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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(jiǎn)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(qǐng)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(chǔ)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(zhǎng)了石油儲(chǔ)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(duì)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(duì)氣候變化。該技術(shù)對(duì)搭建“人工碳循環(huán)”模式具有重要意義，成功助力我國(guó)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(cè)控系統(tǒng)，同時(shí)能與組態(tài)軟件、 人機(jī)界面、觸摸屏、測(cè)控終端等工控產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)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(chǎng)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?jī)?chǔ)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(chǔ)層的地質(zhì)特征和二氧化炭的作用機(jī)制�，F(xiàn)場(chǎng)有8輛二氧化炭罐裝車，每輛罐車上有4臺(tái)液態(tài)二氧化炭?jī)?chǔ)罐，每臺(tái)罐的尾部都裝有一臺(tái)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(cè)現(xiàn)場(chǎng)多臺(tái)液態(tài)儲(chǔ)存罐體內(nèi)的流量、壓力、液位、溫度信號(hào)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(zhǎng)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(chǔ)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(chǔ)罐內(nèi)的流量、壓力、液位、溫度信號(hào)等數(shù)據(jù)。

2.碳儲(chǔ)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(chǎng)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(tái)罐體的數(shù)據(jù)，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(tái)碳儲(chǔ)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(tái)碳儲(chǔ)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(duì)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(tái)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(jiǎn)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(tái)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
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
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