有限公司,送料小車和S7-300PLC之間無線通訊,100米
湖南博云東方粉末冶金有限公司，5個(gè)工位信號呼叫和PLC無線通訊，200m
蘇州安利捷起重機(jī)電，控制頂部小車和地面輸送線（編碼器）同步隨行，30m
中國汽車工業(yè)工程有限公司，PLC無線喚醒AGV小車，50m
安徽通利自動(dòng)化設(shè)備有限公司，編碼器與S7-1200之間通訊，1KM

九、公司介紹

西安達(dá)泰電子有限責(zé)任公司創(chuàng)立于2002年，是一家集工業(yè)無線產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的“智”造企業(yè)，產(chǎn)品具有“可靠、簡單、智能”的特點(diǎn)，能夠直接取代傳統(tǒng)線纜，實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)信號的無線傳輸，近20年間，達(dá)泰先后獲得多項(xiàng)發(fā)明認(rèn)證，被評為企業(yè)，常年與國內(nèi)top50高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作、水泥行業(yè)供應(yīng)商，參與沿線國家建設(shè)項(xiàng)目，同時(shí)也逐步組建起了一支具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)的PLC無線通訊團(tuán)隊(duì)，為客戶提供技術(shù)保障。現(xiàn)已為國內(nèi)外超30000家工廠企業(yè)成功實(shí)現(xiàn)近15萬個(gè)無線采集測控方案設(shè)計(jì)和改造項(xiàng)目，投入使用的設(shè)備超100萬套。DTD1系、4系無線產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于水泥，冶煉，發(fā)電，煤炭，化工等復(fù)雜惡劣的工業(yè)場合，平均連續(xù)使用壽命超過5年以上。