二氧化碳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)，轉載請標明出處。

一、應用背景

通過二氧化碳強化石油開采技術，可以將整個石油采收率提高到50%以上，從而提高石油資源的利用效率。按照1噸二氧化碳可驅出0.25噸原油計算，年增產原油約20余萬噸，從而實現(xiàn)石油增產和碳減排雙贏。
二氧化碳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，二氧化碳是一種環(huán)保、可循環(huán)利用的氣體，不會對環(huán)境造成污染。此外，二氧化碳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。

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二、產品介紹

達泰DTD418MB采用 2x2 兩發(fā)兩收無線架構，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 調制及 MINO 技術，使無線可靠傳輸距離達到1KM范圍內均可使用。
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、測控終端等工控產品實現(xiàn)點對點和點對多點的遠程無線組網，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、產品選型

達泰歐美系PLC無線通訊終端-DTD418M

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四、現(xiàn)場需求

某油田鉆探井下技術作業(yè)公司，是集生產科研、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)二氧化碳儲罐項目，主要用于二氧化碳強化石油開采技術。
二氧化碳強化石油開采技術，須先深入了解石油儲層的地質特征和二氧化碳的作用機制?，F(xiàn)場有8輛二氧化碳罐裝車，每輛罐車上有4臺液態(tài)二氧化碳儲罐，每臺罐的尾部都裝有一臺西門子S7-200 smart PLC。在注入二氧化碳的過程中，中控室S7-1500 PLC嚴密監(jiān)測現(xiàn)場多臺液態(tài)儲存罐體內的流量、壓力、液位、溫度信號等參數，并在HMI端顯示，可以實時優(yōu)化注入參數和流體流動模式。
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。

設計要求：

1.中控室西門子S7-1500PLC需要實時監(jiān)控在二氧化碳注氣過程中，碳儲罐內的流量、壓力、液位、溫度信號等數據。

2.碳儲罐采用西門子S7-200SMART PLC采集各項參數,遠程傳輸到中控室S7-1500PLC端。

3.中控室、二氧化碳罐裝車距離200米左右，中間有鋼架等隔擋物。

五、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據，以便實時監(jiān)測注入過程中二氧化碳的相態(tài)變化。穩(wěn)定和高實時性的數據交互，可以及時調整和維護注氣參數，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無線通訊團隊決定使用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臺碳儲罐之間數據無線傳輸。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 ▼

六、無線方案的好處

1. 節(jié)省改造周期及維護成本，提高生產效率：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，無運行費用：該設備采用的是達泰全數字無線加密傳輸方式，不依賴云平臺或廠區(qū)局域網搭建，屬于無線自組網通訊方式，后期無運行費用。

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七、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)無線產品研發(fā)、生產、銷售于一體的“智”造企業(yè)，產品具有“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)數據信號的無線傳輸，近20年間，達泰先后獲得多項發(fā)明，常年與國內top50高校進行產學研合作、水泥行業(yè)供應商，同時也逐步組建起了一支具有豐富現(xiàn)場經驗的PLC無線通訊團隊，為客戶提供多方位的技術保障?，F(xiàn)已為國內外超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。

八、成功案例

◆ 大洋泊車股份有限公司，汽車回轉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個托盤無線數據交互
◆ 中達電子(蘇州)有限公司，生產線工位與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/卸船機與地面連鎖信號無線，5KM
◆ 江蘇朝陽液壓機械集團，200smart之間無線通訊
◆ 山東重聯(lián)電動車輛制造有限公司，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
◆ 河北西斯派爾機械配件有限公司，叉車PLC無線控制
◆ 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
◆ 江西理工大學，移動小車上2路模擬信號傳到PLC上，100M
◆ 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
◆ 湖南博云東方粉末冶金有限公司，5個工位信號呼叫和PLC無線通訊，200m
◆ 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
◆ 安徽通利自動化設備有限公司，編碼器與S7-1200之間通訊，1KM