CO?注氣開采石油中的無線應用（西安車輛制造廠某油田鉆探項目簡報）

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

一、應用背景

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。二氧化炭強化石油開采技術是一種利用二氧化炭來提高石油采收率的技術。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，同時就地封存。通過二氧化炭強化石油開采技術，可以將整個采收率提高到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噸源油計算，年增產(chǎn)源油約20余萬噸，從而實現(xiàn)石油增產(chǎn)和碳減排雙贏。
二氧化炭強化石油開采技術具有許多優(yōu)點。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，不會對環(huán)境造成污染。此外，二氧化炭強化石油開采技術還可以減少溫室氣體的排放，有利于應對氣候變化。該技術對搭建“人工碳循環(huán)”模式具有重要意義，成功助力我國實現(xiàn)“雙碳”目標。

二、產(chǎn)品介紹

達泰DTD418MB采用 2x2 兩發(fā)兩收無線架構(gòu)，空中傳輸速率高達 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，使無線可靠傳輸距離達到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備組成無線測控系統(tǒng)，同時能與組態(tài)軟件、 人機界面、觸摸屏、測控終端等工控產(chǎn)品實現(xiàn)點對點和點對多點的遠程無線組網(wǎng)，將分散不便于挖溝布線的設備連接在一起，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作業(yè)公司，是集生產(chǎn)科研、技術服務于一體的油田工程技術服務企業(yè)。某西安車輛制造廠本次承接的液態(tài)二氧化炭儲罐項目，主要用于二氧化炭強化石油開采技術。
二氧化炭強化石油開采技術，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制。現(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，可以實時優(yōu)化注入?yún)?shù)和流體流動模式。
由于長時間暴露在高溫、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，更換和維護成本大，不方便布線。因此采用無線方式來實現(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)。

設計要求：

1.中控室西門子S7-1500PLC需要實時監(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采集各項參數(shù),遠程傳輸?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)境復雜，有很大的安全隱患，無線方案的設計還需考慮到同時傳輸多臺罐體的數(shù)據(jù)，以便實時監(jiān)測注入過程中二氧化炭的相態(tài)變化。穩(wěn)定和高實時性的數(shù)據(jù)交互，可以及時調(diào)整和維護注氣參數(shù)，避免影響地層滲流影響石油的流動和開采率。
考慮上述因素，達泰PLC無線通訊專家決定使用33塊達泰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端分別安裝一塊達泰DTD418MB西門子PLC無線通訊終端，即可以實現(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)省改造周期及維護成本，提高生產(chǎn)效率：免除布線維護困擾，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，即使多臺無線設備同時工作，也不會出現(xiàn)設備互相干擾的情況。

3. 實現(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)為實現(xiàn)“雙碳”目標作出重要貢獻。

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. 獨立組網(wǎng)，無運行費用：該設備采用的是達泰全數(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，后期無運行費用。

八、成功案例

寧波金田銅業(yè)，給料車和地面PLC無線通訊，500米
天津四院汽車設備制造有限公司，AGV小車和設備之間無線控制，300米
鄒平海大工控設備有限公司,送料小車和S7-300PLC之間無線通訊,100米
蘇州安利捷起重機電，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

九、公司介紹

西安達泰電子有限責任公司創(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，能夠直接取代傳統(tǒng)線纜，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)信號的無線傳輸，近20年間，達泰先后獲得多項發(fā)明認證，被評為企業(yè)，常年與國內(nèi)top50高校進行產(chǎn)學研合作、水泥行業(yè)供應商，參與沿線國家建設項目，同時也逐步組建起了一支具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗的PLC無線通訊團隊，為客戶提供技術保障?，F(xiàn)已為國內(nèi)外超30000家工廠企業(yè)成功實現(xiàn)近15萬個無線采集測控方案設計和改造項目，投入使用的設備超100萬套。DTD1系、4系無線產(chǎn)品廣泛應用于水泥，冶煉，發(fā)電，煤炭，化工等復雜惡劣的工業(yè)場合，平均連續(xù)使用壽命超過5年以上。