來源:The Industrial Wireless Book
This case study relates to the use of a wireless SCADA system located in an oil field in the Permian Basin of West Texas, USA. The CO2 Group of Kinder Morgan decided to use wireless networks to monitor CO2 injection equipment in an arid, wild and generally inhospitable area of the world.
Kinder Morgan公司的CO2設備,這個案例論及美國德州西部二疊紀盆地油田無線SCADA系統(tǒng)的應用。Kinder Morgan公司的CO2小組(The CO2 Group)決定在這片干旱荒涼的不毛之地采用無線網(wǎng)絡來監(jiān)控二氧化碳注入設備。
二疊紀盆地,顧名思義,就是位于德州西部和臨近的墨西哥州東南部的一個大片碗形地區(qū)。上萬年前,這一地區(qū)是一片二疊紀海洋。隨著時間的推移,海水向南退卻到墨西哥灣,在這個蒸發(fā)多于雨水的炎熱干旱地區(qū)留下一片內(nèi)海。結果,這個沉積物和礦產(chǎn)豐富的地區(qū)變成了世界上最多產(chǎn)的油田之一。
Kinder Morgan公司是美國最大的石油天然氣公司之一,其CO2小組位于德州Snyder市。
二氧化碳經(jīng)常被用于提高石油采收率,它是一種自然存在的氣體,除了大氣中,還大量分布于地下。地下CO2不同于地上,它是一種介于氣體和液體的亞穩(wěn)態(tài)。當其涌出地面之上(溢流),這種泡沫復合物和石油混合在一起。在壓力之下它將浮出水面。人們曾經(jīng)認為這個地方的石油沉淀已經(jīng)干涸耗盡了,如今在注入二氧化碳幫助下,油田又重新恢復生產(chǎn)。
中央控制室:所有傳送均由無線完成冷卻氣體與水一起通過地面上的壓力泵注入地下。CO2迫使石油涌出地表并進行凈化和處理。二氧化碳氣體和水也將重回地面得以循環(huán)利用。
油田本身所占的德州120萬平方英里的土地,全部由中央辦公室監(jiān)控。在九十年代,Kinder Morgan公司依靠配備無線電的卡車監(jiān)控400個獨立生產(chǎn)點,還有一個使用9600波特率連續(xù)無線通信的200站點網(wǎng)絡,并使用VSAT(甚小孔徑終端系統(tǒng))衛(wèi)星網(wǎng)絡監(jiān)控井口。
網(wǎng)絡數(shù)據(jù)率偏低和VSAT依賴天氣的本性使得人們重新考慮無線策略。通過Cain電氣供應公司,Kinder Morgan CO2 小組已開始把系統(tǒng)遷移到基于施耐德 Modicon PLC和太陽能供電的Locus 工業(yè)無線裝置的SCADA系統(tǒng)。
無線網(wǎng)絡
無線節(jié)點:Locus無線通信節(jié)點傳輸數(shù)據(jù):壓力、流速、溫度、電壓、振動和硫化氫. 新的網(wǎng)絡使用44個節(jié)點的Locus OS2400-485 無線裝置連接施耐德Modicon PLC。網(wǎng)絡每30分鐘輪詢一次站點,在43個注入井和位于Snyder公司南方辦公室之間傳輸連續(xù)Modebus數(shù)據(jù)(19200波特)。網(wǎng)絡傳遞信息包括:井壓,流速、溫度、電壓、振動和硫化氫水平。
現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)通過Locus無線網(wǎng)絡傳回控制中心并輸入到Intellution軟件包。無線網(wǎng)絡在無故障時間上表現(xiàn)卓越。
Locus網(wǎng)絡最初只有四個無線站點,如今已經(jīng)有44個單元,以后還會增加。無線單元能夠擔當一個主機、轉發(fā)器或者簡單設置的遠程終端,這種能力對于網(wǎng)絡擴展非常有用。
Kinder Morgan公司介紹了在SCADA中使用無線技術的一系列好處:
• 通過對注入井的無線監(jiān)控,減少了辦公室外消耗時間;
• 數(shù)據(jù)能夠直接對問題快速響應;
• 一個容易建立和管理的無線網(wǎng)絡使得Kinder Morgan 開始基于自己的需要構建修改系統(tǒng)。
• Kinder Morgan從SCADA系統(tǒng)中采集的數(shù)據(jù)支持更好的規(guī)劃和決策。
• 施耐德和Locus 簡單、直觀的模塊支持公司建立維護自己的控制臺和控制柜。
• 該網(wǎng)絡將很容易擴充,比如添加傳感器、攝像機和其他測量設備等。