无线SCADA提升油田灵活性

来源：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设备， 这个案例论及美国德州西部二叠纪盆地油田无线SCADA系统的应用。Kinder Morgan公司的CO2小组（The CO2 Group）决定在这片干旱荒凉的不毛之地采用无线网络来监控二氧化碳注入设备。 二叠纪盆地，顾名思义，就是位于德州西部和临近的墨西哥州东南部的一个大片碗形地区。上万年前，这一地区是一片二叠纪海洋。随着时间的推移，海水向南退却到墨西哥湾，在这个蒸发多于雨水的炎热干旱地区留下一片内海。结果，这个沉积物和矿产丰富的地区变成了世界上最多产的油田之一。 Kinder Morgan公司是美国最大的石油天然气公司之一，其CO2小组位于德州Snyder市。 二氧化碳经常被用于提高石油采收率，它是一种自然存在的气体，除了大气中，还大量分布于地下。地下CO2不同于地上，它是一种介于气体和液体的亚稳态。当其涌出地面之上（溢流），这种泡沫复合物和石油混合在一起。在压力之下它将浮出水面。人们曾经认为这个地方的石油沉淀已经干涸耗尽了，如今在注入二氧化碳帮助下，油田又重新恢复生产。 中央控制室：所有传送均由无线完成 冷却气体与水一起通过地面上的压力泵注入地下。CO2迫使石油涌出地表并进行净化和处理。二氧化碳气体和水也将重回地面得以循环利用。 油田本身所占的德州120万平方英里的土地，全部由中央办公室监控。在九十年代，Kinder Morgan公司依靠配备无线电的卡车监控400个独立生产点，还有一个使用9600波特率连续无线通信的200站点网络，并使用VSAT（甚小孔径终端系统）卫星网络监控井口。 网络数据率偏低和VSAT依赖天气的本性使得人们重新考虑无线策略。通过Cain电气供应公司，Kinder Morgan CO2 小组已开始把系统迁移到基于施耐德 Modicon PLC和太阳能供电的Locus 工业无线装置的SCADA系统。 无线网络 无线节点：Locus无线通信节点传输数据：压力、流速、温度、电压、振动和硫化氢. 新的网络使用44个节点的Locus OS2400-485 无线装置连接施耐德Modicon PLC。网络每30分钟轮询一次站点，在43个注入井和位于Snyder公司南方办公室之间传输连续Modebus数据（19200波特）。网络传递信息包括：井压，流速、温度、电压、振动和硫化氢水平。 现场收集的数据通过Locus无线网络传回控制中心并输入到Intellution软件包。无线网络在无故障时间上表现卓越。 Locus网络最初只有四个无线站点，如今已经有44个单元，以后还会增加。无线单元能够担当一个主机、转发器或者简单设置的远程终端，这种能力对于网络扩展非常有用。 Kinder Morgan公司介绍了在SCADA中使用无线技术的一系列好处： 　　• 通过对注入井的无线监控，减少了办公室外消耗时间； 　　• 数据能够直接对问题快速响应； 　　• 一个容易建立和管理的无线网络使得Kinder Morgan 开始基于自己的需要构建修改系统。 　　• Kinder Morgan从SCADA系统中采集的数据支持更好的规划和决策。 　　• 施耐德和Locus 简单、直观的模块支持公司建立维护自己的控制台和控制柜。 　　• 该网络将很容易扩充，比如添加传感器、摄像机和其他测量设备等。